通信原理課件第三章-資料下載頁
2025-09-25 22:51本頁面
【正文】 ， Kf為調頻器靈敏度 ， fm為調制信號 m(t)的最高頻率 ， n0為噪聲單邊功率譜密度 。 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 上式表明 ， 大信噪比時寬帶調頻系統(tǒng)的信噪比增益是很高的 ，它與調頻指數(shù)的立方成正比 。 例如調頻廣播中常取 ， 則信噪比增益 G=450。 可見 ， 加大調頻指數(shù) mf， 可使調頻系統(tǒng)的抗噪聲性能迅速改善 。 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 小信噪比情況與門限效應 以上分析都是在解調器輸入信噪比足夠大的條件下進行的，在此假設條件下的近似分析所得到的解調輸出信號與噪聲是相加的。實際上，在解調輸入信號與噪聲是相加的情況下，由于角調信號解調過程的非線性，使得解調輸出的信號和噪聲是以一復雜的非線性函數(shù)關系相混合，僅在大輸入信噪比時，此非線性函數(shù)才近似為一相加形式。在小輸入信噪比時，解調輸出信號與噪聲相混合，以致不能從噪聲中分辨出信號來，此時的輸出信噪比急劇惡化，這種情況與幅度調制包絡檢波時相似，也稱之為門限效應。出現(xiàn)門限效應時所對應的輸入信噪比的值被稱為門限值。 《 通信原理課件 》 圖 330示出了調頻解調器輸入－輸出信噪比性能曲線 。為了便于比較 ， 圖中還畫出了 DSB信號同步檢測時的性能曲線 。 由前面的討論可知 ， 后者是通過原點的直線 。 而對FM系統(tǒng)而言 ， 當未發(fā)生門限效應時 ， FM與 AM的性能關系符合 （ ） 的關系式 ， 在相同輸入信噪比情況下 ，F(xiàn)M輸出信噪比優(yōu)于 AM輸出信噪比；但是 ， 當輸入信噪比降到某一門限 （ 例如 ， 圖 330中的門限值 ） 時 ， FM便開始出現(xiàn)門限效應；若繼續(xù)降低輸入信噪比 ， 則 FM解調器的輸出信噪比將急劇變壞 ， 甚至比 AM的性能還要差 。 ?《 通信原理課件 》 圖 330 解調器性能曲線示意圖 《 通信原理課件 》 調頻系統(tǒng)的加重技術 前面曾提到 ， 線性調制系統(tǒng)輸出信噪比的增加只能靠輸入信噪比的增加而增加 （ 如增加發(fā)送信號功率或降低噪聲電平 ） 。 非線性調制系統(tǒng)可以用增加輸入信噪比或者用增加調頻指數(shù)的方法增加輸出信噪比 。 除此之外 ， 它們還可采用降低輸出噪聲功率的方法提高輸出信噪比 。 總之 ，只要能保持輸出信號不變的任何降低輸出噪聲的措施都是有用的 。 本節(jié)的預加重 /去加重技術就是采用保持輸出信號功率不變而降低輸出噪聲的方法來提高輸出信噪比 。 其基本思想是在接收端解調器輸出端接入去加重濾波器和在發(fā)送端調制器輸入端接入預加重濾波器 。 預加重濾波器的特性和去加重濾波器的特性應是互補關系 。 該過程的方框圖如圖331所示 。 《 通信原理課件 》 圖 331 具有預加重和去加重濾波器的調頻系統(tǒng) 《 通信原理課件 》 可以證明 ， 調頻信號用鑒頻器解調時 ， 解調器的輸出噪聲功率譜密度按頻率的平方規(guī)律增加 。 即 mn ffffP ?? 20 )(現(xiàn)在如果在解調器輸出端接一個輸出特性隨 f的增加而滾降的線性網(wǎng)絡，將高端的噪聲衰減，則總的噪聲功率可以減小，這個網(wǎng)絡稱為去加重網(wǎng)絡，其簡單電路如圖 332所示。 圖 332 簡單去加重電路 《 通信原理課件 》 在接收端接入去加重網(wǎng)絡后，將會對輸出信號帶來頻率失真。因此在調制器前加一個預加重網(wǎng)絡來抵消去加重網(wǎng)絡的影響，其簡單電路如圖 333所示。 圖 333 簡單預加重電路 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 在采用圖 332和圖 333所示的簡單去加重預加重電路后 ，且保持信號傳輸帶寬不變的條件 ， 經(jīng)過分析計算 ， 可以使輸出信噪比提高 6dB左右 。 《 通信原理課件 》 本節(jié)將對前面所討論的各種模擬調制系統(tǒng)進行總結 、 比較 ， 以便在實際中合理選用 。 各種模擬調制方式總結 假定所有調制系統(tǒng)在接收機輸入端具有相同的信號功率 ，且加性噪聲都是均值為 0、 雙邊功率譜密度為 n0/2的高斯白噪聲 ， 基帶信號 m(t)帶寬為 fm， 在所有系統(tǒng)中都滿足 ??????????1)(21)(0)(m a x2tmtmtm（ ） 《 通信原理課件 》 綜合前面的分析 ， 可總結各種調制方式的傳輸帶寬 、 信噪比增益 、 設備復雜程度 、 主要應用等如表 ， 表中還進一步假設了 AM為 100%調制 。 《 通信原理課件 》 各種模擬調制方式性能比較 就抗噪性能而言 ， WBFM最好 ， DSB、 SSB、 VSB次之 ，AM最差 。 NBFM與 AM接近 。 圖 334示出了各種模擬調制系統(tǒng)的性能曲線 ， 圖中的圓點表示門限點 。 門限點以下 ，曲線迅速下跌；門限點以上 ， DSB、 SSB的信噪比比 AM高 ， 而 FM(mf=6)的信噪比比 AM高 22dB。 就頻帶利用率而言， SSB最好， VSB與 SSB接近， DSB、AM、 NBFM次之， WBFM最差。由表 ， FM的調頻指數(shù)越大，抗噪性能越好，但占據(jù)帶寬越寬，頻帶利用率越低。 《 通信原理課件 》 圖 334 各種模擬調制系統(tǒng)的性能曲線
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