对讲机亚音静噪的原理与应用

飞狐CYC2018-11-28 14:56:12

      选购中高档对讲机或架设使用业余中继台时,难免要提到亚音静噪功能。不少无线电通信爱好者,特别是刚刚入门的“菜鸟”们,对此总显得似懂非懂,对CTCSS能做什么还是一头雾水,针对这个问题,今天将系统详尽地谈一谈,帮助大家彻底消除迷惑。

  所谓CTCSS,是英文“Continuous Tone ControlLEDSquelch System”的缩写,翻译成中文就是连续语音控制静噪系统,因为起控制作用的语音信号频率比标准音频频率要低,所以俗称亚音,譬如对讲机中采用的38组标准亚音均在67.0Hz~250.3Hz频率范围内,比较常用的有74.4Hz与88.5Hz,由于入耳对这些较低频率不太敏感,相互间正常的语音通话几乎不受影响,故适于用来控制开启关闭对讲机的静噪功能,以提高设备灵敏度和避免干扰与噪音。在使用CTCSS设备时,要求发射方必须具有亚音编码功能,接收方必须有相应的亚音解码功能,当发射方按下PIT键时,设备就会自动首先发射连续的亚音编码已调信号,接收方在收到并解调出亚音后,经过滤波整形,最终输入到CPU中进行对比,如果与本机设置的亚音频率相一致的话,CPU就会发出指令控制转换开关相应动作,开启静噪,音频功放电路末端的扬声器开始发出声响,若此时对方讲话就能听到声音了;如果没有检测到亚音,或者亚音频率与本机所设不一致,那么接收方的静噪是关闭的,设备始终处于静音状态,可以有效避免不相干呼叫或者工业无线电噪声的干扰,这就是亚音静噪功能的基本原理。

  亚音静噪功能主要是用于解决多个对讲机用户使用同一频率相互干扰的难题,由于对讲机占用频率并不总是连续的,所以只要错开使用间隙,引人亚音静噪功能后,同一频率但不同亚音用户之间。基本上也能做到相安无事。因此近十年来生产的V/U段业余设备,无论是作为标配还是作为选配,都已经具有了亚音静噪功能,但遗憾的是,多数设备只支持编码而不支持解码,即仅有发射亚音而没有接收亚音功能。为保证静噪功能的可靠性,这些低频率的亚音信号采用的是完全正弦波,并且对频差要求很严格,通常为±0.5Hz,发射时与讲话音频信号混合在一起被送入调制电路,它对高频载波的调频频偏约为±0.4kHz~O.8kHz,远小于讲话语音频率±5kHz的调频频偏。接收时解调电路会还原出发射端的亚音信号,通过与本机设置的接收亚音相比较,进而控制静噪的开关。商业电台通常会在音频处理电路前,利用专门电路滤除掉这些亚音频率,但业余设备并不过滤,所以有时我们能够听到这些低频频率,还被不少人误认作窜人的电源交流噪声。

  通过以上原理分析,CTCSS并不能完全消除无线电射频信号的同频干扰,一旦两个同一频率的调频信号同时出现,仍会相互压制,除非一个信号的强度高于另一个6dB以上。不过引入CTCSS后,设置了不同亚音的多个用户组,可以通过一个中继台通连而不会互相听到讲话内容,当然对讲机上仍会有正常的接收信号指示,如果想监听其他用户组的讲话,此时可以按下PPT按键附近的MONI“监听”键,手动开启静噪。没有设置接收亚音的对讲机,可以畅通无阻地收听频率覆盖范围内的一切信号,自然也包括周围环境的无线电噪声。无线电通信中继系统大量使用CTCSS,目的就是为了增加一把无形的“密码锁”,减少被误触发的可能性,以及限制未核准人员的越权使用。需要指出的是,用于抢险救灾应急的业余中继台,为确保通讯的开放性,一般不要设置亚音功能。

  亚音静噪功能的实现,当然离不开相关硬件的支持,国外进口的对讲机大多采用专用电路芯片,并已集成在整机之中,也有部分品牌的机器采用一块独立可插拔的电路板,俗称亚音片,通常作为选配件单独出售(其电路工作原理大同小异)。一般国产或较廉价的对讲机没有设置亚音静噪功能,但也可以通过加装自制的“亚音信号发生器”来实现。“亚音信号发生器”实际上就是一种简化版的亚音片,只不过比成品片功能要单一,不具备解码功能,并舍弃插接口而用几根导线直接与主机电路相连,体积比一元硬币还要小,可以很方便地添加在各种无线电收发设备中。

  亚音片有单一频率的,也有多个频率的,既可以采用单片机,也可以利用DTMF电话机双音多频集成电路。倘若用单片机控制数字式频率合成器,例如用台湾义隆电子的EM78P156E单片机配合石英晶振。则能提供频率稳定度高且杂波少的亚音信号。并且设计简单,价格低廉、频率可调、应用方便,但要求制作者能同时懂软件编程,这对一般业余爱好者来说有点勉为其难。而用TCM5087、CSC5087等双音多频拨号集成电路,则十分容易,但使用效果要稍差一些,具体制作方法将另文介绍。如果需要两个发射亚音频率,也可将不同频率的双片并用。具有解码功能的亚音片,业余条件下制作难度相对较大,一般也没有制作的必要。

  此外,还有一种CDCSS(Continuous Digital ControlledSquelch System),即连续数字控制静噪系统,其原理与CTCSS相同,区别仅在于它是以数字编码方式来控制静噪是否开启的,也称数字亚音。


Copyright © 温县电话机虚拟社区@2017