谈谈SSB工作模式和原理.docx
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谈谈SSB工作模式和原理
BA5RW:
一、在了解单边带通信之前应该第一了解一些音频方面的知识。
人耳能听到的声音是机械波,很容易用换能装置和电信号对应联系起来。
频率落在20赫兹到20千赫兹左右的信号是一样人耳能听到的音频范围。
低于20赫兹是次声波,超过20千赫兹是超声波。
语音是由复杂的带有丰硕谐波的音频信号,不同谐波分量的组合组成人的音色特点,不见其人只闻其声就能够分辨熟人要紧确实是依照音色特点。
事实上,在300赫兹到3千赫兹范围内,就能够大体反映语音的内容和音色特点,在利用电信号语音通信的系统只要能传输300到3000赫兹的带宽就足够了。
因此话音通信的音频带宽一样规定为2。
7KC,从0开始也确实是3KC,而一样中短波广播要传送音乐,规定为6KC音频带宽。
二、了解了无线电波要传送的音频任务以后,咱们再看看无线电波是如何搭载音频信号的。
两个不同能量状态或是具有方向(矢量)的物理量之间的循环转变都能够视做振动(这是我个人依照自己的明白得给振动下的概念,希望朋友们拍砖。
)所有的物理振动都具有两个能够观测的物理量——振幅和频率。
音频和高频无线电波在电路中都能够看做方向和幅度规律转变的振动电信号——交流电,如此咱们就能够够让频率较高的电信号的振幅或频率的转变随音频信号而转变就能够反映音频的转变信息,接收端再还原回来就实现了高频对音频的调制和解调的进程。
较高频率的电信号咱们就叫载波。
许多书籍说音频不能进行远距离传送,而要靠无线电波来传送,大多是模糊了机械音频信号和电音频信号的概念。
事实上,在发射到空中之前,电路中的音频信号和所谓的载波信号都是一样的交流电信号只是频率不同罢了,只是从转化成电磁波的换能角度来看,高频的载波装置辐射换能效率高罢了。
了解了以上大体知识,咱们还能迅速明白得什么是调幅、单边带和调频的普及知识。
在这儿一直强调普及知识一词的缘故是希望和专业上的分析说明方式区分开。
专业上一样沿用了研究物理振动的数学分析方式,比如三角函数、复数乃至高等数学方面的知识,关于一样非专业的爱好者那是很乏味也很痛楚的情形。
高频电信号的幅度转变随音几回率转变,转变的幅度大小随音频幅度的转变的调制方式就叫调幅。
调幅的进程是在非线性器件中进行的,因为那个器件也能够看做是一个混频器,用最简单的数学分析方式来讲明,确实是会生成最大体的四个电信号,原先的音频Fm、载波F和它们的和差电信号F+Fm、 F-Fm。
发射到空中的AM调幅信号一样包括频率相近的载波F、F+Fm、F-Fm三个信号,显然,其中和差信号的音频信息是一样,依据以上知识可明白,AM话音占用了2X3KC=6KC、广播那么占用2X6=12KC的带宽,造成频率资源和能量的浪费。
但AM的接收解调装置能够最廉价,适合民用和普及。
载波在某固定频率两边随音频转变而转变,转变的大小随音频的幅度而转变的调制方式,就叫调频FM,固然还有波的相位上的调制等也能够看做FM方式。
FM的解调进程能够进行限幅放大从而抑制干扰提取有效信号,因此其抗干扰性能较好,缺点是解调电路复杂,占用频带宽,只是电路的复杂此刻不是问题了,但资源浪费是首要的问题,因此一样只用于传播距离不远的频段上,以提高频率资源复用。
短波上只有十米波以上才能用到。
3、单边带调制
通过前面的预备知识,咱们已经了解AM信号有三种信号即F、F+Fm、F-Fm,其中音频载波和差信号携带信息是一样的,而载波不携带任何信息,载波和音频的和信号频率带在频率坐标图上显然落在载波之上,称上边带USB,差信号带那么落在载波之下称下边带信号LSB。
从节约空中能量提高信息搭载效率来看,只要发射上下边带一种即可,这确实是单边带通信技术诞生的缘故吧。
BA6BF:
提到SSB就不能不谈谈AM,SSB从本质上来讲也是一种调幅信号,它出自于调幅又区别于调幅。
调幅波是一个载波幅度跟从调制音频幅度转变而转变的调制方式。
只有清楚的明白调幅波的频谱特点才能准确的把握SSB的产生方式,我感觉能够依照混频的原理来讲明调幅波的频谱特点:
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通过非线性元件会显现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效信号是音频,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=;
10MHZ+3KHZ=;
10MHZ-500HZ=;
10MHZ-3KHZ=
10MHZ
500HZ
3KHZ
在这些频率当中,咱们把和频率(,称为上边带,简称USB;而把差频率(,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括着咱们需要传送的信息,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),而且不携带有效信息(音频)的载波在发射功率中又占了大部份功率份额.因此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,而且载波并非含有有效信息。
那么,只传送一个边带也就能够够完成信息的传送,为了提多发射功率的效率,而把其中一个边带和载波都排除掉。
那个进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)。
一、单边带信号的产生:
幸亏咱们有一种调制器叫平稳调制器,它的特点是通过调制的信号只包括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。
如此在调制器的输出端,咱们就取得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,咱们称它为双边带信号,简称DSB。
现在,DSB也能够被直接发射出去,可是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,咱们完全能够只发射其中的一个。
这时,咱们用滤波器过滤掉其中的一个边带就能够够取得单边带信号(LSB或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专门好的把其中一个边带滤除掉。
二、单边带接收机的工作程式:
关于简单的直接解调式单边带接收机来讲(别告知我你不明白什么是直接解调式接收机,若是当真不明白的话,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USB信号中不包括载波信号,因此必需在接收机里把缺失的载波补上(那个进程其实确实是把SSB信号恢复成调幅波),不然就不能取得咱们想要的有效信息。
比如:
关于的单音调制(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的音几回带分量)USB信号来讲,它缺失的是的载波,若是在接收机里不把那个10MHZ的载波补上的话,那关于检波器来讲,检波器面对的将是一个的单一频率分量。
若是在本地人为的产生一个的频率(关于直接解调接收机来讲,那个确实是本振频率,或称为BFO),那么送入检波器的将是两个频率分量:
那么这两个频率通过非线性检波器将会产生4个频率分量:
+=
显然咱们需要的是第一个频率分量。
其余的频率分量因为都是高频信号,利用简单的低通滤波器就能够够完全排除它。
上面的推导进程也一样适用于下边带(LSB),可是需要注意的一点确实是由于上下边带处在频谱上不同的位置,因此,关于的下边带信号来讲,它的载波点就在。
若是读者头脑比较清楚的话,应该不难明白得。
三、超外差式单边带接收机的工作程式:
关于超外差接收机来讲,就不能不谈到频谱倒置的问题,至于其他的变频中放和一般的超外差原理上是一样的,那个地址就不赘述了。
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。
关于和频变频器产生的中频来讲,数学关系比较单纯,它可不能改变信号的特点。
简单的说,接收到的LSB信号,通过和频变频器后产生的中频仍然是LSB信号。
可是关于本振频率高于接收频率的差频变频方式的电路来讲,情形就完全不同了。
通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,通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,就必需依照USB信号的特点来进行选择BFO的频率才能正确解调出咱们希望的有效信号。
若是读者把前面的信号频谱的段落都看明白了的话,应该能够明白得频谱倒置的关系。
BD7RC:
在分析原理时,能够设:
语音信号频谱为0~3KHz;
下边带信号频谱为~;
上边带信号频谱为~;
SSB的平稳调制、信号混频能够简单看做两个信号进行加、减,取得和频、差频两个信号;常见的SSB晶体滤波器事实上只许诺某段范围的信号通过,一样带宽为3KHz
下面那个图是一个实际SSB发信机的原理框图,收信机的原理分析只是那个进程的反方向,注意红色的信号频谱转变,注意它对应的是上边带仍是下边带:
当晶体滤波器的滤波范围是~时,假设本振1频率为、本振2为,那么能够取得的上边带信号(波谱范围为:
~)
当以上电路条件不变,仅仅是本振1变成时,能够取得的下边带信号(波谱范围为:
~)
以下为BH4RHP的分析:
设F1为第一次变频(BFO),F2为第二次变频,fl-fh为语音信号频率(0-3K)
第一次变频时,和频=F1+fl~F1+fh是F1的USB
差频=F1-fl~F1-fhF1的LSB
第二次变频时:
和频=F2+(F1+fl)~F2+(F1+fh)是F1+F2的USB
差频=F2-(F1-fl)~F2~(F1-fh)=F2-F1+fl~F2-F1+fh是F2-F1的USB
大伙儿能够碰运气,当晶体滤波器的范围变成~、而本振1别离变成和时,情形会怎么样?
再想一想,当晶体滤波器的范围为f1~f二、而本振1别离变成f1和f2时,情形会怎么样?
这是一个很有趣的数字游戏,包括着一些内在规律,弄清楚了,对DIY绝对有益处!
关于一部SSB收发机而言,当晶体滤波器的范围为f1~f2时,本振1应别离变成f1和f2而不能改变,要改变收发频率,一样仅仅需要改变本振2。
当本振1别离在f1和f2转变时,在同频段内能够取得上或下边带信号,这两个信号的波谱范围是一样的,但别离对应于两个不同频点的上/下边带。
(看一下上面两个图的天线上面的括号内的表述)
上面的分析是针对一次变频的机械而言,二次或多次变频的有所不同但分析方式大体相仿。
BG6EC:
平稳调制能够由平稳混频器实现的。
平稳混频器的原理超级简单,确实是一个能够实现线性乘法的器件或电路。
若是学太高中数学,确信对三角函数中的积化和差公式有印象。
cosA×cosB=(cos(A+B)+cos(A-B))/2
依照那个公式能够清楚的看到,平稳混频器使两个输入信号进行线性乘法,其输出信号确实是输入信号的和频与差频。
理想的平稳混频器可不能有其他输出成份。
可是很遗憾,那个世界上没有完全符合理想模型的器件。
任何实际的器件或电路都会有其他成份输出。
比如泄漏载波输出。
漏载的强度与具体电路的设计和调试情形紧密相关。
一样具有平稳混频器如此结构的器件或电路不作什么特殊处置应该对载波输出有10dB以上的抑制,稍作处置能够达到20dB以上的抑制(象专用的混频器),通过精心调整能够实现高达40~50dB的抑制。
象SBL-1如此的器件应该至少能够实现40dB的抑制。
一样应用已经无需额外的调整了。
载波抑制情形与具体的工作条件也是有关的,但绝对不是说“有调制信号时,平稳电路才起逆制作用”。
BA5RW:
一样采纳晶体电容梯形边带滤波器的电路都好不到哪里去。
带内波动(通俗的讲确实是通带内的特性不平坦引发的起伏转变)和边沿的斜率是一对矛盾。
通常意义上滤波器带宽是指与峰值比较衰减到0。
7倍之间的宽度,单边带的要求是2。
1KC到2。
7KC即可,这其实不难解决。
但要保证边沿特性的峻峭却没那么容易。
比如去年我自己设计实验的AW03H手持QRP电路中采纳的USB边带滤波器3DB(也确实是对应0。
7倍峰值带宽)带宽是1。
8KC到2。
1KC之间(抽查),而40DB左右的带宽在6KC到8KC之间,而且到了这一时期频率较高的一边呈缓慢下降的趋势,频率较低的一边那么呈接近垂直状态,也接近一样单个晶体工作于等效LC并联状态的曲线形状,如此恰好适合平稳度不行的MC3361最大限度的克服载漏。
比较理想的晶体滤波器的制作方式可能仍是差接桥形晶体滤波器。
但要定做晶体和电感不适合业余DIY。
日本爱好者普遍利用10MC以上的晶体做串接梯形滤波器,我用12。
8的实验过,曲线不错,这种选用的理论依照估量和晶体自身带宽的固有百分比有关,比如低频单个的带宽窄,几个串接后带内波动大,10MC以上恰好等。
但还有其他的应用障碍因素,我没有继续做太多的实验,已是题外话了。
以上是我个人的通用边带滤波器实验介绍,也希望其他爱好者能聊聊自己心得。
关于LSB与USB的收信问题
问:
SSB分为LSB与USB,假设基频为F,语音频率为f,那么LSB为F-f,USB为F+f.
但问题是,事实上电台在LSB时,不管设何频率上,是收不到USB的。
可我分析确有如此的可能:
假想收一个F-f的LSB信号,能够将F-f看做:
(F-2f)+f,即看成USB信号,现在电台设到频率为:
(F-2f),且设为USB模式,那么能够接到了!
那个问题应如何想才对啊?
假设要收的LSB信号,设语音带宽2K,是不是是将VFO设到,变频后出来是10.6M的中频信号,经晶体滤波(BPF为:
10.6M-10.602M),BFO差拍后还原声音
以下分析,按USB方式,也能够收到的USB信号,如图:
答:
问题是如此,语音音频是一组频率,不是一个单音频信号,因此你假设语音音频是f这是错误的.应该假设语音音频的范围是20Hz~f,也确实是带宽约等于f.这一组频率你能够用一组函数来替代A=A(f1)+A(f2)+A(f3)+......其中的f1/f2/f3都是单音频信号,介于20Hz和最高频率f之间回过头来你用F+2f-A来还原声音,你会发觉你收听到的音频信号的符号是与原始的声音相反的因此若是在LSB模式收听USB信号,或在USB模式收听LSB信号,听到的是与真实声音互补的信号,不管如何调谐,都只能有一个单音频被还原,整个带宽上其它频率信号都是反向的,不能还原成能够明白得的语言.
CW就不存在那个问题,因为能够以为CW的"音频信号"是1khz单音频信号,因此若是在7.023M上有一个CW信号,不管利用7.022M仍是利用的拍频信号,都能还原出来一样的滴滴答答的声音来.因此CW模式没有LCW和UCW如此的说法的.
可是若是在上有一个QRM的CW信号,那么你用7.022M与利用7.024M做拍频的成效就不一样了,收听到的QRM信号一个是500Hz的,一个是的.
若是把上面的两个CW信号明白得成为SSB信号一组频率中的两个,你就能够够明白得,LSB和USB模式同意到的语音是不同的,只有一种模式能够还原成原始的声音,另一种模式必然不行的.
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问:
的LSB带宽2K那么信号为7.050M-7.048M之间。
VFO=,那么10.6M10.602M,能通过晶体,进入下级BFO
的USB带宽2K则信号也为7.050M-7.048M之间。
VFO=,那么10.6M10.602M,能通过晶体,进入下级BFO
这种情况如何分析?
答:
确实如你所说,都能进入下级,因为在还原成为音频之前,LSB和USB的载波信号是看不出任何不同的.只要带宽适合,就都能被接收/放大/通过选频/滤波.只只是其中承载信号的方式是不同的.
认真算了一下,这种说法是正解
一个没弄得清的SSB问题
用的NE602装接收机,它的6脚接有一4MHZ晶振,晶振串L4线圈的话是下边带LSB,接电容时是上边带USB,那么调试时晶振串L4线圈的话是LSB,应调NE602的7脚到4MHZ的下边对吗?
仍是调到才是呢?
超外差式单边带接收机的工作程式:
关于超外差接收机来讲,就不能不谈到频谱倒置的问题,至于其他的变频中放和一般的超外差原理上是一样的,那个地址就不赘述了。
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。
关于和频变频器产生的中频来讲,数学关系比较单纯,它可不能改变信号的特点。
简单的说,接收到的LSB信号,通过和频变频器后产生的中频仍然是LSB信号。
可是关于本振频率高于接收频率的差频变频方式的电路来讲,情形就完全不同了。
通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,通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,就必需依照USB信号的特点来进行选择BFO的频率才能正确解调出咱们希望的有效信号。
我是没明白得下面的一段:
“可是关于本振频率高于接收频率的差频变频方式的电路来讲,情形就完全不同了。
通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,通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,就必需依照USB信号的特点来进行选择BFO的频率才能正确解调出咱们希望的有效信号。
”
是不是指的调本振时相反?
要收LSB就要调成?
若是读者把前面的信号频谱的段落都看明白了的话,应该能够明白得频谱倒置的关系。
我猜您没弄明白我说的本振和BFO指的是什么吧?
本振:
指的是的晶体产生的频率。
BFO:
指的是4MHZ晶体产生的频率。
关于采纳和4MHZ晶体组合方式产生7MHZ下边带(LSB),4MHZ的晶体频率(BFO)要调整到左右,若是要产生7MHZ上边带(USB),那么4MHZ的晶体频率(BFO)要调整为左右。
麻烦教师再说明一下,4MHZ晶体产生的频率有两个,串电容变成上边带,串电感变成下边带,是不是发信就接电感让它变,发到空中确实是USB,接收时扒开关到串电容处,BFO变成收USB,让它再变成LSB.我对SSB明白得不行,只在装机进程中边做边学,因为此机在4MHZ的NE602的6脚装一4MHZ晶振,晶振接一开关,别离接一电容到地,另一边接一电感到地,看了你上面的图,由LSB变到USB,有相反理论,因此才有此明白得,无线电基础差,请多多指教。
能否再说得明白一点,开关K接电感?
电容?
NE602的7脚频率要调到大约多少?
能正常收发就行。
因为我现在的机在接电感后,调到处,声音变得尖尖的,听起来不大清。
是如此的,上面的电感是让起工作在下边带,电容是让其工作在上边带,你的声音发尖,是因为解调出来的声音频率高,若是调磁芯不行,我建议你把电感线头拆开,若是发尖,就多绕几圈,声音发闷,就减少几圈,这是因为绕制环境阻碍,和标准有不同!
次方式100%管用,我做过这么多了,都如此调的,很轻松!
我们在7兆如果你接电感的情况下,受到的肯定是下边带,不会是上边带,上边带1%的人用,但是你也不一定回遇上!
!
!
调试好后,如果能收到国内的电台,那么是下边带无疑!
!
!
能不能临时将将频率计丢开?
我最初安装套件的时候没有用过频率计。
用一个很简单实用的办法:
不用管4M的晶体工作在什么频率,只要他接在电感一边就行了,接收到信号后,再调一调电感,使接收到的信号清晰就可以了。
将这一步做好了,机器的接收部分就算是基本成功了。
接收和发射都接在电感一边。
因为在7M业余段工作,用不着上边带。
所以不必考虑上边带的安装,也就是说不用安装电容。
这样是不是简单了?
一般来讲,接收做好了,发射不需要太多的调整。
您弄过AW03H,NE602原理和那是一样的啊?
好,做一道数学题:
注意明白得每一段带标号的话,哪段不明白就提问哪一段。
1、设接收目标信号为7。
059MC/LSB信号,这个LSB信号实际可用7。
059-FS表达接收信号的频谱特征,其中FS就是音频信号在300到3KC之间。
所谓下边带就是以载频为中心减去音频的那一系列频率信号。
2、为分析方便现在设中频为4MC,故变频本振应为7。
059+4=11。
059(MC)。
接收第一道工序是用本振减接收目标信号:
11。
059-(7。
059-FS)=11。
059-7。
059+FS=4+FS。
注意罗,这个时候的中频边带信号是以4MC为中心加音频信号,依据上下边带定义,成为4MC/USB信号了。
这样一来,3K带宽的边带滤波器的中心频率必需是4MC+1。
5KC,简单的说这个滤波器最低端只能通过4MC,最高端只能通过4MC+3KC的频率。
3、为了恢复音频FS,此时恢复本振必需是4MC,得:
(4MC+FS)-4MC=FS。
我想您的理解可能栽在了恢复本振的取值上。
业余制作的滤波器通带具有很大的离散性,所以不能用简单的数值来考量,只能通过信号源或接收实际来调试,我在AW03H说明书中有详细的应用本机本振做信号源,用本机功放和1N60组成的简单高频电压表做检测的调试方法……频率计是不能用来调试单边带本振位置的,其中涉及散布参数对MC3361和NE602等本振外围电路的阻碍……
看来你对机械的信号流程不是很清楚,IC里面包括振荡和混频的功能,线路图上标IC2是本振(VXO),IC1是差拍振荡(BFO),那个地址BFO工作在下边带,本振是11MHZ,中频是4MHZ,接收信号是7MHZ(因为只为可能说明一下,就不用小数点了).接收的时候是信号通过天线通过选频Q1高放再送入IC2混频的,11MHZ-7MHZ=4MHZ,因为是取差频,因此由于"频谱倒置"的关系,原先接收到的LSB信号会变成USB,USB通过4MHZ的晶体滤波器送到IC1与BFO混混就可混出语音信号了.
发射时就是上面的逆过程,你按发射,继电器就会吸合.这时后你的话音就送到了IC1与藏在里面的BFO混频,产生的4MHZ的调制信号(USB)经过晶体滤波器出来USB信号,4MHZUSB信号再送到IC2和里面的本振信号混频(11-4=7),由于是取差频,因为"频谱倒置"的关系,原来的USB就变成LSB射频信号,再送到后面放大再放大从天线出去啦.出去的当然是LSB信号了.这里面那些边带转换是由于电路设计本身就需要这样的,并不是人为加个开关,接收时打到USB,发射时又要打到LSB.
这里:
1.这种晶体滤波器其实是上下边带都可以通过的.
2.通过设定BFO的频率就可以使整机工作在LSB或USB,你选择了边带工作模式,接收到LSB信号,发射出去就是LSB,接收到USB再发射出去的就是USB.
3,BFO的上下边带工作,对应的是你要收发的边带模式,不要和信号流程里的边带转换搞混了.
列位老师,小弟一知半解,班门弄斧实不该,不对之处请打击得轻一点.
Variable-FrequencyOscillator可变频率振荡器
做为电台第一级变频级本地振荡器的可变频率振荡器,是能决定发射频率和接收频率第一中频的电路。
CW:
ContinuousWave,等幅报调制方式
HF:
HighFrequency,高频频段,也就是短波波段,无线电频谱中3~30MHz的一段
VSWR:
VoltageStandingWaveRatio,电压驻波比
V
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