【题目编号】MC1-0634
【题目】我们总是希望接收机的接收带宽与当前操作方式下的必要带宽相匹配。这是因为:
【答案】A
[A]可以获得最佳的收信信噪比
[B]可以得到最佳的接收机输入阻抗
[C]可以最大化接收机的动态范围
[D]可以看到波段内更多的信号活动,更利于收获 DX 通联
考点速览
这道题追问的是“接收带宽与必要带宽匹配”背后的收益,属于接收机带宽理论的收尾题。题干给定一个前提——我们希望接收带宽与当前操作方式下的必要带宽相匹配——问这是为什么。答案是信噪比,而不是输入阻抗、动态范围或 DX 收获。它把前面几题关于带宽的知识收束到一个结论:匹配的唯一目标是让收信信噪比达到最佳。
匹配带宽为什么得到最佳信噪比
必要带宽(necessary bandwidth)是恰好能容纳所传信息、保证信息以要求速率和质量传送所需的最小频带宽度。接收机的中频通带若比必要带宽窄,会把信号有用的边带成分也切掉,造成失真、损失信息;若比必要带宽宽,多出来的那段频带没有信号只有噪声,等于额外放进了噪声功率。两端都不好,只有通带与必要带宽相当时,信号完整保留、噪声被压到最低,信噪比才达到最佳。
噪声功率与带宽成正比这一点,是理解本题的关键。接收机内部的热噪声、天线收进来的大气噪声和人为噪声,在通带内近似均匀分布。通带宽度每扩大一倍,落入中频的噪声功率就增加一倍;反之每收窄一半,噪声就减半。把通带从六 kHz 压到三百 Hz,噪声功率降为原来的二十分之一,弱信号立刻从噪声里显出来。这正是匹配带宽带来最佳信噪比的物理根源。
这里要区分两个方向。收窄带宽提高信噪比的前提是“不能切到信号”。对 CW 这种占宽只有几十到几百 Hz 的信号,可以把通带压到一百 Hz、四百 Hz;对 SSB 话音则只能压到二点七 kHz 左右,再窄就开始削掉语音高频、可懂度下降。所谓匹配,就是压到信号必要带宽的边上而不伤及信号本体。
逐项辨析
选项 A 是正确答案,点明匹配带宽的收益是“获得最佳的收信信噪比”,与上面的分析一致。
选项 B 说“得到最佳的接收机输入阻抗”。输入阻抗是接收机输入端口对信号源呈现的阻抗,取决于输入匹配网络和前端电路,与中频滤波带宽无关。改变中频通带宽度不会改变输入阻抗,所以它错在把两个无关的量硬扯在一起。
选项 C 说“最大化接收机的动态范围”。动态范围指接收机能同时处理的强信号与弱信号的幅度范围,主要由前端混频器、放大器的线性度以及中频增益分配决定。带宽匹配虽然能压低带内噪声、让弱信号更容易被检出,但并不会扩大接收机可承受的强信号上限,谈不上“最大化动态范围”。
选项 D 说“可以看到波段内更多的信号活动,更利于收获 DX 通联”。这恰恰与匹配带宽的方向相反——想看更多信号、做频谱监视,需要把通带开宽、让更多信号一起进来,而这会同时引入更多噪声、降低单个信号的信噪比。匹配带宽是收窄到信号本身,而不是开宽看热闹,所以 D 错。
易混淆点
带宽匹配带来的“最佳信噪比”容易与“最佳灵敏度”“最大动态范围”混为一谈。灵敏度描述接收机对微弱信号的极限接收能力,提高灵敏度要靠低噪声前置放大和降低整机噪声系数;动态范围描述强弱信号共存时的处理能力,靠的是线性度。带宽匹配只负责把带外噪声挡掉,属于噪声管理手段,不是增益或线性度手段。
还有一个易混点:有人以为带宽越窄信噪比越高,就该无限收窄。实际上收窄到切掉信号边带之后,信噪比反而因为信号功率损失而下降,还会引入振铃、可懂度变差。最佳点就是通带与必要带宽相当,这正是题干所说的“匹配”。
应试要点
把“匹配带宽”和“最佳信噪比”死死绑定。凡是问“带宽与必要带宽匹配为了什么”,答案就是信噪比。排除时记住:输入阻抗由前端决定、动态范围由线性度决定,都与带宽无关;想看更多信号应开宽带宽而非匹配带宽。