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荆门市东宝中学 熊军锋 任教学科:网络管理 擅长的技术:专业开发8位 16位 32位单片机,电脑人机界面一体化控制,工业控制,数控产品及嵌入式系统开发等。 曾经做过的项目:数码发电机,摩托车综合仪表,变频器,打包机控制

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认识你的收发机 功能篇 ( Part 1 )  

2010-04-21 15:33:45|  分类: HAM |  标签: |举报 |字号 订阅

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        一旦选定你所需要的收发机,待机器送进门,安装妥当之后,就是准备上机的时候了。此时,大部份使用者感到最头痛的问题,莫过于面对一大堆的旋钮和按键开关,不知从何下手。越是高级的机型,其功能越复杂,各种控制功能的旋钮和开关也越多。要能够操作得能得心应手,充分发挥这些功能,还真不是一件容易的事。

    话虽如此,「工欲善其事,必先利其器」,为了做好以后的 QSO,还是得有耐心地了解你的收发机,把各项功能的作用弄清楚,再设法熟悉各种旋钮和按键开关的操作。

    除了共通性的基本功能之外,不同厂商和不同机型的收发机,常常会看到不同的特殊功能,甚至同样的功能也会有不同的名称。这种混乱的情况,真是难为了我们火腿族的众家兄弟。因此,本文将尽量收集各种常见的功能,并综合各厂商和各机型类似的功能,将其作用和操作方法说明于后,希望有助于各位读者进一步了解无线电收发机的各项功能。

    从前期构造篇的介绍里,我们知道一部收发机的电路构造,可以分成接收、发射、和收发共同等三个部份。各部份的电路构造不同,当然具备的功能也不相同,所以我们就根据各不同的构造部份,分别将其功能介绍于后。

收发共同部份

    从收发机的构造方块图里, 可以很清楚的看到, 收发共同的部份, 就包含频率调谐 Tuning 和可变频率振荡器 VFO 这两种主要的电路,这些电路可以说是整部收发机的骨架,接收和发射的频率,全部由此决定,所以是最重要的部份。此外,虽然在接收和发射部份都分别有各种模式的调变器和解调器,不过对于收发机来说,除了调谐频率之外,接收和发射两者的调变模式也必须事先选定,所以把调变模式的控制功能也归类在收发共同部份来说明。

    另外还有指示电表、记忆器、和扫描等辅助电路,这些电路也是接收和发射的操作上都会用到的。虽然不是绝对必要的部份,可是缺少了这些电路,在使用上也会引起不便的。收发共同部份包含的各项电路已如前面所述,其功能和操作方法,则将分别说明于后。

电表(METER)指示功能

    收发机的指示电表是监视接收和发射状况最有效的工具,所有的收发机都应该配备有指示电表。

    其最基本的指示项目包含接收讯号强度( Strength ) S 和发射输出功率( Output Power ) PO 或 PWR; 更进一步的有驻波比( Standing Wave Ratio ) SWR、自动位准控制( Automatic Level Control ) ALC、和压缩比( COMPression ) COMP 等;再进一步的还会有内部电路供应电压 Vcc 和后级放大晶体管的电流 Ic 等。

    手机和车机因为面板很小, 只容许有数字条状指示式电表的 S 值和输出功率 PO 显示;阳春型的座台机也一样只显示 S 值和输出功率 PO,不过都是模拟指针式电表。中级机型则加上驻波比 SWR、自动位准控制电压 ALC、和压缩比 COMP 等项目。高级机型还再加上供应电压 Vcc 和后级晶体管的电流 Ic 等项目。

    指示电表的显式形式有见仁见智的看法,不管是模拟指针式或数字条状指示式的电表,都各有其优缺点, 但就显示的功能而言, 并无太大区别。 市面上的收发机, 除了 KENWOOD 的某些机型之外,其它座台式收发机指示电表还是以模拟指针式为多。

    在接收时,所有收发机的指示电表都会自动显示讯号强度 S 值。 当发射时,阳春机当然没有选择的余地,只能显示输出功率 PO 或 PWR,而其它中级和高级机型则有旋钮或按键,以选择适当的显示项目,如 PO、SWR、ALC、 COMP ……等。 至于要选择何种显示项目,则须视不同的时机而定。如要监视天线阻抗的匹配情况,或启动天线调谐器时,就必须选择显示驻波比 SWR 值。

    通常要重新调整输出功率时,才须选择显示输出功率 PO 值; 调整微音器( MIC )增益时,才须选择显示自动位准控制电压 ALC 值;启动处理器 PROC 或压缩器 COMP,调整语音压缩比率时,才须选择显示压缩比 COMP 值;如果想看看内部电路的供应电压是否正常时,才须选择显示供应电压 Vcc 值; 在发射时,想监视后级功率放大器是否有异常的过度驱动,则须选择显示后级功率放大晶体管的电流 Ic 值。

    基本上,这些显示项目,只在有需要时才看一下,平常没事的时候,还是建议把指示电表的显示选择在驻波比 SWR 值,随时监视 SWR 值较为妥当。万一天线临时故障,有阻抗的改变, 又忘记启动天线调谐器时,如果不看 SWR 值,是很难发现到阻抗不匹配的问题。阻抗不匹配时,则反射波会拉高驻波比,影响发射效率事小,一旦后级功率放大晶体管被大量的反射波打坏,那麻烦就大了。

 

? 讯号强度S

    接收时, 收发机的指示电表会自动显示接收讯号强度 S 值,随时监视对方的讯号强度。这就是在做 QSO 时,报给对方的讯号报告 RS 或 RST 之中的 S 值。

表1:讯号强度S值 0dBm=1mV/52Ω

S值

天线端电压

功率

S值

天线端电压

功率

1

0.375uV

-115dBm

8

50uV

-73dBm

2

0.75uV

-109dBm

9

100uV

-67dBm

3

1.5uV

-103dBm

+10dB

300uV

-57dBm

4

3.125uV

-97dBm

+20dB

1mV

-47dBm

5

6.25uV

-91dBm

+40dB

10mV

-27dBm

6

12.5uV

-85dBm

+60dB

100mV

-7dBm

7

25uV

-79dBm

 

 

 

  

    讯号强度 S 值所代表的讯号电压和功率是有规定的,其定义如表 1。S 值相差为 1 时, 电压相差 2 倍,功率相差 4 倍, 亦即相差 6dB; 但是当 S 值超过 9 时, 则以 10dB 或 20dB 为单位,如 59+10dB、 59+20dB、59+40dB ……等来表示。

    虽然接收讯号强度 S 值的定义如上所述,那只是一般性的原则。 在实际应用上,经常会碰到对方的声音很强,很清楚,但是电表指针所显示的 S 值并不高; 或者相反的情况,电表所显示的 S 值很高,但是对方的声音很弱,很模糊。 遇到这些情况时,对于有经验的操作者来说, 都会根据指示电表所显示的讯号强度 S 值,再加以斟酌调整的,不会直接报出电表显示的 S 值。

? 输出功率PO或PWR

    发射时, 如果选择收发机指示电表的显示项目为输出功率 PO 值(有些厂商称为 PWR 值),则是在监视我方的发射输出功率。大部份的机型显示发射输出功率的绝对单位-瓦特数( W ), 也有少数机型显示显示发射输出功率的相对单位-发射功率占全输出功率的百分比(%)。

    发射 SSB 讯号时,输出功率有很大幅度的变动,其变化会从零到设定的最大功率。 没有声频讯号输入时,输出功率为零,声频讯号输入最大时,输出功率为设定的最大功率。发射 CW 讯号时,输出功率也会在零到设定的最大功率之间做大幅度的变动。电键断开时,输出功率为零,电键闭合时,输出功率为设定的最大功率。发射 AM 讯号时,输出功率会有小幅度的变动。只有在发射 FM 讯号时,输出功率才几乎完全不会有变动。

? 驻波比SWR

    收发机的输出阻抗和天线阻抗之间的匹配情况,可以用驻波比 SWR 值来表示。

    驻波比 SWR 值等于入射波电压 Ei 加反射波电压 Er 除以入射波电压 Ei 减反射波电压 Er,也等于输出阻抗 Zo 除以天线阻抗 Za 或天线阻抗 Za 除以输出阻抗 Zo,驻波比 SWR 值永远等于或大于 1。公式如下:

            Ei+Er

       SWR=───────(当Zo>Za时)

            Ei-Er

            Za

     或 SWR=──── (当Za>Zo时)

            Zo

    阻抗完全匹配时,则 SWR 值等于 1; 阻抗不匹配时,则产生反射波,提高驻波比,真正从天线发射出去的讯号减少,发射效率降低。再者,反射波的比率增加到某种程度时,后级功率放大器的晶体管或真空管就有可能被反射波打坏,尤其是晶体管比较不能承受瞬间的大功率,不可不注意。

    通常在 SWR 值小于 1.2 (反射波约 9% )的情况下,阻抗匹配良好,可放心使用;如果 SWR 值大于 1.5 (反射波约 20% )的话,阻抗匹配不良, 必须调整天线或启用天线调谐器,以取得两者阻抗的匹配。 不过收发机上电表显示的驻波比 SWR 值,是收发机的输出阻抗对于电缆线加上末端天线整个总合阻抗的匹配情况,对于真正天线阻抗变化的显示,就不是很灵敏了。 所以,如果收发机上电表显示的驻波比 SWR 值一直调不下来,即使不是很高,最好还是拿个驻波比表实际到天线端量一下,比较保险。

? 自动位准控制电压ALC

    发射 SSB 讯号时,为了避免后级功率放大器在全功率输出时发生过度驱动的情况, 从后级功率放大器取出控制电压( ALC 电压),回授到前级的射频放大电路, 调整增益,做自动位准控制。

    通常厂商会在指示电表的 ALC 刻度上,以粗(红)线标出容许的 ALC 电压范围。如果自动位准控制电压太大, 超出指示电表 ALC 刻度所容许的范围,则发射出去的讯号会变形,声音会失真。所以在 SSB 模式时,要调整适当地微音器( MIC )增益,不要产生过大的声频讯号。

    YAESU 机型的其它模式则已由厂商设定好射频放大电路的增益,使载波讯号不会过度驱动后级功率放大器; 但是 KENWOOD 的某些机型在 CW 和 FM 模式时,须要调整载波强度( CAR ); ICOM 的机型在 AM 和 FM 模式时,须要调整微音器( MIC )增益,不使自动准位控制电压超出指示电表 ALC 刻度所容许的范围。

? 压缩比COMP

    发射 SSB 讯号时,为了提高输出讯号的峰值对平均值之比, 使平均输出功率相对增加,讯号能传播到更远的距离,就必须对输入讯号的峰值部份加以压缩(降低增益)。对于讯号的压缩比,通常以 dB 为单位来表示。

    虽然启动处理器( PROC )功能或压缩器( COMP )功能,将讯号的峰值压缩,可以提高 SSB 讯号的讲话功率( TALK POWER )。 但是经过压缩后的讯号,波形会改变,其音质当然也会受影响。太高的压缩比会使音质变差,造成讯号可读性的问题(讯号报告 RS 里的 R ),所以压缩比( COMP )一般以不超过 10dB 为限,不能太高。

调变模式 MODE 功能

    调变模式 MODE 功能是收发机最基本的功能之一,不论发射或接收,事先一定要选定适当的调变模式。 基本的调变模式有 AM、 FM、SSB、和 CW 等四种,较高级的机型,另外还有 RTTY 和 FSK 等数据传输的调变模式。

    调变模式的选择是以按键方式为之, 较高级的机型装有 AM、 FM、USB、LSB、CW、FSK 、和 RTTY 等单独按键,或者 USB 和 LSB 模式共享一个 SSB 按键, CW 和 FSK 模式共享一个 CW/FSK 按键。两种模式共享的按键,每按一下,其模式就互换一次,以此来选择。 较简单的机型则 AM 和 FM 模式共享一个 AM/FM 按键, USB 和 LSB 模式共享一个 SSB 按键,CW 的宽和窄频带模式共享一个 CW/N 按键。

? 调幅 AM

    振幅调变的方式是将欲传送的声频讯号附加到载波讯号之上,使载波讯号的振幅随着声频讯号的振幅而改变,而载波讯号的频率仍然保持不变。调幅讯号包含有载波和上下两个边带等三种频率的成份,因为讯号的功率大部份消耗在不带任何信息的载波频率上,所以工作效率较低,不利远距离通讯。但是振幅调变的电路较简单,容易制作。

    以往业余的语音通讯大多使用调幅模式, 不过自从 SSB 模式出现之后目前已经很少人在用了。可是商业性的广播电台,则还在继续使用调幅模式,因为声频讯号的传真度较高,可以播放音乐,而且接收电路较简单,大多数人都可以拥有 AM 接收机,用来收听 AM 广播。

? 调频 FM

    频率调变的方式也是将欲传送的声频讯号附加到载波讯号之上,但使载波讯号的频率随着声频讯号的振幅而改变,而载波讯号的振幅仍然保持不变。调频讯号包含有声频讯号多次谐波的许多边带频率成份,接收的传真度高,但占用的频宽大。因此业余通讯只有在 29MHz ( 10 米波段)以上才使用调频模式,以免造成频段的拥挤。

    因为调频的讯号强度下降到某一程度以下时,接收端的输出讯号会被淹没在背景噪声之中,所以仅适用于中短距离的通讯,不适合经常须接收微弱讯号的远距离的通讯。

? 单边带 SSB

    单边带调变的方式类似调幅模式,不过在调变后将载波和上下两个边带的其中之一滤除掉,只选取单一边带的调变讯号。由于单边带讯号只包含一种频率成份,讯号的功率全部集中在单一频率上,所以工作效率较高。同时因为只留一个边带,占用的频宽仅有调幅模式的一半,但传真度较差。也由于电波传播的效率高,以相同功率发射的话,可以传送达调幅模式两倍远的距离,所以目前业余的语音通讯大多是使用单边带模式,尤其是长距离的 DX 通讯。

    附带一提的是, 业余通讯使用单边带模式的规定为:在 10MHz ( 30 米波)及以上的频段使用上边带 USB,在 10MHz ( 30 米波)以下的频段则使用下边带 LSB。

? 等幅波 CW

    等幅波调变的方式以电键当做开关,直接控制载波讯号的有无。由于占用频宽很窄,仅需 100~200Hz 而已,所以工作效率最高。

    CW 模式是一种最古老的通讯模式,特别适合做 DX 通讯。 实际上,也是有一大票业余的老火腿们,对于使用 CW 做 DX 通讯还乐此不疲。不过发射和接收 CW 通讯的摩斯电码,需要具备特殊的技术,非经训练的人员是无法操作的。

? 移频键送 FSK

    移频键送的方式类似 SSB 模式,可以上移、下移, 也就是 USB 和 LSB 两种模式,移频的频率有固定的 170Hz、450Hz、850Hz 可供选择。

传送「记号 MARK 」讯号时, 将载波讯号移频, 即为「 1 」的状态; 传送「空白 SPACE 」讯号时,不将载波讯号移频,即为「 0 」的状态。 以此方式来传送数据讯号的有 RTTY、AMTOR 等几种。 由于目前个人计算机的普及,这些新式的数据通讯正在蓬勃的发展当中。

    YAESU 的 FT-990 和 FT-1000 两款机型则不使用移频键送 FSK 模式的名称,为了让使用者方便, 而特别将此模式分出独立的无线电电传打字 RTTY 和包封 PKT 两种模式,这就是一般其它机型的 FSK 模式。 电传打字 RTTY 模式可选择 USB 和 LSB 模式,包封 PKT 模式可选择 LSB 和 FM 模式。

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