SSB: bandbredd och modulation

På instegsnivån lärde vi oss att amplitudmodulation ger två sidband bredvid bärvågen, ett undre (LSB) och ett övre (USB), som innehåller hela informationen i den modulerande signalen, medan själva bärvågen inte överför någon information. Eftersom båda sidbanden innehåller samma information räcker det att sända ett av dem och undertrycka bärvågen (jfr figur ?). Den metoden kallas enkelsidbandsmodulation eller Single Sideband (SSB), som vi också redan träffat på tidigare. Fördelen med SSB är att ingen sändareffekt slösas på bärvågen och det andra sidbandet, så att hela effekten kan användas effektivt för informationsöverföring samtidigt som den behövda bandbredden är betydligt mindre än vid AM.

Vid enkelsidbandsmodulation (SSB) innehåller sändsignalen – beroende på vilket sidband som valts på transceivern – antingen bärvågsfrekvensen plus LF-modulationsfrekvensen (vid USB) eller bärvågsfrekvensen minus LF-modulationsfrekvensen (vid LSB). Figur UPPGRADERING-9.3.1 visar två exempel: Moduleras en sändare med bärvågsfrekvensen $\qty{7,100}{\mega\hertz}$ med en LF-signal på $\qty{1}{\kilo\hertz}$ i USB, strålar sändaren ut frekvensen $\qty{7,100}{\mega\hertz} + \qty{1}{\kilo\hertz} = \qty{7,101}{\mega\hertz}$. Moduleras sändaren i stället i LSB, strålar den ut frekvensen $\qty{7,100}{\mega\hertz} -\qty{1}{\kilo\hertz} = \qty{7,099}{\mega\hertz}$.

Den här alternativtexten har ännu inte granskats.

Sammanfattning: Fyra spektrumdiagram med axlarna ”Leistung” (effekt) och ”f” visar till vänster vardera ett 1-kHz-streck och till höger ett enskilt frekvensstreck, en gång ovanför (”USB”, 7,101 MHz) och en gång under (”LSB”, 7,099 MHz) en streckad referenslinje vid ”f_T = 7,100 MHz”.

Utförlig beskrivning: Grafiken består av två rader med två diagram vardera. Alla fyra diagram har en y-axel märkt ”Leistung” (effekt; pil uppåt) och en x-axel märkt ”f” (pil åt höger). Uppe till vänster står på x-axeln ”1 kHz”, över den ett enda blått, smalt, lodrätt streck. Mellan uppe till vänster och uppe till höger pekar en blå pil åt höger med texten ”USB”. Uppe till höger finns en streckad lodrät linje; vid x-axeln under den står ”f_T = 7,100 MHz”. Till höger om den streckade linjen står ett enda blått, lodrätt streck; över det i blått texten ”7,101 MHz”. Nere till vänster är samma diagram som uppe till vänster med ”1 kHz” och ett enda blått, lodrätt streck. Mellan nere till vänster och nere till höger pekar en blå pil åt höger med texten ”LSB”. Nere till höger står åter den streckade lodräta linjen med x-axeltexten ”f_T = 7,100 MHz”; till vänster om den ett enda blått, lodrätt streck med den blå texten ”7,099 MHz”.
Figur UPPGRADERING-9.3.1: Sidband vid AM och SSB

AM-signaler överför båda sidbanden och bärvågen och har därför en bandbredd på något mer än det dubbla av den modulerande LF-signalen (jfr figur UPPGRADERING-9.3.1). Bandbredden hos en SSB-signal motsvarar ungefär bandbredden hos den modulerande LF-signalen (efter filtrering och begränsning av LF-signalens bandbredd). Vid SSB överförs inte heller signaldelar under $\qty{300}{\hertz}$ och bärvågen ($\qty{0}{\hertz}$), utan de undertrycks. Därför har SSB något mindre än halva bandbredden hos AM.

1) Kort beskrivning: Grafik i tre rader med två diagram vardera; identiska diagram till vänster: horisontell axel ”f” och vertikal axel ”Effekt”; på den horisontella axeln skalmarkeringar vid ”300 Hz” och ”3 kHz”; längre vertikal linje vid 300 Hz och kortare vertikal linje vid 3 kHz; diagram till höger: horisontell axel ”f” och vertikal axel utan beteckning; på den horisontella axeln skalmarkering ”f_T”; 1:a raden: vertikal linje vid f_T, till vänster och höger om den på baslinjen spegelvända fyrhörningar med åt vänster och höger sluttande överkanter, ovanför en dubbelpil märkt ”6 kHz”; 2:a raden: till höger om f_T på baslinjen en fyrhörning med åt höger sluttande överkant, ovanför en dubbelpil märkt ”2,7 kHz”; 3:e raden: till vänster om f_T på baslinjen en fyrhörning med åt vänster sluttande överkant, ovanför en dubbelpil märkt ”2,7 kHz”; mellan diagrammen i varje rad en pil åt höger, märkt ”AM” (1:a raden), ”USB” (2:a raden) respektive ”LSB” (3:e raden).
2) Utförlig beskrivning: Grafiken består av tre rader under varandra med två diagram bredvid varandra vardera. Diagrammen till vänster är identiska och har en horisontell axel ”f” och en vertikal axel ”Effekt”. Den horisontella axeln har skalmarkeringar vid ”300 Hz” och ”3 kHz”. Vid 300 Hz finns en längre vertikal linje och vid 3 kHz en kortare vertikal linje. De övre ändarna är förbundna med varandra med en åt höger sluttande linje. Diagrammen till höger har en horisontell axel ”f” och en vertikal axel utan beteckning. Den horisontella axeln har i vart och ett en skalmarkering ”f_T”. I första raden finns en vertikal linje vid f_T, till vänster och höger om den är spegelvända fyrhörningar med åt vänster och höger sluttande överkanter ritade stående på baslinjen. Ovanför finns en röd dubbelpil med märkningen ”6 kHz”. I andra raden står en fyrhörning på baslinjen till höger om f_T med åt höger sluttande överkant, ovanför den en röd dubbelpil med märkningen ”2,7 kHz”.  I tredje raden står en fyrhörning på baslinjen till vänster om f_T med åt vänster sluttande överkant, ovanför den en röd dubbelpil med märkningen ”2,7 kHz”. Mellan diagrammen i varje rad finns en åt höger pekande, blå pil, märkt ”AM” (1:a raden), ”USB” (2:a raden) respektive ”LSB” (3:e raden).
Figur UPPGRADERING-9.3.1: Sidband vid AM och SSB

Som vi redan lärt oss om morsetelegrafi med Continuous Wave (CW) slås en konstant högfrekvent bärvåg på och av i en bestämd rytm. CW-signaler kräver minst bandbredd jämfört med talmodulerade signaler som AM och SSB. Det beror på att det vid CW bara är en enda frekvens som nycklas, och man inte, som vid talsignaler, behöver överföra flera frekvensdelar av en LF-signal samtidigt.

Bandbredden hos CW-signaler beror på teckenhastigheten (nyckelhastigheten) och är vid en normal givarhastighet på 20 ord per minut (100 tecken per minut) ca $\qty{300}{\hertz}$.

För att undvika störningar på angränsande stationer i frekvensbandet bör den upptagna bandbredden hos en SSB-signal begränsas till högst ca $\qty{2,7}{\kilo\hertz}$. Den bandbredden är fullt tillräcklig för god talförståelighet. Därför bandbegränsas mikrofonens LF-signal i sändaren: Frekvensdelar under ca $\qty{300}{\hertz}$ samt över ca $\qty{3}{\kilo\hertz}$ undertrycks, eftersom de bidrar föga till talförståeligheten.

I praktiken har SSB-filter för att generera en SSB-signal ofta en bandbredd på bara ca $\qty{2,4}{\kilo\hertz}$. Även den smalare bandbredden räcker i många fall för god talförståelighet och ger samtidigt ett ännu effektivare utnyttjande av det tillgängliga frekvensspektrumet.

Störningar på angränsande stationer kan också uppstå genom s.k. splatter, som kan orsakas av för hög mikrofonförstärkning och därmed överstyrning av LF-stegen. I sändsignalen innebär det att SSB-överföringens bandbredd ökar, vilket kan störa andra stationer.

För låg mikrofonförstärkning (LF-amplitud) ger lägre modulation av SSB-sändaren, vilket leder till lägre uteffekt. Därför är det viktigt att mikrofonförstärkningen ställs in optimalt för god kommunikation i SSB (varken för hög eller för låg). I avsnittet om dynamikkompressor går vi närmare in på detta.


Fortsätt till nästa avsnitt: SSB: övermodulering, equalizer och tvåtonstest