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军用电台发烧友之家

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【转载】通俗点来谈SSB工作模式和原理  

2014-08-24 11:22:22|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【转载】通俗点来谈SSB工作模式和原理 - bg1iwk - 军用电台发烧友之家
 

    提到SSB就不得不谈谈AM,SSB从本质上来说也是一种调幅信号,
它出自于调幅又区别于调幅。

    调幅波是一个载波幅度跟随调制音频幅度变化而变化的调制方式
。只有清楚的知道调幅波的频谱特征才能准确的掌握SSB的产生方法,
我觉得可以根据混频的原理来说明调幅波的频谱特征:

    由于非线性元件的特点,两个不同频率的信号频率1和频率2通过
非线性元件会出现4个频率:两个频率的和,两个频率的差,频率1,
频率2。 通常无线电通信要传送的有用信号是音频,假设要传送的音
频有两个,500HZ和3KHZ,载波频率为10MHZ,那这三个信号被同时送
到调制器中后将产生7个频率:

    10MHz+500Hz=10.0005MHz;
    10MHz+3KHz=10.003MHz;
    10MHz-500Hz=9.9995MHz;
    10MHz-3KHz=9.997MHz
    10MHz
    500Hz
    3KHz
 在这些频率当中,我们把和频率(10.0005MHz, 10.003MHz)称为
上边带,简称USB;而把差频率(9.9995MHz,9.997MHz)称为下边带,
简称LSB。这两个边带都是比较高的频率和10MHz的载波频率一样很容
易被发射出去, 也只有这两个边带的无线电信号包含着我们需要传送
的信息,而且这两个边带中携带的信息完全一样.

    由于调幅波要发射出去3个频率分量(载波,上边带,下边带),而且
不携带有用信息(音频)的载波在发射功率中又占了大部分功率份额.
所以调幅波对电力的利用效率是比较低的.

    前面说过了,在调幅波频谱中的上下两个边带都含有相同的信息,
而且载波并不含有有用信息。那么, 只传送一个边带也就可以完成信
息的传送,为了提高发射功率的效率,而把其中一个边带和载波都消除
掉。这个过程就叫做单边带调制,而最终输出的无线电信号就叫做单
边带信号(SSB)。

    单边带信号的产生:

    幸好我们有一种调制器叫平衡调制器,它的特点是经过调制的信
号只包含上边带和下边带频率分量,而音频和载波在调制器内部就被
消灭掉了。这样在调制器的输出端,我们就得到了两个边带的频率分
量,这种含有两个边带信号同时也没有载波分量的信号,我们称它为
双边带信号,简称DSB。 此时,DSB也可以被直接发射出去,但是DSB
信号中含有两个边带的信号,这两个边带携带着两个完全相同的信息
,我们完全可以只发射其中的一个。这时,我们用滤波器过滤掉其中
的一个边带就可以得到单边带信号(LSB或者USB)。由于这两个边带
的频率都是在很高的高频波段,而且两个边带的频谱靠的很近。显然
只能靠 Q值极高的机械滤波器或晶体滤波器才能很好的把其中一个边
带滤除掉。 单边带接收机的工作程式:

    对于简单的直接解调式单边带接收机来说(别告诉我你不知道什
么是直接解调式接收机,如果当真不知道的话,你就别往下看了,把
6CR的PIXIE找出来看明白)。由于接收到的LSB或者USB信号中不包含
载波信号,所以必须在接收机里把缺失的载波补上 (这个过程其实就
是把SSB信号恢复成调幅波),否则就不能得到我们想要的有用信息。

    比如:

    对于10.003MHz的单音调制 (指的调制信号只有3KHz这一个频率
分量,实际的调制信号是300~3KHz的音频频带分量) USB信号来说,
它缺失的是10.000MHz的载波,如果在接收机里不把这个10MHz的载波
补上的话, 那对于检波器来说,检波器面对的将是一个10.003MHz的
单一频率分量。 如果在本地人为的产生一个10.000MHz的频率(对于
直接解调接收机来说,这个10.000MHz就是本振频率,或者称为BFO)
,那么送入检波器的将是两个频率分量:

    10.003MHz
    10.000MHz

    那么这两个频率经过非线性检波器将会产生4个频率分量:

    10.003MHz-10.000MHz=3KHz
    10.003MHz+10.000MHz=20.003KHz
    10.003MHz
    10.000MHz
显然我们需要的是第一个频率分量10.003MHz-10.000MHz=3KHz。
其余的频率分量因为都是高频信号,使用简单的低通滤波器就可以完
全消除它。

    上面的推导过程也同样适用于下边带(LSB), 但是需要注意的
一点就是由于上下边带处在频谱上不同的位置,所以,对于10.003的
下边带信号来说,它的载波点就在10.006MHz。 如果读者头脑比较清
楚的话,应该不难理解。

    超外差式单边带接收机的工作程式:

    对于超外差接收机来说,就不能不谈到频谱倒置的问题,至于其
他的变频中放和普通的超外差原理上是一样的,这里就不赘述了。

    超外差接收机的工作程式有两种,差频变频方式与和频变频方式
。对于和频变频器产生的中频来说,数学关系比较单纯,它不会改变
信号的特征。简单的说,接收到的LSB信号, 经过和频变频器后产生
的中频仍然是LSB信号。

    但是对于本振频率高于接收频率的差频变频方式的电路来说,情
况就完全不同了。经过差频变频器产生的中频信号将是和接收到的信
号边带相反的, 即所谓的频谱倒置。简单的说,接收到的LSB信号,
经过变频后产生的中频将是USB信号。 那么在进行单边带解调时,就
必须按照USB信号的特点来进行选择BFO的频率才能正确解调出我们希
望的有用信号。
如果读者把前面的信号频谱的段落都看明白了的话,应该可以理
解频谱倒置的关系。
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