【题目编号】MC1-0522
【题目】一部业余无线电台以 SSB 方式发射时的峰值输出功率为 10 瓦,电源效率约为 80%。若该台利用此方式发送一段时长 10 秒的 Robot 8 SSTV 黑白图像,则此期间的平均发射功率:
【答案】A
[A]约为 10 瓦
[B]显著低于 10 瓦
[C]约为 12.5 瓦
[D]约为 8 瓦
考点速览
这道题给出的场景是:发射机以单边带方式工作,峰值输出功率十瓦,电源效率约百分之八十,用慢扫描电视方式发送一段黑白图像,问这段发射期间的平均功率。一连串数字都是布景,真正的考点只有一个——这种模式发射时的射频包络是否恒定。
慢扫描电视怎样把图像塞进语音信道
慢扫描电视(Slow Scan Television,SSTV)是一种窄带图像传输方式。它把图像信息编码成音频信号,再用单边带发信机当作普通语音送出去。因此任何能传话音的短波设备都能传图像,只需在电脑上运行编解码软件、用音频线把电脑与电台连起来。
图像在慢扫描电视里不是整幅一次送出的,而是按扫描线逐行发送。每一行的亮暗被编码进音频副载波的频率:副载波频率通常在一千五百到两千三百赫兹之间变化,不同的频率对应不同的亮度。行与行之间、帧与帧之间另有特定频率的同步信号;图像正式开始之前还会先发一段识别码,告诉接收端接下来是哪种模式,接收软件据此自动切换解码参数。
黑白制式里只有亮度信息,没有色度分量,因此每一行只用一个频率值表达明暗。Robot 是常见的一个模式族,族内不同后缀对应不同的扫描速度与传输时长档位。
恒幅副载波决定恒包络输出
看清这套机制之后,功率问题就简单了。承载图像的是一个幅度恒定、只有频率在变的音频正弦波:图像内容改变的是频率,不是幅度。
把这个恒幅音频送进单边带发射机,射频输出的幅度就由音频幅度决定。音频幅度不变,射频包络就是一条水平线,发射期间的功率不随图像内容起伏。于是发送图像这段时间里,平均发射功率与峰值包络功率在数值上基本重合,约为十瓦。
题干里的电源效率是另一回事。效率描述的是直流输入功率与射频输出功率之间的比值,与“平均功率和峰值功率谁大谁小”没有关系。它出现在这里,是为了诱导考生去做一次除法或乘法,而这两条路都不通往正确答案。
逐项辨析
选项 A“约为十瓦”正确:恒幅副载波带来恒包络射频输出,平均功率等于峰值功率。
选项 B“显著低于十瓦”是把话音或等幅报的经验搬了过来。这两种模式都有包络起伏或键控空档,平均功率确实远低于峰值;本题的信号既没有空档也没有起伏,套用不成立。
选项 C“约为十二点五瓦”是用十瓦除以零点八算出来的,算的是直流输入功率,不是射频平均功率。
选项 D“约为八瓦”是十瓦乘以零点八的结果,方向恰好相反,同样是把效率数字误当成功率换算系数。
明暗变化与功率变化不是一回事
最容易误导人的直觉是:图像有亮有暗,功率应该跟着有高有低。事实并非如此。亮暗信息被编码进了音频频率,属于频率维度的变化;射频幅度这一维度自始至终没有被动过。打个比方,音调高低在变,音量大小没变,扬声器消耗的功率自然也不变。
同样属于恒包络家族的还有几类常用数字模式:移频键控的模式靠频率跳变携带信息,相位键控的模式靠相位跳变携带信息,两者的幅度都是恒定的。真正让平均功率显著低于峰值的,是那些存在通断或幅度起伏的信号,例如手键与自动键的等幅报,以及话音激励的单边带。
应试要点
遇到数字或图像模式问平均发射功率,先看包络:连续等幅的信号,平均功率约等于峰值功率;存在键控空档或幅度起伏的信号,平均功率显著低于峰值。电源效率在这类题里始终是干扰项,不要拿它去乘除功率。