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無線電通信音靜噪的基本原理與實(shí)際應(yīng)用

q2Fb_djjworld ? 來源:未知 ? 作者:胡薇 ? 2018-05-29 08:41 ? 次閱讀

選購中高檔對(duì)講機(jī)或架設(shè)使用業(yè)余中繼臺(tái)時(shí),難免要提到亞音靜噪功能。不少無線電通信愛好者,特別是剛剛?cè)腴T的“菜鳥”們,對(duì)此總顯得似懂非懂,對(duì)CTCSS能做什么還是一頭霧水,針對(duì)這個(gè)問題,今天將系統(tǒng)詳盡地談一談,幫助大家徹底消除迷惑。

所謂CTCSS,是英文“Continuous Tone ControlLEDSquelch System”的縮寫,翻譯成中文就是連續(xù)語音控制靜噪系統(tǒng),因?yàn)槠鹂刂谱饔玫恼Z音信號(hào)頻率比標(biāo)準(zhǔn)音頻頻率要低,所以俗稱亞音,譬如對(duì)講機(jī)中采用的38組標(biāo)準(zhǔn)亞音均在67.0Hz~250.3Hz頻率范圍內(nèi),比較常用的有74.4Hz與88.5Hz,由于入耳對(duì)這些較低頻率不太敏感,相互間正常的語音通話幾乎不受影響,故適于用來控制開啟關(guān)閉對(duì)講機(jī)的靜噪功能,以提高設(shè)備靈敏度和避免干擾與噪音。在使用CTCSS設(shè)備時(shí),要求發(fā)射方必須具有亞音編碼功能,接收方必須有相應(yīng)的亞音解碼功能,當(dāng)發(fā)射方按下PIT鍵時(shí),設(shè)備就會(huì)自動(dòng)首先發(fā)射連續(xù)的亞音編碼已調(diào)信號(hào),接收方在收到并解調(diào)出亞音后,經(jīng)過濾波整形,最終輸入到CPU中進(jìn)行對(duì)比,如果與本機(jī)設(shè)置的亞音頻率相一致的話,CPU就會(huì)發(fā)出指令控制轉(zhuǎn)換開關(guān)相應(yīng)動(dòng)作,開啟靜噪,音頻功放電路末端的揚(yáng)聲器開始發(fā)出聲響,若此時(shí)對(duì)方講話就能聽到聲音了;如果沒有檢測(cè)到亞音,或者亞音頻率與本機(jī)所設(shè)不一致,那么接收方的靜噪是關(guān)閉的,設(shè)備始終處于靜音狀態(tài),可以有效避免不相干呼叫或者工業(yè)無線電噪聲的干擾,這就是亞音靜噪功能的基本原理。

亞音靜噪功能主要是用于解決多個(gè)對(duì)講機(jī)用戶使用同一頻率相互干擾的難題,由于對(duì)講機(jī)占用頻率并不總是連續(xù)的,所以只要錯(cuò)開使用間隙,引人亞音靜噪功能后,同一頻率但不同亞音用戶之間?;旧弦材茏龅较喟矡o事。因此近十年來生產(chǎn)的V/U段業(yè)余設(shè)備,無論是作為標(biāo)配還是作為選配,都已經(jīng)具有了亞音靜噪功能,但遺憾的是,多數(shù)設(shè)備只支持編碼而不支持解碼,即僅有發(fā)射亞音而沒有接收亞音功能。為保證靜噪功能的可靠性,這些低頻率的亞音信號(hào)采用的是完全正弦波,并且對(duì)頻差要求很嚴(yán)格,通常為±0.5Hz,發(fā)射時(shí)與講話音頻信號(hào)混合在一起被送入調(diào)制電路,它對(duì)高頻載波的調(diào)頻頻偏約為±0.4kHz~O.8kHz,遠(yuǎn)小于講話語音頻率±5kHz的調(diào)頻頻偏。接收時(shí)解調(diào)電路會(huì)還原出發(fā)射端的亞音信號(hào),通過與本機(jī)設(shè)置的接收亞音相比較,進(jìn)而控制靜噪的開關(guān)。商業(yè)電臺(tái)通常會(huì)在音頻處理電路前,利用專門電路濾除掉這些亞音頻率,但業(yè)余設(shè)備并不過濾,所以有時(shí)我們能夠聽到這些低頻頻率,還被不少人誤認(rèn)作竄人的電源交流噪聲。

通過以上原理分析,CTCSS并不能完全消除無線電射頻信號(hào)的同頻干擾,一旦兩個(gè)同一頻率的調(diào)頻信號(hào)同時(shí)出現(xiàn),仍會(huì)相互壓制,除非一個(gè)信號(hào)的強(qiáng)度高于另一個(gè)6dB以上。不過引入CTCSS后,設(shè)置了不同亞音的多個(gè)用戶組,可以通過一個(gè)中繼臺(tái)通連而不會(huì)互相聽到講話內(nèi)容,當(dāng)然對(duì)講機(jī)上仍會(huì)有正常的接收信號(hào)指示,如果想監(jiān)聽其他用戶組的講話,此時(shí)可以按下PPT按鍵附近的MONI“監(jiān)聽”鍵,手動(dòng)開啟靜噪。沒有設(shè)置接收亞音的對(duì)講機(jī),可以暢通無阻地收聽頻率覆蓋范圍內(nèi)的一切信號(hào),自然也包括周圍環(huán)境的無線電噪聲。無線電通信中繼系統(tǒng)大量使用CTCSS,目的就是為了增加一把無形的“密碼鎖”,減少被誤觸發(fā)的可能性,以及限制未核準(zhǔn)人員的越權(quán)使用。需要指出的是,用于搶險(xiǎn)救災(zāi)應(yīng)急的業(yè)余中繼臺(tái),為確保通訊的開放性,一般不要設(shè)置亞音功能。

亞音靜噪功能的實(shí)現(xiàn),當(dāng)然離不開相關(guān)硬件的支持,國(guó)外進(jìn)口的對(duì)講機(jī)大多采用專用電路芯片,并已集成在整機(jī)之中,也有部分品牌的機(jī)器采用一塊獨(dú)立可插拔的電路板,俗稱亞音片,通常作為選配件單獨(dú)出售(其電路工作原理大同小異)。一般國(guó)產(chǎn)或較廉價(jià)的對(duì)講機(jī)沒有設(shè)置亞音靜噪功能,但也可以通過加裝自制的“亞音信號(hào)發(fā)生器”來實(shí)現(xiàn)?!皝喴粜盘?hào)發(fā)生器”實(shí)際上就是一種簡(jiǎn)化版的亞音片,只不過比成品片功能要單一,不具備解碼功能,并舍棄插接口而用幾根導(dǎo)線直接與主機(jī)電路相連,體積比一元硬幣還要小,可以很方便地添加在各種無線電收發(fā)設(shè)備中。

亞音片有單一頻率的,也有多個(gè)頻率的,既可以采用單片機(jī),也可以利用DTMF電話機(jī)雙音多頻集成電路。倘若用單片機(jī)控制數(shù)字式頻率合成器,例如用***義隆電子的EM78P156E單片機(jī)配合石英晶振。則能提供頻率穩(wěn)定度高且雜波少的亞音信號(hào)。并且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉、頻率可調(diào)、應(yīng)用方便,但要求制作者能同時(shí)懂軟件編程,這對(duì)一般業(yè)余愛好者來說有點(diǎn)勉為其難。而用TCM5087、CSC5087等雙音多頻撥號(hào)集成電路,則十分容易,但使用效果要稍差一些,具體制作方法將另文介紹。如果需要兩個(gè)發(fā)射亞音頻率,也可將不同頻率的雙片并用。具有解碼功能的亞音片,業(yè)余條件下制作難度相對(duì)較大,一般也沒有制作的必要。

此外,還有一種CDCSS(Continuous Digital ControlledSquelch System),即連續(xù)數(shù)字控制靜噪系統(tǒng),其原理與CTCSS相同,區(qū)別僅在于它是以數(shù)字編碼方式來控制靜噪是否開啟的,也稱數(shù)字亞音。

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原文標(biāo)題:對(duì)講機(jī)亞音靜噪的原理與應(yīng)用

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