【正文】 Si /Ni)FM呈線性關(guān)系，且 mf 越大，輸出信噪比的改善越明顯。 ? 在門限值以下時(shí)， (So /No)FM將隨 (Si /Ni)FM的下降而急劇下降。且 mf越大， (So /No)FM下降越快。 ? 門限效應(yīng)是 FM系統(tǒng)存在的一個(gè)實(shí)際問(wèn)題。尤其在采用調(diào)頻制的遠(yuǎn)距離通信和衛(wèi)星通信等領(lǐng)域中，對(duì)調(diào)頻接收機(jī)的門限效應(yīng)十分關(guān)注，希望門限點(diǎn)向低輸入信噪比方向擴(kuò)展。 ? 降低門限值（也稱門限擴(kuò)展）的方法有很多，例如，可以采用鎖相環(huán)解調(diào)器和負(fù)反饋解調(diào)器，它們的門限比一般鑒頻器的門限電平低 6~10dB。 ? 還可以采用“預(yù)加重”和“去加重”技術(shù)來(lái)進(jìn)一步改善調(diào)頻解調(diào)器的輸出信噪比。這也相當(dāng)于改善了門限。 ? 目的： ? 鑒頻器輸出噪聲功率譜隨 f呈拋物線形狀增大。但在調(diào)頻廣播中所傳送的語(yǔ)音和音樂(lè)信號(hào)的能量卻主要分布在低頻端，且其功率譜密度隨頻率的增高而下降。因此，在調(diào)制頻率高頻端的信號(hào)譜密度最小，而噪聲譜密度卻是最大，致使高頻端的輸出信噪比明顯下降，這對(duì)解調(diào)信號(hào)質(zhì)量會(huì)帶來(lái)很大的影響。 ? 為了進(jìn)一步改善調(diào)頻解調(diào)器的輸出信噪比，針對(duì)鑒頻器輸出噪聲譜呈拋物線形狀這一特點(diǎn)，在調(diào)頻系統(tǒng)中廣泛采用了加重技術(shù)，包括“預(yù)加重和“去加重”措施。“預(yù)加重”和“去加重”的設(shè)計(jì)思想是保持輸出信號(hào)不變，有效降低輸出噪聲，以達(dá)到提高輸出信噪比的目的。 ?預(yù)加重和去加重 ? 原理 所謂“去加重”就是在解調(diào)器輸出端接一個(gè)傳輸特性隨頻率增加而滾降的線性網(wǎng)絡(luò) Hd (f) ，將調(diào)制頻率高頻端的噪聲衰減，使總的噪聲功率減小。但是，由于去加重網(wǎng)絡(luò)的加入，在有效地減弱輸出噪聲的同時(shí)，必將使傳輸信號(hào)產(chǎn)生頻率失真。因此，必須在調(diào)制器前加入一個(gè)預(yù)加重網(wǎng)絡(luò) Hp(f) ，人為地提升調(diào)制信號(hào)的高頻分量，以抵消去加重網(wǎng)絡(luò)的影響。顯然，為了使傳輸信號(hào)不失真，應(yīng)該有 這是保證輸出信號(hào)不變的必要條件。 1()()p dHf Hf?? 方框圖：加有預(yù)加重和去加重的調(diào)頻系統(tǒng) ? 性能 由于采用預(yù)加重 /去加重系統(tǒng)的輸出信號(hào)功率與沒(méi)有采用預(yù)加重 /去加重系統(tǒng)的功率相同，所以調(diào)頻解調(diào)器的輸出信噪比的改善程度可用加重前的輸出噪聲功率與加重后的輸出噪聲功率的比值確定，即 上式進(jìn)一步說(shuō)明，輸出信噪比的改善程度取決于去加重網(wǎng)絡(luò)的特性。 ? ?omtF M調(diào) 制 器信 道? ?mt ? ?pHtF M解 調(diào) 器? ?dHt2()( ) ( )mmmmfdffddfP f dfP f H f df? ?????? 實(shí)用電路：下圖給出了一種實(shí)際中常采用的預(yù)加重和去加重電路，它在保持信號(hào)傳輸帶寬不變的條件下，可使輸出信噪比提高 6 dB左右。 預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)特性 去加重網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)特性 調(diào)制 方式 傳輸帶寬 設(shè)備復(fù)雜程度 主要應(yīng)用 AM 2fm 簡(jiǎn)單 中短波無(wú)線電廣播 DSB 2fm 中等 應(yīng)用較少 SSB fm 復(fù)雜 短波無(wú)線電廣播、話音頻分復(fù)用、載波通信、數(shù)據(jù)傳輸 VSB 略大于 fm 近似 SSB 復(fù)雜 電視廣播、數(shù)據(jù)傳輸 FM 中等 超短波小功率電臺(tái)（窄帶 FM）；調(diào)頻立體聲廣播等高質(zhì)量通信（寬帶FM） oo/SNoo0AM13 i mSSN n f? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?oo0D S BimSSN n f? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?oo0SSBimSSN n f? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?mf fm )1(2 ?2oo0FM32 if mSSmN n f? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?6 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較 ? 抗噪聲性能 ? WBFM抗噪聲性能最好， DSB、 SSB、 VSB抗噪聲 性能次之， AM抗噪聲性 能最差。 ? 右圖畫出了各種模擬調(diào)制 系統(tǒng)的性能曲線 ,圖中的圓 點(diǎn)表示門限點(diǎn)。 ? 門限點(diǎn)以下，曲線迅速下跌；門限點(diǎn)以上， DSB、SSB的信噪比比 AM高 ，而 FM（ mf = 6）的信噪比比 AM高 22dB。 ? 當(dāng)輸入信噪比較高時(shí)， FM的調(diào)頻指數(shù) mf越大，抗噪聲性能越好。 ? 頻帶利用率 SSB的帶寬最窄，其頻帶利用率最高； FM占用的帶寬隨調(diào)頻指數(shù) mf的增大而增大，其頻帶利用率最低。可以說(shuō)， FM是以犧牲有效性來(lái)?yè)Q取可靠性的。因此， mf值的選擇要從通信質(zhì)量和帶寬限制兩方面考慮。對(duì)于高質(zhì)量通信（高保真音樂(lè)廣播，電視伴音、雙向式固定或移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信和蜂窩電話系統(tǒng)）采用 WBFM， mf值選大些。對(duì)于一般通信，要考慮接收微弱信號(hào)，帶寬窄些，噪聲影響小，常選用 mf 較小的調(diào)頻方式。 ? 特點(diǎn)與應(yīng)用 ? AM：優(yōu)點(diǎn)是接收設(shè)備簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是功率利用率低，抗干擾能力差。主要用在中波和短波調(diào)幅廣播。 ? DSB調(diào)制：優(yōu)點(diǎn)是功率利用率高，且?guī)捙c AM相同，但設(shè)備較復(fù)雜。應(yīng)用較少，一般用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專用通信。 ? SSB調(diào)制：優(yōu)點(diǎn)是功率利用率和頻帶利用率都較高，抗干擾能力和抗選擇性衰落能力均優(yōu)于 AM，而帶寬只有AM的一半；缺點(diǎn)是發(fā)送和接收設(shè)備都復(fù)雜。 SSB常用于頻分多路復(fù)用系統(tǒng)中。 ? VSB調(diào)制：抗噪聲性能和頻帶利用率與 SSB相當(dāng)。在電視廣播、數(shù)傳等系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。 ? FM： FM的抗干擾能力強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)距離高質(zhì)量的通信系統(tǒng)中。缺點(diǎn)是頻帶利用率低，存在門限效應(yīng)。 ? 頻分復(fù)用（ FDM） ? 目的：充分利用信道的頻帶資源，提高信道利用率 ? 原理 L P F B P F調(diào) 制 器消 息信 號(hào) 1CH 1CH2CH 2CH1cfL P FL P F調(diào) 制 器調(diào) 制 器B P FB P F2cff1cfCH n CH n+ 信道B P FB P FB P F解 調(diào) 器解 調(diào) 器解 調(diào) 器2cffL P FL P FL P F7 頻分復(fù)用 (FDM)和調(diào)頻 (FM)立體聲 ? 典型例子：多路載波電話系統(tǒng) ? 每路電話信號(hào)的頻帶限制在 300— 3400Hz，在各路已調(diào)信號(hào)間留有防護(hù)頻帶，每路電話信號(hào)取 4 kHz作為標(biāo)準(zhǔn)帶寬 ? 層次結(jié)構(gòu)： 12路電話復(fù)用為一個(gè)基群； 5個(gè)基群復(fù)用為一個(gè)超群，共 60路電話；由 10個(gè)超群復(fù)用為一個(gè)主群，共 600路電話。如果需要傳輸更多路電話，可以將多個(gè)主群進(jìn)行復(fù)用，組成巨群。 ? 基群頻譜結(jié)構(gòu)圖 ? 載波頻率 ( kHz )f6 86 46 0 1 0 8? ? k H z12464 Nf cN ???? FDM 技術(shù)主要用于模擬信號(hào)，普遍應(yīng)用在多路載波電話系統(tǒng)中。其主要 優(yōu)點(diǎn) 是信道利用率高，技術(shù)成熟；缺點(diǎn) 是設(shè)備復(fù)雜，濾波器難以制作，并且在復(fù)用和傳輸過(guò)程中，調(diào)制、解調(diào)等過(guò)程會(huì)不同程度地引入非線性失真，而產(chǎn)生各路信號(hào)的相互干擾。 ? 原理： FM立體聲廣播中，聲音在空間上被分成兩路音頻信號(hào)，一個(gè)左聲道信號(hào) L，一個(gè)右聲道信號(hào) R，頻率都在 50Hz到 15kHz之間。左聲道與右聲道相加形成 和信號(hào) (L+R)，相減形成 差信號(hào)(LR)。在調(diào)頻之前， 差信號(hào) (LR)先對(duì) 38kHz的副載波進(jìn)行抑制載波雙邊帶 (DSBSC) 調(diào)制，然后與 和信號(hào) (L+R)進(jìn)行頻分復(fù)用后，作為 FM立體聲廣播的基帶信號(hào)，其形成過(guò)程如下圖所示： ?調(diào)頻立體聲廣播 ? 頻譜結(jié)構(gòu) ? 0~15kHz用于傳送 (L+R)信號(hào) ? 23kHz~53kHz用于傳送 (LR)信號(hào) ? 59kHz~75kHz則用作輔助通道 ? (LR)信號(hào)的載波頻率為 38kHz ? 在 19kHz處發(fā)送一個(gè)單頻信號(hào)（導(dǎo)頻） ? 在普通調(diào)頻廣播中，只發(fā)送 0— 15kHz的 (L+R)信號(hào)。 ? 立體聲廣播信號(hào)的解調(diào) ? 接收立體聲廣播后先進(jìn)行鑒頻，得到頻分復(fù)用信號(hào)。對(duì)頻分復(fù)用信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的分離，以恢復(fù)出左聲道信號(hào) L和右聲道信號(hào) R。