【题目编号】MC1-1310
【题目】下列几种图表中,最容易用来表达和解释 RTTY 调制原理的是:
【答案】A
[A]频率-时间曲线
[B]功率-时间曲线
[C]波形图
[D]相位矢量图
考点速览
这道题问无线电传(RTTY)的调制原理最适合用哪种图表表达。RTTY 在业余无线电里用频移键控传送字符,信息载在"频率"这个维度上,而且频率是在两个固定值之间来回跳,所以最能说明问题的是横轴时间、纵轴频率的频率-时间曲线。这类"选图表"的题目在本系列里成组出现,考的都是同一个判断动作:先确定被调制的参量,再挑能直接读出该参量的坐标图。
原理与依据
RTTY 是 Radioteletype 的缩写,中文叫无线电传,是把电传打字机的字符编码通过无线电传送的工作方式。它在业余无线电中普遍采用频移键控(Frequency Shift Keying,缩写 FSK):用两个不同的频率分别代表"传号"与"空号",传号对应二进制的 1,并且是线路的空闲状态;空号对应 0,接收端只要判断当前频率是哪一个,就还原出比特流。
业余 RTTY 的两个关键数字必须记住。频移是 170 Hz,也就是传号频率与空号频率之差;码元速率是 45.45 波特。这两个数字来自历史上的机械电传机标准:每秒钟传送 45.45 个码元,折合每分钟 60 个单词的电报速率。字符编码多用博多码,也叫国际电报字母表二号,是五位码,需要用字母/数字切换字符来实现字母与数字符号的共用。
把两个频率的跳变画在横轴为时间、纵轴为频率的坐标上,得到的是一条在两个水平高度之间来回跳变的方波状曲线。曲线的两个高度差就是频移 170 Hz,每个台阶的水平宽度就是码元时长,等于波特率的倒数,即 1 ÷ 45.45 ≈ 0.022 秒,也就是约 22 毫秒。频移与带宽的关系可以粗略估算:占用带宽约等于频移加上码元速率,即 170 Hz + 45.45 Bd ≈ 215 Hz,这是窄带通信的典型量级,因此 RTTY 能在很窄的频率窗口里工作。
实际实现有两条路线:一种是把音频频移键控信号送进单边带发射机的音频输入端,叫音频频移键控;另一种是直接让发射机的载波频率在两个频点之间切换,叫直接频移键控。两者在频率-时间曲线上的表现完全一致,只是纵轴的刻度一个是音频频率、一个是射频频率。
逐项辨析
选项 A 正确。频率-时间曲线的纵轴就是频率,两个频点之间的落差是频移,台阶的宽度是码元时长,曲线的疏密反映波特率。讲解 RTTY 的工作原理,这三个量都能在这一张图上量出来,是最直观的表达方式。
选项 B 错误。功率-时间曲线记录的是发射功率随时间的变化。RTTY 属于恒幅发射,无论传号还是空号,功率基本保持不变;功率不携带信息,因此这条曲线是一条近乎水平的直线,说明不了任何调制原理。
选项 C 错误。波形图是时域瞬时幅度曲线。RTTY 的一个码元里包含成百上千个载波周期,波形图上只是一片密集的正弦填充,两个频点的差别要靠数周期长度才能间接看出,不直观也不便于讲解。
选项 D 错误。相位矢量图用于表示有限个离散相位状态。RTTY 的信息装在频率上,相位是连续积累的,并没有可控的离散相位点,矢量图无法表达频移键控。
易混淆点
第一组是频移键控与相移键控。两者都是数字调制,但一个载在频率上、一个载在相位上,对应的图表分别是频率-时间曲线与相位矢量图,不能互换。第二组是频移与中心频率。频移是两个频点之差,中心频率是两者的平均值,题目问"频移多少"答 170 Hz,问"中心频率"则要看具体的音频或射频设置,两者不是一回事。
第三组是音频频移键控与直接频移键控,区别在键控发生在发射机的音频输入还是射频振荡级,接收端听到的效果一样,但设备结构不同。第四组容易被忽略的是码元速率与字符速率:45.45 波特是码元速率,博多码每个字符含五位加起止位,因此字符速率要低得多。
应试要点
记三个数:频移 170 Hz、速率 45.45 波特、码元时长约 22 毫秒。凡是描述频率随时间在两个值之间跳变的信号,图表一律选频率-时间曲线,它同样适用于采用音频频移键控的慢扫描电视与分组通信。