第五章模拟调制

第五章模拟调制电气学院电子工程系林霏lfsdu123@126.com

机电楼B2102研究目标通过分析调制解调原理、性能，得到的结论为我们分析设计实际通信系统时提供理论依据，可以根据实际要求设计出合理的通信系统。34学习时需明确以下几方面1.什么是调制？什么是载波调制？2.为什么要进行调制？3.如何实现调制解调？原理(时域、频域、带宽、调制器解调器的构成等)AM、DSB、SSB、VSB（线性调制）FM、PM（非线性调制）4.不同调制方式性能如何？带宽与输出信噪比，调制效率，电路复杂度等5.应用5重点难点(1)AM、DSB-SC、SSB-SC原理、信号表达式、波形特点、调幅指数、调制效率、调制解调方法（相干/非相干）、频谱分析、带宽计算、抗噪声性能分析（非相干解调只考虑大信噪比情形）。VSB的原理、频谱特征、残留边带滤波器的特点、调制解调方法6重点难点(2)PM、FM的原理、信号表达式、调制指数、相位偏移、频率偏移、PM和FM的关系。卡森公式。窄带调角的信号表达式及其频谱。调频方法（直接调频、间接调频）。定性了解鉴频方法（普通鉴频器、锁相鉴频器）。FM在大信噪比下的信噪比分析。输出噪声的抛物线特征。FDM的原理和典型应用实例。7目录（1）5.1幅度调制（线性调制）的原理

5.1.1调幅

5.1.2双边带调制5.1.3单边带调制5.1.4残留边带调制5.1.5线性调制的一般模型5.1.6相干解调与包络检波5.2线性调制系统的抗噪声性能

5.2.1分析模型

5.2.2DSB调制系统的性能5.2.3SSB调制系统的性能5.2.4AM包络检波的性能8目录（2）5.3角度调制（非线性调制）的原理

5.3.1角度调制的基本概念

5.3.2窄带调频5.3.3宽带调频5.3.4调频信号的产生与解调5.4调频系统的抗噪声性能

5.4.1输入信噪比

5.4.2大信噪比时的解调增益5.4.3小信噪比时的门限效应5.4.4预加重和去加重9目录（3）5.5各种模拟调制系统的比较5.6频分复用和调频立体声

5.6.1频分复用

5.6.2调频立体声广播5.7小结10调制的定义和分类(1)调制目的：将原始电信号变换成频带适合信道传输的信号方式：按调制信号的变化规律去改变载波的某些参数作用：频谱搬移，多路影响系统的传输有效性和可靠性调制信号：原始基带信号载波：携带调制信号的信号

正弦波调制：正弦型信号作为载波脉冲调制：脉冲串作为载波

模拟调制：调制信号取值连续数字调制：调制信号取值离散

正弦波模拟调制正弦波数字调制脉冲模拟调制脉冲数字调制11调制的定义和分类(2)正弦波模拟调制调制信号：模拟信号载波：连续正弦波

已调信号~线性调制角度调制/非线性调制12调制的作用调制的作用实现信号的频谱搬移，适应在频带信道内的传输；当频带信道带宽远大于信号带宽时，可以将多路基带信号调制到互不重叠的频带上，充分利用信道带宽，实现频分复用（FDM）；不同的调制方式具有不同的有效性和可靠性（如FM的可靠性好而有效性差，AM有效性好而可靠性差），可以根据需要选用合适的调制方法。135.1幅度调制（线性调制）的原理幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号做线性变化的过程。表示式：设：正弦型载波为 式中，A—载波幅度；

c—载波角频率；

0—载波初始相位（以后假定0

＝0）。则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示成

式中，m(t)—基带调制信号。145.1幅度调制（线性调制）的原理

已调信号的频谱是调制信号频谱的线性搬移。线性调制

时域

频域155.1幅度调制（线性调制）的原理频谱设调制信号m(t)的频谱为M()，则已调信号的频谱为在波形上，已调信号的幅度随基带信号的规律而正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移(精确到常数因子)。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。“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。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。

165.1.1调幅（AM）时域表示式 式中 m(t)－调制信号，均值为0；

A0－常数，表示叠加的直流分量。频谱：若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为 若m(t)为随机信号，则已调信号的频域表示式必须用功率谱描述17波形图波形图由波形可以看出，当满足条件：

|m(t)|A0

时，其包络与调制信号波形相同， 因此用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。否则，出现“过调幅”现象。这时用 包络检波将发生失真。但是，可以 采用其他的解调方法，如同步检波。

18频谱图频谱图AM信号的频谱由

载频分量 上边带 下边带 三部分组成。上边带的频谱结构与原调制 信号的频谱结构相同，下边 带是上边带的镜像。

载频分量载频分量上边带上边带下边带下边带19AM信号的特性AM信号的特性带宽：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：功率： 当m(t)为确知信号时， 若 则 式中 Pc=A02/2 －载波功率， －边带功率。20调制效率调制效率 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（用于传输有用信息的边带功率）占信号总功率的比例称为调制效率： 当m(t)=Amcosmt时，

当|m(t)|max=A0时（100％调制），调制效率最高，这时

max

＝1/321解调解调是调制的逆过程，其作用是从接收的已调信号中恢复原基带信号。调制的方法相干解调（同步检波）；非相干解调（包络检波）22相干解调相干解调相干解调器的一般模型相干解调器原理：为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（称为相干载波），它与接收的已调信号相乘后，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。23AM信号的相干解调24

电路由二极管D、电阻R和电容C组成。RC满足条件：这时，包络检波器的输出与输入信号的包络十分相近，即：

包络检波25AM的优缺点优点：检波器简单，接收设备简单缺点：调制效率低：P=Pc+Ps,带宽大：BAM=？如何改进？265.1.2抑制载波的双边带调制（DSB-SC）时域表达式：无直流分量A0频谱：无载频分量27DSB的波形和频谱包络不再与调制信号的变化规律一致所需传输带宽仍是调制信号带宽的两倍28例2例2已知调制信号，载波，采用DSB调制方式，试写出DSB信号的表达式并画出已调信号通过包络检波器后的输出波形。【问题解答】已调信号波形为：DSB信号经过包络检波器之后的输出波形为：29DSB的特性包络不再与调制信号的变化规律一致；所需带宽仍然是调制信号带宽的两倍；调制效率达到100％；优点：节省了载波功率；缺点：不能用包络检波，需用相干检波，较复杂。30DSB信号只能采用相干解调，则乘法器输出为：经低通滤波器滤除高次项，得

sDSB(t)DSB信号的解调高频部分315.1.3单边带调制（SSB）原理：双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频谱M()的所有频谱成分，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。

产生SSB信号的方法有两种：滤波法和相移法。32滤波法及SSB信号的频域表示(1)滤波法及SSB信号的频域表示滤波法的原理方框图－用边带滤波器，滤除不要的边带:

3334滤波法及SSB信号的频域表示(2)滤波法的技术难点滤波特性很难做到具有陡峭的截止特性；当调制信号中含有直流及低频分量时滤波法就不适用了。35希尔伯特变换（1）希尔伯特（Hilbert）变换给定实值函数x(t)，则其复形式为：其中，实部为原实值函数x(t)，虚部为x(t)的希尔伯特变换，有：36希尔伯特变换（2）希尔伯特（Hilbert）变换若X(ω)是x(t)的傅立叶变换，则的傅立叶变换为：希尔伯特变换可以看作是一个90度的移相器。37相移法及SSB信号的时域表示(1)以单频调制信号为例

载波为

保留上边带，则有 保留下边带，则有两式仅正负号不同38相移法及SSB信号的时域表示(2)将上两式合并：式中，“－”表示上边带信号，“+”表示下边带信号。希尔伯特变换：上式中Amsinmt可以看作是Amcosmt相移/2的结果。把这一相移过程称为希尔伯特变换，记为“^”，则有

这样，上式可以改写为39相移法及SSB信号的时域表示(3)SSB信号的时域表达式SSB信号平均功率40相移法SSB调制器方框图41SSB信号的性能SSB信号的实现比AM、DSB要复杂；SSB调制方式在传输信息时，不仅可节省发射功率所占用的频带宽度比AM、DSB减少了一半。42SSB信号的解调SSB信号的解调SSB信号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，所以不能采用包络检波法，仍需采用相干解调。

43乘法器输出为：经低通滤波后的解调输出为高频部分445.1.4残留边带（VSB）调制原理：残留边带调制是介于SSB与DSB之间的一种折中方式，它既克服了DSB信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB信号实现中的困难。在这种调制方式中，不像SSB那样完全抑制DSB信号的一个边带，而是逐渐切割，使其残留—小部分，如下图所示：45调制方法调制方法：用滤波法实现残留边带调制的原理框图与滤波法SBB调制器相同。

46VSB信号的解调（1）VSB信号解调器方框图 图中 因为 根据频域卷积定理可知，乘积sp(t)对应的频谱为47VSB信号的解调（2）将代入得到式中M(+2c)及M(-2c)是搬移到+2c和-2c处的频谱，它们可以由解调器中的低通滤波器滤除。于是，低通滤波器的输出频谱为48VSB信号的解调（3）

显然，为了保证相干解调的输出无失真地恢复调制信号m(t)，上式中的传递函数必须满足： 式中，H

－调制信号的截止角频率。残留边带滤波器的特性H()在c处必须具有互补对称（奇对称）特性,相干解调时才能无失真地从残留边带信号中恢复所需的调制信号。

49VSB滤波器特性的两种形式残留边带滤波器特性的两种形式残留“部分上边带”的滤波器特性：下图(a)残留“部分下边带”的滤波器特性：下图(b)505.2线性调制系统的抗噪声性能

5.2.1分析模型要研究的问题：信道存在加性高斯白噪声时各种线性系统的抗噪性能。图中sm(t)－已调信号

n(t)－信道加性高斯白噪声

ni

(t)－带通滤波后的噪声

m(t)－输出有用信号

no(t)－输出噪声51解调器输出/入信噪比解调器输出信噪比定义：

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。解调器输入信噪比定义：52调制制度增益/信噪比增益调制制度增益定义：

同一调制方式，G越大，则调制器的抗噪声性能越好；用G便于比较同类调制系统采用不同解调器时的性能，G也反映了这种调制制度的优劣。53噪声分析噪声分析

ni(t)为平稳窄带高斯噪声，它的表示式为 或 由于 式中Ni

－解调器输入噪声的平均功率 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的理想矩形函数，则解调器的输入噪声功率为545.2.2DSB调制系统的性能DSB相干解调抗噪声性能分析模型由于是线性系统，所以可以分别计算解调器输出的信号功率和噪声功率。555.2.2DSB调制系统的性能DSB调制系统的性能x(t)y(t)BPF：56

解调器输入信号和噪声的平均功率为

解调器的输入信噪比为

输入信噪比57输出信号功率的计算输出信号功率的计算解调器输入信号为与相干载波cosct相乘后，得经低通滤波器后，输出信号为因此，解调器输出端的有用信号功率为58噪声功率的计算（1）噪声功率的计算解调器输入端的窄带噪声可表示为它与相干载波相乘后，得经低通滤波器后，解调器最终的输出噪声为59噪声功率的计算（2）故输出噪声功率为或写成60输出信噪比输出信噪比61调制制度增益制度增益结论：DSB信号的解调器使信噪比改善一倍。

62x(t)y(t)BPF：5.2.3SSB调制系统的性能63

解调器输入信号与噪声平均功率分别为

解调器的输入和输出信噪比为

输入信噪比64输出信号平均功率

SSB信号与相干载波相乘后，再经低通滤波可得解调器输出信号

输出信号平均功率65噪声功率

噪声功率为66输出信噪比单边带解调器的输出信噪比为：67调制制度增益的计算制度增益问题1：SSB的抗噪声性能比DSB系统差吗？那么：如何比较两种调制系统的抗噪声性能呢？68SSB和DSB的抗噪声性能比较相同的条件下，哪个系统解调器输出信噪比大，哪个系统的抗噪声性能好。结论：DSB与SSB系统具有相同的抗噪声性能。69VSB调制系统抗噪性能VSB调制系统抗噪性能的分析方法与上面类似。但是，由于所采用的残留边带滤波器的频率特性形状可能不同，所以难以确定抗噪性能的一般计算公式。705.2.4AM包络检波的性能包络检波器分析模型

检波输出电压正比于输入信号的包络变化。71输入信噪比计算设解调器输入信号为

解调器输入噪声为则解调器输入的信号功率、噪声功率及信噪比分别为

72包络的计算

解调器输入是信号加噪声的混合波形

包络为：相位为：73大信噪比情况下的分析（1）大信噪比情况 输入信号幅度远大于噪声幅度，即

74大信噪比情况下的分析（2）

有用信号与噪声独立地分成两项，因而可分别计算它们的功率。输出信号功率为：输出噪声功率为：故输出信噪比为75大信噪比情况下的分析（3）调制制度增益为：讨论：

1.AM信号的调制制度增益GAM随A0的减小而增加；

2.GAM总是小于1，这说明包络检波器对输入信噪比没有改善，而是恶化了；

3.采用同步检测法解调AM信号时，得到的调制制度增益与上式给出的结果相同；

4.对于AM调制系统，在大信噪比时，采用包络检波器解调时的性能与同步检测器时的性能几乎一样。76小信噪比情况下的分析（1）小信噪比情况 此时，输入信号幅度远小于噪声幅度，即 包络 变成

其中R(t)和(t)代表噪声的包络及相位：77小信噪比情况下的分析（2）因为所以，可以把E(t)进一步近似：此时基带信号无法与噪声分开，有用信号‘淹没’在噪声之中。输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化，通常把这种现象称为解调器的门限效应。开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。

78小信噪比情况下的分析（3）讨论

1.门限效应是由包络检波器的非线性解调作用引起的。

2.用相干解调的方法解调各种线性调制信号时不存在门限效应。原因是信号与噪声可分别进行解调，解调器输出端总是单独存在有用信号项。

3.在大信噪比情况下，AM信号包络检波器的性能几乎与相干解调法相同。但当输入信噪比低于门限值时，将会出现门限效应，这时解调器的输出信噪比将急剧恶化，系统无法正常工作。79调制系统带宽调制制度增益G输出信噪比门限效应应用DSB相干解调2fH2无SSB相干解调fH1无AM大信噪比包络检波2fH有AM相干解调无805.3非线性调制（角度调制）的原理前言频率调制简称调频(FM)，相位调制简称调相(PM)。这两种调制中，载波的幅度都保持恒定，而频率和相位的变化都表现为载波瞬时相位的变化。角度调制：频率调制和相位调制的总称。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，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。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。

815.3.1角度调制的基本概念

FM和PM信号的一般表达式 角度调制信号的一般表达式为

式中，A

－载波的恒定振幅；

(t)=[ct+(t)]－信号的瞬时相位；

(t)－瞬时相位偏移。d[ct+(t)]/dt=(t)－称为瞬时角频率d(t)/dt

－称为瞬时频率偏移。82相位调制相位调制(PM)：瞬时相位偏移随调制信号作线性变化，即 式中Kp

－调相灵敏度，含义是单位调制信号幅度引起PM信号的相位偏移量，单位是rad/V。 一般表达式

得到PM信号表达式83频率调制频率调制(FM)：瞬时频率偏移随调制信号成比例变化，即 式中Kf－调频灵敏度，单位是rad/(sV)。 这时相位偏移为 将其代入一般表达式

得到FM信号表达式84PM与FM的区别PM与FM的区别可见，PM是相位偏移随调制信号m(t)线性变化，FM是相位偏移随m(t)的积分呈线性变化。如果预先不知道调制信号m(t)的具体形式，则无法判断已调信号是调相信号还是调频信号。85单音调制FM与PM（1）单音调制FM与PM

设调制信号为单一频率的正弦波，即用它对载波进行相位调制时，将上式代入

得到

式中，mp=KpAm

－调相指数，表示最大的相位偏移。86单音调制FM与PM（2）用它对载波进行频率调制时，将 代入 得到FM信号的表达式 式中 －调频指数，表示最大的相位偏移

－最大角频偏－最大频偏。

87单音调制FM与PM（3）PM信号和FM信号波形

(a)PM信号波形(b)FM信号波形88FM与PM之间的关系（1）FM与PM之间的关系如果将调制信号先微分，而后进行调频，则得到的是调相波，这种方式叫间接调相；如果将调制信号先积分，而后进行调相，则得到的是调频波，这种方式叫间接调频。

89FM与PM之间的关系（2）方框图

（a）直接调频（b）间接调频(c)直接调相(d)间接调相90例子已知角调波为若为PM波，且Kp=2rad/V，求m(t);若为FM波，且Kf=2rad/(s.V)，求m(t)与最大频偏。915.3.2窄带调频定义：如果FM信号的最大瞬时相位偏移满足下式条件

则称为窄带调频；反之，称为宽带调频。NBFM(NarrowBandFrequency

Modulation)WBFM(Wide

BandFrequency

Modulation)92时域表达式时域表示式 将FM信号一般表示式展开得到当满足窄带调频条件时，简化为193频域表达式频域表示式

94NBFM和AM信号频谱的比较(1)NBFM和AM信号频谱的比较带宽相同，均为调制信号最高频率的两倍;NBFM的两个边频分别乘了因式[1/(-c)]和[1/(+c)]，引起调制信号频谱的失真。NBFM的一个边带和AM反相。95NBFM和AM信号频谱的比较(2)频谱图965.3.3宽带调频调频信号表达式(以单音调制信号为例)单音调制信号为：

单音调制FM信号的时域表达式为：单音调制FM信号的频域表达式为：97贝塞尔函数~第一类n阶贝塞尔函数98Jn(mf)曲线99单音调制FM信号的频域表达式讨论：调频信号的频谱由载波分量c和无数边频(cnm)组成。当n=0时是载波分量c

，其幅度为AJ0(mf)当n0时是对称分布在载频两侧的边频分量(cnm)

，其幅度为AJn(mf)，相邻边频之间的间隔为m；且当n为奇数时，上下边频极性相反；当n为偶数时极性相同。FM信号的频谱不再是调制信号频谱的线性搬移，而是一种非线性过程。

100例子101卡森公式（1）

一个广泛用来计算调频波频带宽度的公式为卡森公式，如下：保留了mf+1个边频，其他边频幅度小于载波幅度的10%（即Jn(mf)在n>mf+1时小于0.1）。102卡森公式（2）103例子调频广播中，基带信号带宽为15kHz，调频指数为5，最大频偏与FM信号带宽为多少？104调频信号的功率分配已调信号总功率：载频功率：边频功率：调制信号不提供功率，但可以控制功率的分配.1055.3.4调频信号的产生与解调

1.调频信号的产生（实现V-f变换）（1）直接法

就是利用调制信号直接控制振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化。振荡频率由外部电压控制的振荡器叫做压控振荡器（VCO），它的输出频率正比于所加的控制电压，即106调频信号的产生－间接调频间接调频原理：先将调制信号积分，然后对载波进行调相，即可产生一个窄带调频(NBFM)信号，再经n次倍频器得到宽带调频(WBFM)信。107调频信号的解调－非相干解调（1）非相干解调：调频信号的一般表达式为

解调器的输出应为完成这种频率-电压转换关系的器件是频率检波器，简称鉴频器。鉴频器的种类很多，例如振幅鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器、正交鉴频器、斜率鉴频器、频率负反馈解调器、锁相环(PLL)鉴频器等。108调频信号的解调－非相干解调（2）振幅鉴频器方框图图中，微分电路和包络检波器构成了具有近似理想鉴频特性的鉴频器。限幅器的作用是消除信道中噪声等引起的调频波的幅度起伏109调频信号的解调－非相干解调（3）

微分器的作用是把幅度恒定的调频波sFM(t)变成幅度和频率都随调制信号m(t)变化的调幅调频波sd(t)，即 包络检波器则将其幅度变化检出并滤去直流，再经低通滤波后即得解调输出 式中Kd

为鉴频器灵敏度，单位为V/rad/s110调频信号的解调－相干解调（1）相干解调：相干解调仅适用于NBFM信号 由于NBFM信号可分解成同相分量与正交分量之和，因而可以采用线性调制中的相干解调法来进行解调，如下图所示。111调频信号的解调－相干解调（2）设窄带调频信号并设相干载波则相乘器的输出为经低通滤波器取出其低频分量再经微分器，即得解调输出可见，相干解调可以恢复原调制信号。1125.4调频系统的抗噪声性能重点讨论FM非相干解调时的抗噪声性能分析模型

n(t)－均值为零，单边功率谱密度为n0的高斯白噪声

;

BPF抑制调频信号带宽以外的噪声;

限幅器消除信道中噪声和其他原因引起的调频波的幅度起伏。113输入信噪比

输入调频信号为输入信号功率为输入噪声功率为式中，BFM

－调频信号的带宽，即带通滤波器的带宽因此输入信噪比为1145.4.2大信噪比时的解调增益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。计算输出信号平均功率 输入噪声为0时，解调输出信号为 输出信号平均功率为115输出噪声平均功率(1)

假设调制信号m(t)=0，则加到解调器输入端的是未调载波与窄带高斯噪声之和，即 式中

116输出噪声平均功率(2)在大信噪比时，即A>>nc(t)和A>>ns(t)时，相位偏移近似为当x<<1时，有arctanx

x，由于鉴频器的输出正比于输入的频率偏移，故鉴频器的输出噪声为117输出噪声平均功率(3)

理想微分电路的功率传输函数为

鉴频器输出噪声nd(t)的功率谱密度为1180BFM/2ffBFMfc0BFM/2f0fmf-fmLPF输出噪声鉴频器输出噪声窄带噪声的正交分量解调器输入端的窄带噪声119输出噪声平均功率(4)

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f2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120输出信噪比思考：输出噪声功率和哪些因素有关？

输出信噪比和哪些因素有关？121调制制度增益（1）大信噪比情况经推导可以得到：宽带调频系统制度增益为：122单一频率余弦波的分析（1）简明情况 若m(t)为单一频率余弦波，即 调频信号为 式中 将这些关系代入上面输出信噪比公式，得到：123单一频率余弦波的分析（2）制度增益 宽带调频时，信号带宽为 所以，上式还可以写成 当mf>>1时有近似式在大信噪比情况下，宽带调频系统的制度增益是很高的，即抗噪声性能好。124讨论加大调频指数,对GFM有何影响？对带宽有何影响？由带宽与GFM的关系可得出什么结论？通过增加带宽可以改善抗噪声性能，那么一直增加带宽，抗噪声性能是否能一直提高？为什么？比较AM与FM系统的性能(P.118-119)。125[例]设调频与调幅信号均为单音调制，调制信号频率为fm，调幅信号为100%调制。当两者的接收功率Si相等，信道噪声功率谱密度n0相同时，比较调频系统与调幅系统的抗噪声性能和带宽。（1）抗噪声性能比较126

由此可见，在高调频指数时，调频系统的输出信噪比远大于调幅系统。例如，mf=5时，宽带调频的So/No是调幅时的112.5倍。这也可理解成当两者输出信噪比相等时，调频信号的发射功率可减小到调幅信号的1/112.5。调频系统的这一优越性是以增加传输带宽来换取的（2）带宽比较：127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。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。1285.4.3小信噪比时的门限效应当(Si/Ni)低于一定数值时，解调器的输出信噪比(So/No)急剧恶化，这种现象称为调频信号解调的门限效应。门限值－出现门限效应时所对应的输入信噪比值称为门限值，记为(Si/Ni)b。1295.4.3小信噪比时的门限效应右图画出了单音调制时在不同 调制指数下，调频解调器的输 出信噪比与输入信噪比的关系 曲线。

由此图可见门限值与调制指数mf有关。

mf越大，门限值越高。不过 不同mf时，门限值的变化不 大，大约在8~11dB的范围内 变化，一般认为门限值为10dB左右。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。1305.4.3小信噪比时的门限效应在门限值以下时，(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。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。131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）5.5各种模拟调制系统的比较1325.5各种模拟调制系统的比较抗噪声性能

WBFM抗噪声性能最好，DSB、SSB、VSB抗噪声性能次之，AM抗噪声性能最差。右图画出了各种模拟调制