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调频预加重电路原理分析
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摘要：从电路的基本特点和电路的传输函数两方面分析调频广播预加重网络的幅频特性和预加重电路基本原理和作用。
关键词：调频、预加重、预加重电路、RC电路、幅频特性、信噪比
调频广播提高信噪比的关键技术就是预加重技术。我们知道，声音信号的人耳可听部分频率范围是20Hz-20KHz，语言和音乐中的音频信号，从其频谱的构成上来看，大部分能量是集中在低频范围内的。我国规定调频音频（调制）信号的频率范围是30Hz-15KHz，调频的最大频偏是75KHz。在调频广播中达到产生75KHz频偏极限的瞬时信号（调频音频信号）幅度，大部分时间都是信号的低频分量引起的，调制信号中的较高频率分量少有达到足以产生75KHz频偏的幅度。平均来说，幅度较小的高频分量产生的频偏小的多。因此，调频信号没有充分占有分配给它的较大的带宽，我国规定：调频广播的带宽是200KHz。
可是，接收端引入的噪声频谱却占据了整个调频带宽,我们一般都会假设调频广播的噪声是高斯白噪声。这使我们有了可能改善鉴相器输出端信噪比的一个办法：我们可以人为地加重发射机调制信号的高频分量到适当程度，使它们在大部分时间上产生75KHz的频偏。这样做，在某种意义上，可认为是均衡了音频频谱的低频部分和高频部分，使信号得以充分地占据所给予的带宽。然后在接收机鉴相器的输出端，我们可进行相反的处理，即把高频分量去加重，恢复成原来的功率分布。在这个去加重的过程中，同时也减小了噪声的高频分量，因而有效地增大了信噪比。这种预加重和去加重过程，普遍地使用于调频的传输和接收机中。
下面就从预加重电路出发来分析预加重网络为什么能够提高信噪比，是怎么做到提高信噪比的。
调频广播的预加重电路如图一所示：
图一
从图一可以看出这个电路是一个电容与电阻的组合电路，下面先对这一预加重电路做电路原理的分析。首先设ω1=、ω2=
当uΩ(t)频率ω较低时，电容C相当于开路，电阻R2两端的输出电
压Uo=uΩ(t)。当ω时，电容C相当于短路，Uo=uΩ(t)
当ω时，电路的总阻抗在R2和（R1+R2）之间变化。可以画出预加重电路的幅频特性图，如图二。
H（ω）
Oω1ω2ω图二
下面从预加重电路的传输函数来分析
H（ω）===
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当ω时，jωR1R2C的值很小，H（ω）=
当ω时，jωR2C的值很大，H（ω）=1
当ω时，jωR1C的值很大，H（ω）=
以上分析也能得出图二的结论。
从上文的两种分析可以看出，预加重电路是以电阻与电容并联再与电阻串联的方式组成的电路。此电路就是RC高通滤波器电路的改进电路。此电路频率在ω1和ω2之间的信号被加重了。实际上高频分量通过时并不改变，低频分量则衰减，衰减量当然可由放大器来补偿。以这种相对的方式来加重高频分量。通常，f1的数值选择为信号频谱密度下降了3dB时所对应的频率值。对调频广播来说，f1约为3.2KHz（这时τ=R1C=50μS),f2应位于需要传送的最高音频频率（15KHz）以上。我国规定调频广播预加重时间常数τ=50μS。
参考文献：
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邱关源著，电路（第五版），高等教育出版社.
黄如星、朱桂林，编著，调频立体声广播技术，浙江大学出版社.
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-全文完-
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