关于 SSTV 的知识

学习笔记

谢谢乔伊的视频让我对无线电产生了兴趣。

#补一补专业知识

载波(carrier):作为传输基底的纯净的固定周期(频率)的高频率信号。

调制(modulation):动词或动名词,一种信号处理方式,通过往指定的载波中嵌入真正想传递的信号(信息)

  • 为什么要调制:
    1. 发信号的天线长度要不小于信号波长十分之一,高频波长短,容易用较短的天线辐射出去。
    2. 通过调制人工将不同信号隔离在不同频率,信号不串台。
  • 调制分为数字调制和模拟调制,指的是原始信息的形式
    • 数字是01(比如无线网卡)
    • 模拟是个连续的波(比如麦克风直连电台发信器)。
  • 模拟调制的几种方式中有我们收音机上会看到的 FM、AM,英语字面缩写。
    • Frequency modulation 是调频(频率越高图示的线越横向密集,声音越尖)。
    • Amplitude modulation 是调幅(幅度越大图示的线谷峰高低差越大,声音越响)。

#SSTV 格式

SSTV(slow-scan television,慢扫描电视)是一种将图片信息嵌入音频信号(并发送)的方式。SSTV 选用的方式是 FM,把图片的像素亮度映射为频率,越亮频率越高,彩色图片是发送颜色各自的亮度。

就像网络通信协议一样,在发送真正的数据前,SSTV 会发送校准头(calibration header),虽然没搜到后者,但感觉和令人怀念的拨号上网的开头声音是一样的,因为是模拟调制的校准头所以每次听都是一样的声音。

校准头之后是传输模式(mode),用 VIS code(vertical interval signaling)这种编码传输,每30ms 跳一次频率。除去开头结尾的两个1200Hz 信号,1100Hz=1,1300Hz=0,共7bit+最后奇偶校验位。这7位二进制当成数字转换成十进制,对应某个模式。比如Robot36模式的数字是8d(d=十进制)。这些模式是不同人发明的,但开头都是校准头和 VIS,类似网络中标准协议框架和具体实现?

VIS 发完了,1ms 都不耽搁,开始发数据。逐行从左往右从上往下,类似多图杀猫时期的图片加载。每行开始先是一个同步脉冲(sync pulse),再是真正的亮度对应的频率。如果有多个颜色就是连续发送,有些模式的颜色间可能有分隔信号用的短脉冲。数据发完就结束了,没有 tail 的概念。

SSTV 的载波可以是各种频率,比如业余无线电的 UHF(300~3000MHz)和 VHF(30~300MHz)或高频(3MHz30MHz)。但是 SSTV 的信号本身的频率范围是1100Hz2300Hz,在人耳听力范围(20Hz~20000Hz)内,直接从图片生成的 SSTV 音频,或用收音机解调(制)无线信号再用扬声器放出的声音,人耳是能听到的。

解析 SSTV 信号,就是在音频信号里找校准头,然后顺着解析 VIS,最后按模式规则解析数据,把频率反向转换回像素。重要的三要素:时长,频率,信息排列顺序。

updatedupdated2023-08-082023-08-08