無線電通信音靜噪的基本原理與實際應用

選購中高檔對講機或架設使用業(yè)余中繼臺時，難免要提到亞音靜噪功能。不少無線電通信愛好者，特別是剛剛入門的“菜鳥”們，對此總顯得似懂非懂，對CTCSS能做什么還是一頭霧水，針對這個問題，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)，因為起控制作用的語音信號頻率比標準音頻頻率要低，所以俗稱亞音，譬如對講機中采用的38組標準亞音均在67.0Hz～250.3Hz頻率范圍內，比較常用的有74.4Hz與88.5Hz，由于入耳對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閉對講機的靜噪功能，以提高設備靈敏度和避免干擾與噪音。在使用CTCSS設備時，要求發(fā)射方必須具有亞音編碼功能，接收方必須有相應的亞音解碼功能，當發(fā)射方按下PIT鍵時，設備就會自動首先發(fā)射連續(xù)的亞音編碼已調信號，接收方在收到并解調出亞音后，經過濾波整形，最終輸入到CPU中進行對比，如果與本機設置的亞音頻率相一致的話，CPU就會發(fā)出指令控制轉換開關相應動作，開啟靜噪，音頻功放電路末端的揚聲器開始發(fā)出聲響，若此時對方講話就能聽到聲音了；如果沒有檢測到亞音，或者亞音頻率與本機所設不一致，那么接收方的靜噪是關閉的，設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對講機用戶使用同一頻率相互干擾的難題，由于對講機占用頻率并不總是連續(xù)的，所以只要錯開使用間隙，引人亞音靜噪功能后，同一頻率但不同亞音用戶之間。基本上也能做到相安無事。因此近十年來生產的V/U段業(yè)余設備，無論是作為標配還是作為選配，都已經具有了亞音靜噪功能，但遺憾的是，多數(shù)設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采用的是完全正弦波，并且對頻差要求很嚴格，通常為±0.5Hz，發(fā)射時與講話音頻信號混合在一起被送入調制電路，它對高頻載波的調頻頻偏約為±0.4kHz～O.8kHz，遠小于講話語音頻率±5kHz的調頻頻偏。接收時解調電路會還原出發(fā)射端的亞音信號，通過與本機設置的接收亞音相比較，進而控制靜噪的開關。商業(yè)電臺通常會在音頻處理電路前，利用專門電路濾除掉這些亞音頻率，但業(yè)余設備并不過濾，所以有時我們能夠聽到這些低頻頻率，還被不少人誤認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的同頻干擾，一旦兩個同一頻率的調頻信號同時出現(xiàn)，仍會相互壓制，除非一個信號的強度高于另一個6dB以上。不過引入CTCSS后，設置了不同亞音的多個用戶組，可以通過一個中繼臺通連而不會互相聽到講話內容，當然對講機上仍會有正常的接收信號指示，如果想監(jiān)聽其他用戶組的講話，此時可以按下PPT按鍵附近的MONI“監(jiān)聽”鍵，手動開啟靜噪。沒有設置接收亞音的對講機，可以暢通無阻地收聽頻率覆蓋范圍內的一切信號，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，以及限制未核準人員的越權使用。需要指出的是，用于搶險救災應急的業(yè)余中繼臺，為確保通訊的開放性，一般不要設置亞音功能。

亞音靜噪功能的實現(xiàn)，當然離不開相關硬件的支持，國外進口的對講機大多采用專用電路芯片，并已集成在整機之中，也有部分品牌的機器采用一塊獨立可插拔的電路板，俗稱亞音片，通常作為選配件單獨出售（其電路工作原理大同小異）。一般國產或較廉價的對講機沒有設置亞音靜噪功能，但也可以通過加裝自制的“亞音信號發(fā)生器”來實現(xiàn)?！皝喴粜盘柊l(fā)生器”實際上就是一種簡化版的亞音片，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線直接與主機電路相連，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)設備中。

亞音片有單一頻率的，也有多個頻率的，既可以采用單片機，也可以利用DTMF電話機雙音多頻集成電路。倘若用單片機控制數(shù)字式頻率合成器，例如用***義隆電子的EM78P156E單片機配合石英晶振。則能提供頻率穩(wěn)定度高且雜波少的亞音信號。并且設計簡單，價格低廉、頻率可調、應用方便，但要求制作者能同時懂軟件編程，這對一般業(yè)余愛好者來說有點勉為其難。而用TCM5087、CSC5087等雙音多頻撥號集成電路，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。