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Airband為何用AM?FM俘獲比測試---陳友祥(中無通訊93期)

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發表於 6-11-2020 16:35:37 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 VR2ZWP 於 6-11-2020 16:38 編輯

  機場控制塔指揮航機升降,使用 VHF 120 MHz Airband 頻道,AM 調制,原因 FM 接收機有個俘獲效應 ( Capture Effect ),若同時接收兩個相同頻率訊號,強訊號會完全蓋過弱訊號,接收方只聽到一個呼叫 ( Jam 機、國內叫 "壓台" ),容易造成誤會,AM 接收無此效應,可以同時聽到多個電台呼叫,沿用至今。

     事實兩個訊號同樣都被接收,同樣都變成 10.7 MHz 中頻,都經過中放,鑑頻後才出現如此現象,"俘獲效應" 需要通過數學解釋 ,鑑頻器 ( Discriminator )不能同時處理兩組不同頻率變量。

     FM 接收機測試規格中,有一項 俘獲比 ( Capture Ratio ),普通 FM 收音機一般是  4 分貝,調諧器 ( Tuner ) 要求  1 分貝以下。

圖一.jpg
 樓主| 發表於 6-11-2020 16:52:39 | 顯示全部樓層
本帖最後由 VR2ZWP 於 6-11-2020 16:55 編輯

 測試方法:圖一,使用兩部標準訊號產生器,經等效天線同步連接至被測接收機,測試訊號採用 98 MHz,訊號產生器 SG1 使用音頻 1KHz +/- 22.5 KHz 調頻,訊號產生器 SG2 只用載波,接收機音量調至最大,為保證測試數據準確,測試過程須在隔離室 ( Shield Room ) 進行,附圖只列出主要儀器,穩壓電源、失真分析儀 ...等等,未有列出。
 步驟一: 兩部標準訊號產生器,分別使用 98 MHz、音頻 1KHz +/- 22.5 KHz 調頻,各自對準被測接收機,即 SG2 高頻輸出關至  0,對準 SG1,SG1 高頻輸出關至  0,對準 SG2。
  步驟二:各自對準後,把 SG2 高頻輸出關至  0,調整 SG1 高頻輸出強度令被測接收機音頻輸出達致基準  0 dBm ( 0.775V rms ),[亦可使用 0 dBV ( 1V )  作計算]。
 步驟三: SG2 只用載波沒調頻,增大 SG2 高頻輸出強度,被測接收機音頻輸出將受影響而下降,增大 SG2 高頻輸出強度令接收機音頻輸出下降至 - 1 dBm,記下SG2 高頻輸出強度 e1 ( 假設 40 dBuV ),繼續增大 SG2 高頻輸出強度令接收機音頻輸出下降至 - 30 dBm,記下 SG2 高頻輸出強度 e2 ( 假設 48 dBuV ),Capture Ratio = ( e2 - e1 ) / 2 = 4 dB

        dBuV        75 ohm                        1 uV  = 0 dBuV
       
  dBm         600 ohm                        1 mW = 0 dBm

  dBV                                     1 V     = 0 dBV

   FM 接收機測試規格中,還有項 調幅抑制  ( AM Suppression ),普通 FM 收音機規格是  40 分貝,調諧器 ( Tuner ) 要求 100 分貝。
 樓主| 發表於 6-11-2020 17:01:26 | 顯示全部樓層
本帖最後由 VR2ZWP 於 6-11-2020 17:04 編輯

                   圖二.jpg
 測試方法:圖二,使用一部標準訊號產生器,經等效天線連接至被測接收機,測試訊號採用 98 MHz,訊號強度 60 dBuV ( 1 mV ),使用音頻 1KHz +/- 22.5 KHz 調頻,接收機通常調整音量控制,令輸出 e1 為  0 dBm ( 方便計算 ),隨後將訊號產生器調頻轉調幅,調幅度百分之三十,圖三,輸出將明顯下降,須調整毫伏錶至較低電壓檔次,使能讀出數據,於 +/- 75 KHz 範圍微調訊號產生器載波頻率,取得接收機輸出最高電平 e2,例如 - 50 dBm,調幅抑制 = e1 與 e2 之比 = 50 分貝,這就是接收機對調幅波的抑制能力。
                   圖三.jpg
    FM 接收機為抑制調幅訊號干擾,加設限幅器 ( Limiter ) ,比率鑑頻器自身亦有限幅功能,問題是當訊號強度低於限幅範圍,調幅訊號同樣能通過,偏調亦會令鑑頻器不平衡,變作 AM 檢波,過去 DIY 原子粒 FM 機改 Airband,就是偏調第一級中周 ( 橙周 ),收聽到通話。
  隨著半導體技術不斷改進,近代接收機 IC 多已採用 DSP ( Digital Signal processor ),採用  Low - IF,用 128 KHz 取代 10.7 MHz,正交鑑頻器( FM Quadrature Demodulator )全在 IC 內進行,少了外接元件,沒有了中周,縮小了體積,規格更上一層樓。
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