調(diào)幅廣播與調(diào)頻廣播

隨著生活水平的提高，人們對(duì)只能收聽中波調(diào)幅廣播的收音機(jī)已經(jīng)不滿足了，在選購(gòu)收音機(jī)時(shí)，要求具備調(diào)頻、調(diào)幅兩種功能的產(chǎn)品。那么電臺(tái)為什么要用調(diào)頻、調(diào)幅兩種不同的方式進(jìn)行廣播？調(diào)頻廣播與調(diào)幅廣播各有什么特點(diǎn)，又有什么區(qū)別？下面來(lái)談?wù)勥@個(gè)問(wèn)題。
??? 大家知道，無(wú)線電廣播是依靠空間的高頻電磁波來(lái)傳播節(jié)目的。在這里，高頻電磁波并不含有任何信息，只起了“運(yùn)載工具”的作用。因此，又稱它為載波。平時(shí)講的中央人民廣播電臺(tái)的頻率為 540 千赫、上海人民廣播電臺(tái)的頻率為 990 千赫，就是載波的頻率。而要傳送的廣播節(jié)目的頻率要比載波的頻率低得多，在 30 赫～ 15000 赫之間，稱為音頻信號(hào)或低頻信號(hào)。低頻信號(hào)是傳不遠(yuǎn)的。必須設(shè)法把它與高頻載波疊加起來(lái)，才能達(dá)到遠(yuǎn)傳的目的。這種疊加的過(guò)程，稱它為調(diào)制。用無(wú)線電俗語(yǔ)講：用低頻信號(hào)控制高頻振蕩的過(guò)程稱為調(diào)制。
??? 常用的調(diào)制方式有兩種：當(dāng)被控制的是高頻振蕩的幅度時(shí)，或者講使高頻振蕩的幅度隨著音頻信號(hào)的大小變化而變化，這種調(diào)制方式稱為調(diào)幅。如果被控制的是高頻振蕩的頻率，或者講使高頻振蕩的頻率隨著音頻信號(hào)的大小變化而變化，這種調(diào)制方式稱為調(diào)頻。
??? 調(diào)幅的特點(diǎn)是載波的頻率始終不變，而載波幅度變化的形狀與音頻信號(hào)變化的形態(tài)一樣。我們把幅度變化的軌跡稱作包絡(luò)線。從圖 1 中可以看出，包絡(luò)線的形狀與音頻信號(hào)是相同的。被音頻信號(hào)調(diào)制后的載波，稱已調(diào)波。

??? 未調(diào)制前的載波是正弦波，而已調(diào)波不再是單一的正弦波了，它是幾個(gè)正弦波相加的結(jié)果。并且是按照某種數(shù)學(xué)規(guī)律相加組合而成的。如果用一個(gè)單音頻率信號(hào) f a ，去調(diào)制載波頻率 f c 時(shí)，可用數(shù)學(xué)方法分解出已調(diào)波是由 3 個(gè)正弦波相加組成的。它的頻率成分為：載頻 f c ；比載頻 f c 高的載頻加音頻 f c ＋ f a ，稱上邊頻；比載頻 f c 低的載頻減音頻 f c － f a ，稱下邊頻。把這 3 個(gè)正弦波的相對(duì)振幅及頻率關(guān)系用圖來(lái)表示便稱為調(diào)幅波的頻譜圖，見圖 2 （ a ）。如果用整個(gè)音頻范圍的全部頻率去調(diào)制載波的話，已調(diào)波中除了載頻外，上、下邊頻即變?yōu)樯?、下邊帶。變?yōu)閳D 2 （ b ）那樣的頻譜圖。

??? 從頻譜圖（ b ）上可看出，每一邊帶的頻率寬度等于音頻調(diào)制信號(hào)的頻帶寬度?；蛘哒f(shuō)調(diào)幅波的頻帶寬度為音頻帶寬的兩倍。例如：用 30 ～ 15000 赫的音頻信號(hào)去調(diào)制 990 千赫的載頻，它的上邊帶為 990 .03 ～ 1005 千赫；它的下邊帶為 989.97 ～ 975 千赫。這個(gè)已調(diào)波的頻率范圍為 975 ～ 1005 千赫。已調(diào)波所占的頻帶寬度為 1005 千赫 —975 千赫 =30 千赫換句話講，廣播電臺(tái)發(fā)射的調(diào)幅波的頻帶寬度為音頻最高頻率的兩倍。在實(shí)際上，廣播電臺(tái)的頻帶寬度是沒(méi)有 30 千赫的。我國(guó)中波調(diào)幅廣播的頻率范圍為 535 ～ 1605 千赫。若按 30 千赫計(jì)算，僅能設(shè)臺(tái)（ 1605—535 ）／ 30≈36 （座）。對(duì)我們這樣大的一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，是不可能的。為了在有限的廣播頻率段中，既要防止臨近頻率電臺(tái)相互干擾，又要設(shè)置更多的電臺(tái)數(shù)目，只能壓縮每個(gè)電臺(tái)的頻帶寬度。國(guó)際上規(guī)定中波廣播的頻道間隔為 9 千赫。即每一電臺(tái)的頻帶寬度限制于 9 千赫之內(nèi)。故音頻信號(hào)中的高音頻率被限制在 4.5 千赫以下。在收聽中波調(diào)幅廣播時(shí)，其高音成分感到欠缺。尤其是播送音樂(lè)節(jié)目時(shí)，更是明顯。這是調(diào)幅廣播的一大弱點(diǎn)。此外，調(diào)幅廣播的另一不足是抗干擾能力差。因?yàn)楦鞣N工業(yè)干擾和天電干擾也會(huì)以調(diào)幅的形式疊加在載波上，成為干擾和雜音，影響收聽效果。調(diào)頻的特點(diǎn)是載波的幅度始終不變，而它的頻率則隨著音頻信號(hào)大小在變化。如圖 3 所示：當(dāng)音頻信號(hào)增強(qiáng)的時(shí)候，頻率變高，波形就密；當(dāng)音頻信號(hào)減弱的時(shí)候，頻率變低，波形就疏。這種波形疏密的變化即頻率的寬度在變化。我們把頻率變化的寬度稱為頻率偏移，簡(jiǎn)稱頻偏。調(diào)頻廣播就是通過(guò)頻偏來(lái)傳送信息的。

??? 調(diào)頻波的頻譜要比調(diào)幅波復(fù)雜得多。它的邊頻是由許多諧波組成。在調(diào)頻廣播中規(guī)定最高頻偏為 7 5 千赫，每個(gè)電臺(tái)所占頻帶寬寬為 200 千赫 [ 帶寬 = （頻偏 + 音頻） ×2 ，單聲道為 180 千赫，立體聲為 198 千赫 ] 。比調(diào)幅廣播的二十倍還多。因而在調(diào)頻廣播中，可將音頻信號(hào)的高音頻率擴(kuò)大至 15 千赫。所以調(diào)頻電臺(tái)的節(jié)目聽起來(lái)要比調(diào)幅廣播高音豐富、清晰、逼真。特別是在聆聽立體聲高保真音樂(lè)節(jié)目時(shí)，更是調(diào)幅廣播無(wú)法比擬的。
??? 調(diào)頻廣播的另一個(gè)特點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)。因?yàn)楦蓴_主要是影響載波的幅度，對(duì)載波的頻率幾乎沒(méi)有影響。因此在接收機(jī)中用限幅器很容易將干擾消除掉。參見圖4 。

??? 由于調(diào)頻電臺(tái)所占的頻帶較寬，假如仍使用中波頻率的話，那么（ 1605 － 535 ）／ 200=5.35 ，僅能容納 5 個(gè)電臺(tái)。顯然不現(xiàn)實(shí)。因此中波與短波是不適合用作調(diào)頻廣播的，必須移至超短波的頻率范圍。我國(guó)使用的調(diào)頻廣播頻率范圍為 88 ～ 108 兆赫。大家知道中、短波是靠地面波和電離層反射來(lái)傳播的，能作遠(yuǎn)距離廣播用。特別是借助電離層反射的短波，能傳遍全世界。而超短波遇電離層只穿過(guò)不反射，它只能在地面直接傳播。所以調(diào)頻廣播不能作遠(yuǎn)距離廣播用。
??? 調(diào)頻收音機(jī)要比調(diào)幅收音機(jī)復(fù)雜。除了要用比例鑒頻器檢波外，還要高放電路、去加重電路等。接收立體聲的話，還要用解碼電路等。成本要比調(diào)幅收音機(jī)高。
??? 調(diào)幅廣播與調(diào)頻廣播各有優(yōu)缺點(diǎn)，誰(shuí)也不能替代誰(shuí)。因此既有調(diào)幅中、短波廣播，又有調(diào)頻超短波廣播。它們將“和平共處”、“長(zhǎng)期同存”。調(diào)幅與調(diào)頻“合作”的最好例子是電視機(jī)。它的圖象信號(hào)采用調(diào)幅方式，伴音信號(hào)采用調(diào)頻方式。其緣故這里就不贅述了。