《通信原理第4章》ppt课件

1、电子信息工程学院电子信息工程学院通讯原理第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统l根本概念根本概念l调制调制 把信号转换成适宜在信道中传输把信号转换成适宜在信道中传输的方式的一种过程。的方式的一种过程。l广义调制广义调制 分为基带调制和带通调制分为基带调制和带通调制也称载波调制。也称载波调制。 l狭义调制狭义调制 仅指带通调制。在无线通讯仅指带通调制。在无线通讯和其他大多数场所，调制一词均指载波调和其他大多数场所，调制一词均指载波调制。制。l调制信号调制信号 指来自信源的基带信号指来自信源的基带信号 l载波调制载波

2、调制 用调制信号去控制载波的参用调制信号去控制载波的参数的过程。数的过程。l载波载波 未受调制的周期性振荡信号，它未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。可以是正弦波，也可以是非正弦波。l已调信号已调信号 载波受调制后称为已调信号。载波受调制后称为已调信号。l解调检波解调检波 调制的逆过程，其作用调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。是将已调信号中的调制信号恢复出来。 通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n调制的目的调制的目的 n提高无线通讯时的天线辐射效率。提高无线通讯时的天线辐射效率。n把多个基带信号分别搬

3、移到不同的载频处，以实现信把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。道的多路复用，提高信道利用率。n扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落才干，还可扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落才干，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。实现传输带宽与信噪比之间的互换。n调制方式调制方式 n模拟调制模拟调制n数字调制数字调制 n常见的模拟调制常见的模拟调制n幅度调制：调幅、双边带、单边带和残留边带幅度调制：调幅、双边带、单边带和残留边带n角度调制：频率调制、相位调制角度调制：频率调制、相位调制 通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制

4、系统l4.1幅度调制线性调制的原理幅度调制线性调制的原理l普通原理普通原理l表示式：表示式：l设：正弦型载波为设：正弦型载波为l式中，式中，A 载波幅度；载波幅度；l c 载波角频率；载波角频率；l 0 载波初始相位以后假载波初始相位以后假定定0 0。 l那么根据调制定义，幅度调制信号已调那么根据调制定义，幅度调制信号已调信号普通可表示成信号普通可表示成ll式中，式中， m(t) 基带调制信号。基带调制信号。0( )coscc tAt( )( )cosmcstAm tt通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统u频谱频谱u设调制信号设调制信号m(t)的

5、频谱为的频谱为M( )，那么已调信号，那么已调信号的频谱为的频谱为u在波形上，已调信号的幅度随基带信号的规律在波形上，已调信号的幅度随基带信号的规律而正比地变化；在频谱构造上，它的频谱完全而正比地变化；在频谱构造上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移是基带信号频谱在频域内的简单搬移(准确到常准确到常数因子数因子)。由于这种搬移是线性的，因此，幅度。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。调制通常又称为线性调制。u但应留意，这里的但应留意，这里的“线性并不意味着已调信号线性并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。现实上，与调制信号之间符合线性变换关系。现实上，

6、任何调制过程都是一种非线性的变换过程。任何调制过程都是一种非线性的变换过程。 ( )()2mccASMM通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n4.1.1调幅调幅AMn时域表示式时域表示式n式中式中 m(t) 调制信号，均值为调制信号，均值为0；n A0 常数，表示叠加的直流分量。常数，表示叠加的直流分量。n频谱：假设频谱：假设m(t)为确知信号，那么为确知信号，那么AM信号的信号的频谱为频谱为n假设假设m(t)为随机信号，那么已调信号的频域为随机信号，那么已调信号的频域表示式必需用功率谱描画。表示式必需用功率谱描画。n调制器模型调制器模型00(

7、)( )coscos( )cosAMcccstAm ttAtm tt01( ) ()()()()2AMccccSAMM 载波项载波项DSB项项通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统uAM信号的特性u带宽：它是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信号带宽 fH 的两倍：u功率：u当m(t)为确知信号时，u假设u那么u式中Pc = A02/2 载波功率，u 边带功率。HAMfB222202222200( )( ) coscos( )cos2( )cosAMA

8、MccccPstAm ttAtm ttA m tt0)(tmScAMPPtmAP2)(22202/ )(2tmPs通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统p调制效率调制效率p 由上述可见，由上述可见，AM信号的总功率包括载波功率信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只需边带功率才与调制信号有和边带功率两部分。只需边带功率才与调制信号有关，载波分量并不携带信息。有用功率用于传输关，载波分量并不携带信息。有用功率用于传输有用信息的边带功率占信号总功率的比例称为调有用信息的边带功率占信号总功率的比例称为调制效率：制效率：p当当m(t) = Am cos

9、 mt时，时，p代入上式，得到代入上式，得到p当当|m(t)|max = A0时时100调制，调制效率最高，调制，调制效率最高，这时这时pmax 1/3 2220SAMAMmtPPAmt22( )/2mmtA 222222002mAMmmtAAAAmt通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n4.1.2 双边带调制DSBn时域表示式：无直流分量A0n频谱：无载频分量 n曲线：ttmtscDSBcos)()()()(21)(ccDSBMMS调制效率：调制效率：100100优点：节省了载波功率优点：节省了载波功率缺陷：不能用包络检波，缺陷：不能用包络检波

10、，需用相关检波，较复杂。需用相关检波，较复杂。通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n4.1.3 单边带调制SSBn原理：n双边带信号两个边带中的恣意一个都包含了调制信号频谱M()的一切频谱成分，因此仅传输其中一个边带即可。这样既节省发送功率，还可节省一半传输频带，这种方式称为单边带调制。n产生SSB信号的方法有两种：滤波法和相移法。 ttmttmtsccSSBsin)(21cos)(21)(通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统uSSB信号的解调u SSB信号的解调和DSB一样，不能采用简单的包络检波

11、，由于SSB信号也是抑制载波的已调信号，它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以仍需采用相关解调。uSSB信号的性能uSSB信号的实现比AM、DSB要复杂，但SSB调制方式在传输信息时，不仅可节省发射功率，而且它所占用的频带宽度比AM、DSB减少了一半。它目前已成为短波通讯中一种重要的调制方式。通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n4.1.5 线性调制的普通模型线性调制的普通模型n滤波法模型滤波法模型n在前几节的讨论根底上，可以归纳出滤波法线性在前几节的讨论根底上，可以归纳出滤波法线性调制的普通模型如下：调制的普通模型如下： n按照此模型得到的输

12、出信号时域表示式为：按照此模型得到的输出信号时域表示式为：n按照此模型得到的输出信号频域表示式为：按照此模型得到的输出信号频域表示式为：n式中，式中，n只需适中选择只需适中选择H( )，便可以得到各种幅度调制信号。，便可以得到各种幅度调制信号。)(cos)()(thttmtscm)()()(21)(HMMSccm)()(thH通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n4.1.6 相关解调与包络检波n相关解调n相关解调器的普通模型 n相关解调器原理：为了无失真地恢复原基带信号，接纳端必需提供一个与接纳的已调载波严厉同步同频同相的本地载波称为相关载波，它

13、与接纳的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量，即可得到原始的基带调制信号。通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统u包络检波u适用条件：AM信号，且要求|m(t)|max A0 ，u包络检波器构造：u通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。例如，u性能分析u设输入信号是 u 选择RC满足如下关系u 式中fH 调制信号的最高频率u在大信号检波时普通大于0.5 V，二极管处于受控的开关形状，检波器的输出为u隔去直流后即可得到原信号m(t)。 ttmAtscAMcos)()(0cHfRCf /1 0( )dstAm t通信原理通信原理电子信息工程学院电

14、子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统l4.2 线性调制系统的抗噪声性能线性调制系统的抗噪声性能l4.2.1 分析模型分析模型l图中图中 sm (t) 已调信号已调信号l n(t) 信道加性高斯白噪声信道加性高斯白噪声l ni (t) 带通滤波后的噪声带通滤波后的噪声l m(t) 输出有用信号输出有用信号l no(t) 输出噪声输出噪声通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统u噪声分析uni(t)为平稳窄带高斯噪声，它的表示式为u由于u式中 Ni 解调器输入噪声的平均功率u设白噪声的单边功率谱密度为n0，带通滤波器是高度为1、带宽为B的理

15、想矩形函数，那么解调器的输入噪声功率为ttnttntnsci00sin)(cos)()(isciNtntntn)()()(222BnNi0通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统u解调器输出信噪比定义解调器输出信噪比定义u输出信噪比反映了解调器的抗噪声性能。输出信噪比反映了解调器的抗噪声性能。显然，输出信噪比越大越好。显然，输出信噪比越大越好。u制度增益定义：制度增益定义：u用用G便于比较同类调制系统采用不同解调器时的性便于比较同类调制系统采用不同解调器时的性能。能。uG 也反映了这种调制制度的优劣。也反映了这种调制制度的优劣。u式中输入信噪比式中输

16、入信噪比Si /Ni 的定义是：的定义是：2oo2oo( )( )Sm tNn t解调器输出有用信号的平均功率解调器输出噪声的平均功率iiNSNSG/00)()(22tntsNSimii功率解调器输入噪声的平均平均功率解调器输入已调信号的通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n4.2.2 DSB调制系统的性能nDSB相关解调抗噪声性能分析模型 n 由于是线性系统，所以可以分别计算解调器输出的信号功率和噪声功率。 ( )ms t LPF BPF )(tn ( )ms t )(tni )(tno o( )m t cosct 通信原理通信原理电子信息工程

17、学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统u噪声功率计算噪声功率计算u设解调器输入信号为设解调器输入信号为u与相关载波与相关载波cos ct相乘后，得相乘后，得u经低通滤波器后，输出信号为经低通滤波器后，输出信号为u因此，解调器输出端的有用信号功率为因此，解调器输出端的有用信号功率为ttmtscmcos)()(ttmtmttmcc2cos)(21)(21cos)(2o1( )( )2m tm t22oo1( )( )4Sm tm t通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统解调器输入端的窄带噪声可表示为它与相关载波相乘后，得经低通滤波器后

18、，解调器最终的输出噪声为故输出噪声功率为或写成ttnttntncsccisin)(cos)( )(tttnttnttnccscccicossin)(cos)(cos)(2sin)(2cos)(21)(21ttnttntncsccco1( )( )2cn tn t22oo1( )( )4cNn tn t2o0111( )444iiNn tNn B通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统u信号功率计算信号功率计算u解调器输入信号平均功率为解调器输入信号平均功率为u信噪比计算信噪比计算u输入信噪比输入信噪比u输出信噪比输出信噪比)(21cos)()(222

19、tmttmtsScmiBntmNSii02)(2122oo01( )( )414im tSm tNn BN通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统u制度增益制度增益u由此可见，由此可见，DSB调制系统的制度增益为调制系统的制度增益为2。也就是说，。也就是说，DSB信号的解调器使信噪比改信号的解调器使信噪比改善一倍。这是由于采用相关解调，使输入噪善一倍。这是由于采用相关解调，使输入噪声中的正交分量被消除的缘故。声中的正交分量被消除的缘故。ooS/1/S BiiSNGSNoo/2/DSBiiSNGSNooAMAM/22/3iiSNGSN通信原理通信原理电

20、子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统l 4.3 非线性调制角度调制的原理非线性调制角度调制的原理l 前言前言l角度调制：频率调制和相位调制的总称。角度调制：频率调制和相位调制的总称。l频率调制简称调频频率调制简称调频(FM)，相位调制简称调，相位调制简称调相相(PM)。l这两种调制中，载波的幅度都坚持恒定，而这两种调制中，载波的幅度都坚持恒定，而频率和相位的变化都表现为载波瞬时相位的频率和相位的变化都表现为载波瞬时相位的变化。变化。l已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频搬移，而是频谱的非

21、线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。性调制。l与幅度调制技术相比，角度调制最突出的优与幅度调制技术相比，角度调制最突出的优势是其较高的抗噪声性能。势是其较高的抗噪声性能。 通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n4.3.1角度调制的根本概念 nFM和PM信号的普通表达式n角度调制信号的普通表达式为n式中，A 载波的恒定振幅； n ct +(t) (t) 信号的瞬时相位；n (t) 瞬时相位偏移。ndct +(t)/dt = (t) 称为瞬时角频率nd(t)/dt 称为瞬时频偏。)(

22、cos)(ttAtscm通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统u相位调制相位调制(PM)：瞬时相位偏移随调制信号作线性：瞬时相位偏移随调制信号作线性变化，即变化，即u式中式中Kp 调相灵敏度，含义是单位调制信号调相灵敏度，含义是单位调制信号幅度引起幅度引起PM信号的相位偏移量，单位是信号的相位偏移量，单位是rad/V。u将上式代入普通表达式将上式代入普通表达式uu得到得到PM信号表达式信号表达式)()(tmKtp)(cos)(tmKtAtspcPM)(cos)(ttAtscm通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模

23、拟调制系统u频率调制频率调制(FM)：瞬时频率偏移随调制信号成比例：瞬时频率偏移随调制信号成比例变化，即变化，即u式中式中 Kf 调频灵敏度，单位是调频灵敏度，单位是rad/s V。 u这时相位偏移为这时相位偏移为u将其代入普通表达式将其代入普通表达式u得到得到FM信号表达式信号表达式)()(tmKdttdf( )( )ftKmd( )cos( )FMcfstAtKmd)(cos)(ttAtscm通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统p用单音频信号对载波进展频率调制时，将p代入p得到FM信号的表达式p式中p调频指数，表示最大的相位偏移pp最大角频偏

24、 p 最大频偏。 ( )coscos2mmmmm tAtAf tFM( )coscoscfmmstAtK Ad ( )cos( )FMcfstAtKmdcosncfmAtm sitfmfmmmK AfmffmK Afmfmf 通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统uPM 信号和FM 信号波形u (a) PM 信号波形 (b) FM 信号波形 通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n4.3.2 窄带调频NBFMn定义：假设FM信号的最大瞬时相位偏移满足下式条件n 那么称为窄带调频；反之，称为宽带调频。）（

25、或 5 . 06)(tfdmK调频信号的带宽调频信号的带宽当mf 1以后，取边频数n = mf + 1即可。由于n mf + 1以上的边频幅度均小于0.1。被保管的上、下边频数共有2n = 2(mf + 1)个，相邻边频之间的频率间隔为fm，所以调频波的有效带宽为它称为卡森Carson公式。 )(2) 1(2mmfFMfffmBmkHzkHzkHzkHz作kHzkHzkHzkHz通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统p当mf 1时，上式可以近似为p这就是宽带调频的带宽。p当恣意限带信号调制时，上式中fm是调制信号的最高频率， mf是最大频偏 f 与

26、 fm之比。p例如，调频广播中规定的最大频偏f为75kHz，最高调制频率fm为15kHz，故调频指数mf 5，由上式可计算出此FM信号的频带宽度为180kHz。mFMfB2)( 2) 1( 2mmfFMfffmBfBFM 2通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统l4.4调频系统的抗噪声性能调频系统的抗噪声性能l重点讨论重点讨论FM非相关解调时的抗噪声性能非相关解调时的抗噪声性能l分析模型分析模型ll图中图中 l n(t) 均值为零，单边功率谱密均值为零，单边功率谱密度为度为n0的高斯白噪声的高斯白噪声 FM( )st BPF )(tn )(tSi

27、)(tni LPF )(tno o( )m t 限幅 鉴频 通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n4.4.1 输入信噪比 n设输入调频信号为n故其输入信号功率为n输入噪声功率为n式中，BFM 调频信号的带宽，即带通滤波器的带宽n因此输入信噪比为FM( )cos( )tcFstAtKmd2/2ASiFMiBnN0FMiiBnANS022通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n4.4.2 大信噪比时的解调增益n在输入信噪比足够大的条件下，信号和噪声的相互作用可以忽略，这时可以把信号和噪声分开来计算。n计算

28、输出信号平均功率n输入噪声为0时，解调输出信号为 n故输出信号平均功率为o( )( )dfm tK K m t222oo( )( )dfSm tK Km t通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统 由图可见，鉴频器输出噪声的功率谱密度已不再是均匀分布，而是与 f 2成正比。该噪声再经过低通滤波器的滤波，滤除调制信号带宽fm以外的频率分量，故最终解调器输出LPF输出的噪声功率图中阴影部分为 2220o222302483mmmmffddffdmK nNPf dff dfAK n fAu计算输出噪声平均功率通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第

29、第4章章 模拟调制系统模拟调制系统u计算输出信噪比u于是，FM非相关解调器输出端的输出信噪比为u简明情况u思索m(t)为单一频率余弦波时的情况，即 u这时的调频信号为u式中u将这些关系代入上面输出信噪比公式，u得到：222o23o03( )8fmA K m tSNn fttmmcos)(sincos)(tmtAtsmfcFMffmmmKfmf22oo03/22fmSAmNn f通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统u制度增益u思索在宽带调频时，信号带宽为 u所以，上式还可以写成u当mf 1时有近似式u 上式结果阐明，在大信噪比情况下，宽带调频系统的

30、制度增益是很高的，即抗噪声性能好。例如，调频广播中常取mf = 5 ，那么制度增益GFM = 450 。也就是说，加大调制指数，可使调频系统的抗噪声性能迅速改善。2ooFMFM/3/2fiimSNBGmSNf)(2) 1(2mmfFMfffmB23(1)FMffGmm33FMfGm通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统u调频系统与调幅系统比较u在大信噪比情况下，AM信号包络检波器的输出信噪比为uu假设设AM信号为100%调制。且m(t)为单频余弦波信号，那么m(t)的平均功率为 u因此u式中，B为AM信号的带宽，它是基带信号带宽的两倍，即B = 2

31、fm，故有u将两者相比，得到2oo0( )Sm tNn B22( )2Am t 2oo0/2SANn B2oo0/22mSANn foo2FMooAM/3/fSNmSN通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统p讨论p在大信噪比情况下，假设系统接纳端的输入A和n0一样，那么宽带调频系统解调器的输出信噪比是调幅系统的3mf2倍。例如，mf =5时，宽带调频的S0 /N0是调幅时的75倍。p调频系统的这一优越性是以添加其传输带宽来换取的。由于，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

32、倍。p WBFM信号的传输带宽BFM与AM 信号的传输带宽BAM之间的普通关系为oo2FMooAM/3/fSNmSNFMAM2(1)(1)fmfBmfmB通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统当mf 1时，上式可近似为故有在上述条件下，变为可见，宽带调频输出信噪比相对于调幅的改善与它们带宽比的平方成正比。调频是以带宽换取信噪比的改善。FMAM2(1)(1)fmfBmfmBFMAMfBm BFMAMfBmB2ooFMFMooAMAM/3/SNBSNBoo2FMooAM/3/fSNmSN通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调

33、制系统模拟调制系统结论：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添加而提高。但是，FM系统以带宽换取输出信噪比改善并不是无尽头的。随着传输带宽的添加，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。通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n4.4.3 小信噪比时的门限效应n当(Si /Ni)低于一定数值时，解调器的输出信噪比(So /No)急剧恶化，这种景象称为调频信号解调的门限效应。 n门限值 出现门限效应时所对应的输入信噪比值

34、称为门限值，记为(Si /Ni) b。通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统u右图画出了单音调制时在不同u调制指数下，调频解调器的输u出信噪比与输入信噪比的关系u曲线。 u由此图可见u门限值与调制指数mf 有关。u mf 越大，门限值越高。不过u不同mf 时，门限值的变化不u大，大约在811dB的范围内u变化，普通以为门限值为10 dB左右。u在门限值以上时， (So /No)FM与(Si /Ni)FM呈线性关系，且mf 越大，输出信噪比的改善越明显。 通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统p在门限值以

35、下时， (So /No)FM将随(Si /Ni)FM的下降而急剧下降。且mf越大， (So /No)FM下降越快。p门限效应是FM系统存在的一个实践问题。尤其在采用调频制的远间隔通讯和卫星通讯等领域中，对调频接纳机的门限效应非常关注，希望门限点向低输入信噪比如向扩展。p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响解调器，它们的门限比普通鉴频器的门限电平低610dB。p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。 通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院调制方式传输带宽设备复杂程度主要应用AM2fm简单中短波无线电广

36、播DSB2fm中等应用较少SSBfm复杂短波无线电广播、话音频分复用、载波通信、数据传输VSB略大于fm 近似SSB复杂电视广播、数据传输FM中等超短波小功率电台（窄带FM）；调频立体声广播等高质量通信（宽带FM）第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统l4.5 各种模拟调制系统的比较各种模拟调制系统的比较oo/SNoo0AM13imSSNn foo0DSBimSSNn foo0SSBimSSNn fmffm) 1(22oo0FM32ifmSSmNn f通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n抗噪声性能抗噪声性能n WBFM抗噪声性能最好，抗噪声性能最

37、好，nDSB、SSB、VSB抗噪声抗噪声n性能次之，性能次之，AM抗噪声性抗噪声性n能最差。能最差。n右图画出了各种模拟调制右图画出了各种模拟调制n系统的性能曲线系统的性能曲线,图中的圆图中的圆n点表示门限点。点表示门限点。n门限点以下，曲线迅速下跌；门限点以上，门限点以下，曲线迅速下跌；门限点以上，DSB、SSB的信噪比比的信噪比比AM高高4.7dB以上，而以上，而FMmf = 6的信噪比比的信噪比比AM高高22dB。n当输入信噪比较高时，当输入信噪比较高时，FM的调频指数的调频指数mf越大，越大，抗噪声性能越好。抗噪声性能越好。通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统n频带利用率频带利用率n SSB的带宽最窄，其频带利用率最高；的带宽最窄，其频带利用率最高；FM占用的带宽随调频指数占用的带宽随调频指数mf的增大而增大，的增大而增大，其频带利用率最低。可以说，其频带利用率最低。可以说，FM是以牺牲有是以牺牲有效性来换取可靠性的。因此，效性来换取可靠性的。因此， mf值的选择要从值的选择要从通讯质量和带宽限制