通俗点来谈SSB工作模式和原理

通俗点来谈SSB工作模式和原理
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。
在了解单边带通信之前应该首先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般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富谐波的音频信号，不同谐波分量的组合构成人的音色特点，不见其人只闻其声就能分辨熟人主要就 是根据音色特征。事实上，在300赫兹到3千赫兹范围内，就能基本反应语音的内容和音色特征，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。所以话音通信的音频带宽一般规定为2。7KC，从0开始也就是3KC，而一般中短波广播要传送音乐，规定为6KC音频带宽。 了解了无线电波要传送的音频任务之后，我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变化都可以视做 振动（这是我个人根据自己的理解给振动下的定义，希望朋友们拍砖。）所有的物理振动都具有两个可以观测的物理量——振幅和频率。音频和高频无线电波在电路 中都可以看做方向和幅度规律变化的振动电信号——交流电，这样我们就能够让频率较高的电信号的振幅或频率的变化随音频信号而变化就能反应音频的变化信息， 接收端再还原回来就实现了高频对音频的调制和解调的过程。较高频率的电信号我们就叫载波。 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。实际上，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而已，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而已。 了解了以上基本知识，我们还能迅速理解什么是调幅、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原因是希望和专业上的分析解释方法区分开。专业 上一般沿用了研究物理振动的数学分析方法，比如三角函数、复数甚至高等数学方面的知识，对于一般非专业的爱好者那是很乏味也很痛苦的事情。
高频电信号的幅度变化随音频频率变化，变化的幅度大小随音频幅度的变化的调制方法就叫调幅。调幅的过程是在非线性器件中进行的，因为这个器件也可以看做是 一个混频器，用最简单的数学分析方法来说明，就是会生成最基本的四个电信号，原来的音频Fm、载波F和它们的和差电信号F+Fm、 F-Fm。发射到空中的AM调幅信号一般包含频率相近的载波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，依据以上知识可知道， AM话音占用了2X3KC=6KC、广播则占用2X6=12KC的带宽，造成频率资源和能量的浪费。但AM的接收解调装置可以最便宜，适合民用和普及。
载波在某固定频率两边随音频变化而变化，变化的大小随音频的幅度而变化的调制方法，就叫调频FM，当然还有波的相位上的调制等也可以看做FM方式。FM的 解调过程可以进行限幅放大从而抑制干扰提取有用信号，因此其抗干扰性能较好，缺点是解调电路复杂，占用频带宽，不过电路的复杂现在不是问题了，但资源浪费 是首要的问题，所以一般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。 单边带调制：
通过前面的预备知识，我们已经了解AM信号有三种信号，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，差信号带则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，这就是单边带通信技术诞生的原因吧。