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第四章 模拟调制系统 5.3.2 调频系统的抗噪声性能 带通滤波器用于抑制带外噪声，设信道引入的高斯白噪声的单边功率谱密度为no 鉴频器前、后的噪声功率谱密度如下图所示 例5-5 设调频与常规调幅信号均为单频调制，调频指数为 ，调幅指数 ,调制信号频率为 。当信道 条件相同、接收信号功率相同时比较它们的抗噪声性能。 解：调频波的输出信噪比 常规调幅波的输出信噪比 则两种信号输出信噪比之比为 由给定条件可列出以下表达式： 将以上结果代入 的表达式，得： 若不是接收信号功率相同，而是系统输入的A相同： 讨论 调频系统的这一优越性是以增加其传输带宽来换取的。因为，对于AM 信号而言，传输带宽是2fm，而对WBFM信号而言，相应于mf = 5时的传输带宽为12fm ，是前者的6倍。 结论： 在大信噪比情况下，调频系统的抗噪声性能将比调幅系统优越，且其优越程度将随传输带宽的增加而提高。 但是，FM系统以带宽换取输出信噪比改善并不是无止境的。随着传输带宽的增加，输入噪声功率增大，在输入信号功率不变的条件下，输入信噪比下降，当输入信噪比降到一定程度时就会出现门限效应，输出信噪比将急剧恶化。 门限效应是FM系统存在的一个实际问题。尤其在采用调频制的远距离通信和卫星通信等领域中，对调频接收机的门限效应十分关注，希望门限点向低输入信噪比方向扩展。 降低门限值（也称门限扩展）的方法有很多，例如，可以采用锁相环解调器和负反馈解调器，它们的门限比一般鉴频器的门限电平低 6~10dB。 还可以采用“预加重”和“去加重”技术来进一步改善调频解调器的输出信噪比。这也相当于改善了门限。 采用预加重和去加重改善信噪比原因： 鉴频器输出噪声功率谱随f呈抛物线形状增大。但在调频广播中所传送的语音和音乐信号的能量却主要分布在低频端，且其功率谱密度随频率的增高而下降。 在信号高频端的信号谱密度最小，而噪声谱密度却是最大，致使高频端的输出信噪比明显下降，这对解调信号质量会带来很大的影响。 采用降低输出噪声功率N0的方法提高S0/N0。 采用预加重和去加重改善信噪比目的： 为了进一步改善调频解调器的输出信噪比，针对鉴频器输出噪声谱呈抛物线形状这一特点，在调频系统中广泛采用了加重技术，包括“预加重和“去加重”措施。 “预加重”和“去加重”的设计思想是保持输出信号不变，有效降低输出噪声，以达到提高输出信噪比的目的。 加重技术框图 原理 “去加重”：就是在解调器输出端接一个传输特性随频率增加而滚降的线性网络Hd (f) ，将调制频率高频端的噪声衰减，使总的噪声功率减小。由于去加重网络的加入，在有效地减弱输出噪声的同时，必将使传输信号产生频率失真。 “预加重”：在调制器前加入一个预加重网络Hp(f) ，人为地提升调制信号的高频分量，以抵消去加重网络的影响。显然，为了使传输信号不失真，应该有 这是保证输出信号不变的必要条件。 例5-6已知调制信号是8MHz的单频余弦信号，若要求输出信噪比为40 dB，试比较调制效率为1/3的常规调幅系统和调频指数为5的调频系统的带宽和发射功率。设信道噪声的单边功率谱密度为 ，信道损耗 为60 dB。 解：调频系统的带宽和信噪比增益分别为： 常规调幅系统的带宽和信噪比增益分别为： 调频系统的发射功率为： 常规调幅系统的发射功率为： 5.4 各种模拟调制系统的性能比较 同等条件下比较： 在相同的解调器输入信号功率Si、相同噪声功率谱密度n0、相同基带信号带宽Bb（fm）的条件下，AM为100%调制，调制信号为均值为0的单频正弦信号。 5、各种模拟调制系统的比较 5.5 频分复用 (Frequencydivision Multiplexing) FDM频分复用是指按照频率的不同来复用多路信号的方法。在频分复用中，信道的带宽被分成若干个相互不重叠的频段，每路信号占用其中一个频段，因而在接收端可以采用适当的带通滤波器将多路信号分开，从而恢复出所需要的信号。  例：设有一个10路模拟话音信号的频分复用系统，每路话音信号的频率范围在 ，副载波调制用SSB，主载波调制用FM。 （1）请问副载波调制之后合成信号的带宽是多少？ （2）如果最大频偏是600kHz，试求信道的传输带宽。 解：（1）对于SSB调制，调制后信号带宽为： 副载波调制之后合成信号的带宽：