【题目编号】MC1-1237
【题目】在下列调制方式中,已调信号中仅包含一组与调制信号的信息相对应的边带的是:
【答案】A
[A]抑制载波单边带幅度调制 SSB
[B]幅度调制 AM
[C]等幅电报 CW
[D]抑制载波双边带幅度调制 DSB
考点速览
这道题问四种发射方式里哪一种只把一组边带送出去,答案是抑制载波单边带幅度调制(single sideband suppressed carrier,SSB)。要把它想透,得抓住两条线:边带是从调制的哪种运算里冒出来的,以及载波与两个边带各自携带什么、各消耗多少功率。
边带是差频与和频造出来的
把一个频率为 f 的音频单音与频率为 f 的载波相乘,三角函数展开后只剩两项:两频率之和与两频率之差。这两项就是上边带和下边带。实际话音不是单音,而是从三百赫兹到三千赫兹的一条连续谱,于是上边带占据载频加三百赫兹到载频加三千赫兹这一段,下边带占据载频减三千赫兹到载频减三百赫兹这一段。两个边带以载频为中心镜像对称。接收端把边带搬回音频位置,听到的就是原来的话音。
两个边带说的是同一件事
话音频谱在音频范围内是单边的,搬移之后形成的上下边带互为镜像,携带的信息完全相同。同时发两个边带,等于把同一句话说了两遍,还占用两倍带宽。要省带宽,就砍掉其中一个,只留一组,这就是单边带。
它还有一个附带好处。载波本身不携带信息,却占着发射功率的大头。以满调制为例,调幅波的总功率是载波功率的一点五倍,其中载波占三分之二,两个边带合计只占三分之一,每个边带仅占六分之一。抑制载波再砍掉一个边带之后,同样的末级功率就能全部集中到唯一有用的那一组边带上,功率效率的差别是数量级的。这也是短波通信偏爱单边带的原因:同样的发射功率,对方听到的信号明显更响。
要做出单边带,工程上有两条路。滤波法先用平衡调制器做出抑制载波双边带,再用选择性极高的晶体滤波器或机械滤波器切除一个边带,难点在于话音最低频率离载频只有几百赫兹,滤波器的过渡带必须做得极陡。相移法走的是另一条道:两路相乘,其中一路移相九十度,再把两路相加或者相减,让一个边带在合成时彼此抵消,另一个边带互相叠加。两条路各有取舍,业余设备里滤波法更常见。
逐项辨析
选项 A 正确。抑制载波单边带只保留上边带或者下边带中的一组,载波被抑制掉,输出频谱里与调制信号信息对应的边带只有一组,另外三种方式都做不到这一点。
选项 B 错。普通调幅的频谱是中间一根载波、两侧各一根边带,一共三根谱线,边带是成对的。
选项 C 错。等幅电报(continuous wave,CW)发射的是一段段被键控开关的单一射频,理想键控模型的频谱就是一根载频谱线,信息写在「有」与「无」的时序里。按键动作确实会把频谱展宽,但这种展宽来自键控波形自身,不是调幅意义上那种与调制信号一一对应的边带。
选项 D 错。抑制载波双边带(double sideband suppressed carrier,DSB)虽然做了载波抑制,却把上下两个边带原样发出,恰好是两组边带,与题目要求相反。
单边带、双边带与等幅电报的分界
把这三种放在一起记。等幅电报只有一根被开关的载频,占用带宽最窄,代价是只能传电报。单边带保留一组边带,带宽约等于话音带宽,业余通信里常用的话音带宽在二点七千赫兹上下。抑制载波双边带保留两组边带,带宽翻倍。普通调幅除了两组边带,还要额外付出一根载波的功率。
国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)的发射类别代号本身就是一份说明书:抑制载波单边带话音记作 J3E,普通调幅话音记作 A3E,等幅电报记作 A1A。看边带数量能判断是一组还是两组,看频谱中间有没有谱线、或者看代号,能判断载波在不在。
应试要点
三句话:边带成对出现,上下两组内容重复;只发一组边带的就是单边带;载波不携带信息却最费功率,能抑制就抑制。答题时先在脑子里画频谱——中间一根载波、两侧对称两组边带;缺了中间那根、又只剩一侧,就是单边带。