【题目编号】MC1-1236
【题目】在下列调制方式中,已调信号的载波分量恒定不变的是:
【答案】A
[A]幅度调制 AM
[B]频率调制 FM
[C]相移键控 PSK
[D]频移键控 FSK
考点速览
调制方式按被改变的载波参量分成两大类:改变幅度的是幅度调制,改变频率或相位的是角度调制。这道题问的是已调信号里那根载波分量是否恒定不变,四个选项里只有幅度调制满足。答对它的关键不在背结论,而在分清「载波分量」这个频谱概念和「包络」这个时域概念——题目挖的坑就埋在这里。
频谱中间那根谱线从哪里来
一个正弦载波被单音调制之后,频谱上出现几根离散谱线。位于载频位置的那一根叫载波分量,位于载频两侧、与载频相隔一个音频频率的那两根叫边带。普通调幅(amplitude modulation,AM)里,载波分量的幅度只由发射机的载波功率决定,跟调制信号没关系;调制信号只决定两个边带的高低。信息写在边带里,载波分量本身一个字都不携带,它的高低是恒定的。这是调幅区别于另外三种方式的根本特征。
角度调制会把载波分量一并拽动
频率调制(frequency modulation,FM)、相移键控(phase shift keying,PSK)、频移键控(frequency shift keying,FSK)都属于角度调制。角度调制在时域上的表现是等幅的:示波器上看,包络是一条平直的线,发射机末级可以一直坐在饱和区,效率高。频谱却完全是另一幅图景。角度调制各根谱线的幅度由调制指数决定,其中载波分量的幅度正比于零阶贝塞尔函数(Bessel function)。调制指数从小到大变化时,这一项会先下降、过零、再回升,也就是说载波分量不但谈不上恒定,还会在某个调制指数上彻底消失。
相移键控和频移键控是角度调制的数字版本,规律一样:载波分量随码元状态起伏,抑制载波的双相键控更干脆,把载频谱线直接压掉。
逐项辨析
选项 A 正确。普通调幅的载波分量幅度由载波功率单独决定,调制只改变边带,正因如此,调幅信号才能用最简单的二极管加阻容包络检波器解调,这是它的看家本领。
选项 B 错。调频的载波分量幅度随调制指数按贝塞尔函数变化,存在使载波分量归零的调制指数。它恒定的是时域包络,不是频谱里的载波分量——把这二者画等号,正是本题设下的圈套。
选项 C 错。相移键控的载波相位按数据跳变,相位跳变本身就意味着频谱结构随数据流变化;采用抑制载波的键控方式时,载频位置那根谱线基本不存在,「恒定不变」无从谈起。
选项 D 错。频移键控在两个频率之间来回切换,两个频率上的谱线幅度随码元流此消彼长,载波分量同样不恒定。
恒包络不等于载波恒定
这两句话最容易串。「恒包络」说的是时域:不管怎么调制,射频信号振幅不随时间起伏,好处是功放可以做得很高效,接收端也能先限幅把幅度干扰削平,再往下解调。调频、频移键控都属于恒包络。「载波分量恒定」说的是频域:频谱中间那根谱线的高度是否只由载波功率决定。调幅恰好相反——它的时域包络随声音起伏,频域里的载波分量却稳如磐石。
实务上这个差别一眼就能看出来:调幅广播接收机用一只二极管、一只电阻、一只电容就能出声;调频接收机必须先限幅、再鉴频,把频率的变化转换成幅度的变化才听得到声音。两种解调电路的差别,根源就在上面这两句话的分野上。
应试要点
一句话记死:调幅的载波分量恒定、包络变化;调频与各种键控包络恒定、载波分量变化。看到「载波分量恒定不变」,只在幅度调制里找答案;看到「包络恒定」,就去角度调制里找。判断之前先问自己:这种方式是靠改变幅度传信息,还是靠改变角度传信息。