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现代通信原理 第四章 模拟角度调制(2) 4.7.1非相干解调的抗噪性能 解调器输入端噪声功率为： 信噪比增益 宽带调制时，▽fmaxfm ，BFM ≈2▽fmax 单频宽带调频的信噪比增益 大信噪比时的宽带调频系统的解调信噪比增益是很大的，与调频指数的立方成正比。 例如调频广播?FM=5，信噪比增益为450。 例4-5 自测题 ? （1）??? 单频调频时，调频指数对调频信号各频率分量功率分配有什么影响？ （2）??? 将窄带调频与双边带调幅作一比较。 （3）??? 用鉴频器对经过加性白色噪声信道的调频信号进行解调时，输出噪声功率有什么特点？ （4）??? 定性解释采用预加重/去加重可以改善调频系统信噪比的原因。 （5）??? 调频信号中是否一定存在载波分量？ ? ? （6）??? 用调频方法传输12路载波电话时，为保证各路电话具有相同的信噪比性能，应采取什么措施？ （7）??? 将常规双边带调幅系统和调频系统的频带和信噪比增益作一比较。 1.(Si/Ni)FM10dB 时，输出信噪比和输入信噪比呈 线性关系，即(Si/Ni)FM 足够大时 2.βFM 越大，发生门限效应的转折点也越高，但 转折点之上输出信噪比的改善则越明显。 三. 相干解调(用于窄带调频）的抗噪声性能 窄带调频相干解调模型 窄带调频信号采用相干解调，其抗噪声模型如 下图所示： 经相干解调（与本振相乘、低通滤波和微分）得到： 其中第一项为有用信号、第二项为噪声。因此 输出信号功率 噪声功率谱 输出噪声功率 输出信噪比 输入信噪比 得信噪比增益： 最大角频偏 与高调制指数的宽带调频相比，窄带调频的 信噪比增益很低，但与相同带宽的调幅相比，则 有稍高的增益。 重要的是，窄带调频信号采用相干解调，不 存在“门限效应” §4.7 调频系统中的预加重和去加重技术 语音和图像信号低频段能量大，高频段信号能量明显小；而鉴频器输出噪声的功率谱密度随频率的平方而增加（低频噪声小，高频噪声大），造成信号的低频信噪比很大，而高频信噪比明显不足，使高频传输困难。 调频收发技术中，通常采用预加重和去加重技术来解决这一问题。 预加重(Pre-emphasis)：发送端对输入信号高频分量的提升。 去加重(De-emphasis) ：解调后对高频分量的压低。 预加重特性的选择标准—解调输出的噪声功率谱具有平坦特性。 由于调频解调的微分作用将使噪声功率谱呈抛物线特性，所以对于信号也取相同的加重特性。 预加重网络传递函数 Hp(ω)=jω 去加重网络传递函数 Hd(ω)=1/Hp(ω) 预加重和去加重网络 解调输出噪声功率谱 去加重传递函数 去加重后噪声功率 无去加重时噪声功率 信噪比改善值 由于预加重网络的作用是提升高频分量，因此 调频后的最大频偏就有可能增加，超出原有信道所 允许的频带宽度。 为了保持预加重后频偏不变，需要在预加重后 将信号衰减一些，然后进行调制。 §4.9 改善门限效应的解调方法 门限扩展技术—出现门限效应的转折点尽可能向低输 入信噪比方向扩展. 基本方法—减小鉴频前的等效带宽，从而提高等效信 噪比。 一.反馈解调器 压控振荡器(Voltage Control Oscillator,VCO)是一个正弦信号发生器，它的瞬时频率受解调输出的控制。 如下图,设中心频率为?C-?I ,?I是带通滤波器的中心频率,是调频信号的载频。 VCO 的输出角频率 ωv(t)=(ωc-ωI)+KVCOSo(t) VCO的输出信号为调频波 解调器的输入为调频信号（来自发射机） 相乘后输出信号 带通滤波器的输出 鉴频器的输出 鉴频器输入信号的瞬时角频率 解上式方程，解出SO(t)，得出解调器输出信号 实现了鉴频功能。 调频波的频偏为原来的1/(1+KDKVCO)倍 =BPF 的带宽是输入调频信号的1/(1+KDKVCO)倍 =噪声功率减小为原来的1/(1+KDKVCO)倍 =鉴频器的等效信噪比提高为原来的(1+KDKVCO)倍 从而改善了门限效应 二. 锁相环解调器 锁相环解调器 上图中压控振荡器的的中心频率设为调频 载波频率?C，但与原载波有-900的相移。 瞬时角频率是对以上两个式子中瞬时的求导，有 ?i(t)= ?c+KFMf(t)