深受业余无线电爱好者喜爱的数字调制模式-C4FM在数字化对讲机应用中有比较成熟的实际使用历史。数字模式Project 25（简称P25）的第一版标准采用的就是C4FM的调制方式。 

八重洲无线公司迄今开发出了多款数字调制模式的产品，除了目前市场上热销的FT5DR、FTM-510DR和即将在中国上市的全波段数字短波机FTX-1，还有很多经典机型，如手持机FT1XD、FT2DR、FT3DR、车载台FTM-100DR、FTM-200DR、FTM-300DR、FTM-400XDR、短波机FT-991A等，更有DR-1X、DR-2X中继台和HRI-200数字节点设备等。目前，C4FM已成为中国业余无线电爱好者使用最为广泛的对讲机数字通信主流模式之一。

一、C4FM的定义与发展

C4FM，英文全称为Constant Envelope 4-Level Frequency Modulation，即连续包络4级频率调制。它是一种数字调制技术，在专业数字对讲机领域有着成熟的应用历史，目前在业余无线电通信中变成了被广泛使用的数字调制方式之一。

从技术本质来说，C4FM与大家熟悉的传统模拟调频FM并无实质区别，但核心差异在于：传统模拟FM是用语音的模拟信号调制射频输入信号，而C4FM则是用只有四种电平状态的数字信号来完成调制。这种特性让它既能保留了FM技术的稳定性，又实现了数字通信的高效性。

二、C4FM的调制原理

1. 信号调制的核心机制

C4FM的调制过程可以简单理解为：将一个在-3V、-1V、+1V、+3V之间跳变的电压信号，加到普通FM调制电路，输出的就是一串四级频率键控的射频调制信号。其频率会根据输入电平在四个频偏值之间跳变，具体对应关系如下：

 • 低到高的四个频率分别代表00、01、10、11四种数字值

 • 每个调制符号可以表达两位二进制数，这是C4FM高效传输的关键所在。以常见设备为例，其发射端会以每秒4800次的速度改变送到调制器的信号电平，在调制信号中形成每秒4800个“符号”，即调制速率为4800波特。由于每个符号包含两位二进制数据，因此C4FM的数据传输率可达9600位/秒。

2. 信号的接收与解调

C4FM射频信号经放大后通过天线发射，接收端的处理流程如下：

 • 接收到的射频信号经过调频解调器（即模拟FM通信中的鉴频电路），解调得到幅度在四种电压电平间变化的C4FM基带信号

 • 再通过电平的逻辑判断和变换，得到两位二进制数字序列

 • 为提高抗干扰性能，从四级电平波形提取数字信号的过程通常采用专门算法，而非简单的电压比较器

如果是语音对讲模式，得到的数字信息会送入语音解码模块，还原成语音信号；如果是数字传送模式，数据序列就是待传送的数字信息，可按协议转换为显示格式。

三、C4FM的技术特性

1. 频谱与带宽特性

在一定的调制速率下，C4FM信号占用的频带宽度与调制器的频偏系数相关。常见设备将频偏选择为使实际信号带宽为12.5kHz，这一设计让它能很好地融入现有频谱规划。

从频谱形状来看，C4FM与模拟FM信号的带宽相仿，在-26dB时约为12.5kHz。这种规整的频谱特性有助于减少对邻近信道的干扰，同时保证自身信号的稳定性。

2. 数据传输能力

C4FM最显著的技术优势之一是其数据传输效率。在4800波特的调制速率下，由于每个符号包含两位数据，数据传输速率达到9600位/秒。这一速率让它能在有限的带宽内传输更多信息，无论是语音还是数据，都能实现高效传递。

当然，高传输率也需要付出一定代价。C4FM的解调需要判别信号频率属于四个等级中的哪一级，相对更容易受干扰。为此，除了采用更好的判别算法，C4FM会采用较大的调制频偏，拉大四种信号状态的间距，以保证通信的可靠性。

四、C4FM的兼容性优势

1. 与模拟FM的技术兼容

从设备结构来看，模拟FM和数字C4FM在射频部分的基本功能是一致的：

 • 发射端：模拟FM中话音信号直接作为调制信号；C4FM中话音信号先经语音编码模块处理为数字信号，转换为四级电平后再进行调制

 • 接收端：模拟FM中鉴频解调后直接得到话音信号；C4FM中鉴频后得到四级电平信号，转换为二进制数据流后再解码为话音

这种结构上的相似性，让C4FM设备可以很容易地实现数字与模拟模式的切换。关掉语音编解码模块时，C4FM设备就能成为理想的模拟FM收发信机，这对于业余无线电通信尤为重要——当对方使用模拟设备或信号较弱时，可切换到模拟模式维持通信。

2. 频谱利用的兼容性

传统模拟FM对讲机的信道间隔为12.5kHz，这是长期形成的行业习惯。C4FM的实际信号带宽为12.5kHz，按12.5kHz间隔配置信道频率时，不会影响临近频道上其他制式用户的通信，能与现有频谱规划完美兼容。这种卓越的兼容性使得C4FM在无需大规模改造现有通信系统的情况下，就能丝滑实现从模拟到数字的顺畅过渡。

五、C4FM的实际应用价值

在业余无线电通信中，C4FM的优势体现在多个方面：

 • 灵活的通信模式：既能进行语音对讲，又能传输数字信息，可满足客户多样化通信需求

 • 可靠的弱信号表现：通过优化的算法和合理的频偏设计，在弱信号环境下仍能保持较好的通信质量

 • 便捷的升级过渡：现有模拟设备用户可逐步更换为C4FM设备，两种模式并存，避免通信中断

尤其在应急通信场景中，C4FM的双模兼容特性至关重要。当部分设备为模拟、部分设备为数字模式时，系统能可以兼容二者，保持正常运作，确保应急救援等关键时刻的通信畅通。

C4FM技术平衡了传输效率、兼容性和可靠性，为无线电通信提供了一种实用且高效的数字化解决方案，这也是C4FM能被广泛应用，深受客户喜爱的核心原因。