現(xiàn)代通信技術(shù)（第二版）課件 第二章模擬通信技術(shù)

第2章模擬通信技術(shù)重點與難點內(nèi)容調(diào)幅系統(tǒng)：AM、DSB、SSB、VSB信號的定義、產(chǎn)生原理；各種調(diào)幅波的波形及頻譜搬移情況；相干解調(diào)和非相干解調(diào)的區(qū)別；帶寬與調(diào)制信號之間的關(guān)系角度調(diào)制系統(tǒng)：FM、PM信號的定義，抗干擾性能。調(diào)頻波、調(diào)相波的瞬時頻率、瞬時相角與調(diào)制信號之間的對應(yīng)關(guān)系

2.1模擬信號的傳輸方式

在模擬通信系統(tǒng)中，與輸入信息相對應(yīng)的基帶信號一般不適宜在無線電信道中傳輸，而是要經(jīng)過某種變換后再經(jīng)過發(fā)射天線送入無線信道，這一變換過程稱為調(diào)制。調(diào)制是用基帶信號去改變高頻信號某個參量的過程。攜帶信息；適于在信道中傳輸。經(jīng)過調(diào)制的高頻信號有兩個基本特性：

高頻信號本身有如運載信息的工具，因此該高頻信號稱為載波，相應(yīng)的頻率稱為載頻。那么在接收端必須將已調(diào)的高頻信號進行反變換，以恢復(fù)出發(fā)送端欲傳遞的基本信號，這一變化過程稱為解調(diào)?？梢娦畔⒌陌l(fā)送、信息的恢復(fù)包含了兩個重要變換調(diào)制與解調(diào)2.1模擬信號的傳輸方式

調(diào)制是由無線電發(fā)射機完成的。發(fā)射機主要由載波發(fā)生器、調(diào)制器、必要的功率放大器和發(fā)射天線組成。天線載波產(chǎn)生器調(diào)制器功率放大器基帶信號

發(fā)射機組成框圖

解調(diào)是由無線電接收機完成的。接收機主要由接收天線、選頻放大器和解調(diào)器組成。

天線選頻放大器解調(diào)器基帶信號接收機組成框圖2.1模擬信號的傳輸方式

2.1.1調(diào)制的作用

1．提高輻射頻率——易于輻射

由天線理論可知，通信中一般采用半波振子的天線，其天線長度為波長的1/4,信號才可能被天線有效地輻射出去，而對于大多數(shù)基帶信號來說，其波長很長，以致使天線尺寸大到難以實現(xiàn)的地步。

調(diào)制過程可將基帶信號調(diào)制到較高的載頻上，由于載頻的波長較短，因此發(fā)射天線易于實現(xiàn)。比如:

手機傳遞語音信號，如果不調(diào)制，則天線尺寸很大很大；將手機語音信號調(diào)制到上千M的高頻信號，其基站天線和手機天線可以做的比較小。移動通信基站天線手機天線2.1模擬信號的傳輸方式

2.1.1調(diào)制的作用2．改變信號占用的帶寬——減小干擾

3．帶寬和信噪比互換——改善系統(tǒng)的性能一般說，寬帶通信系統(tǒng)具有較好的抗干擾性能。例如：調(diào)頻信號的傳輸帶寬比調(diào)幅信號的大，所以它的抗干擾性能比調(diào)幅高。因此，在實際應(yīng)用中，我們往往利用帶寬來換取信噪比的提高，帶寬和信噪比的互換就是由各種調(diào)制來完成的。2.1模擬信號的傳輸方式

2.1.2調(diào)制的分類

調(diào)制的種類很多，當控制載波某個參數(shù)變化的基帶信號（調(diào)制信號）是時間的連續(xù)函數(shù)時，這種類型的調(diào)制稱為模擬調(diào)制；當調(diào)制信號是數(shù)字信號的時候，被稱為數(shù)字調(diào)制。按照載波的形式不同，模擬調(diào)制可分為正弦波調(diào)制和脈沖調(diào)制兩大類。本章主要討論載波為高頻正弦波的連續(xù)波模擬調(diào)制。2.1模擬信號的傳輸方式

2.1.2調(diào)制的分類

模擬正弦波調(diào)制的載波是高頻正弦波。根據(jù)基帶信號所控制的正弦波參量—幅度、頻率、相位的不同，又可分為幅度調(diào)制（AM），頻率調(diào)制（FM）和相位調(diào)制（PM），它們分別表示正弦型載波的幅度，頻率和相位隨基帶信號作線性變化。模擬正弦波調(diào)制波形圖2.2幅度調(diào)制

幅度調(diào)制，就是高頻正弦波的幅度隨調(diào)制信號作線性變化的過程，是發(fā)送設(shè)備中不可缺少的部分。

與之相對應(yīng)，接收設(shè)備中必須有振幅解調(diào)電路，簡稱檢波器，它從已調(diào)的高頻振蕩中檢出原低頻信號。從信號頻譜分析角度看，調(diào)幅與檢波的實質(zhì)都是頻譜搬移，因此必須通過非線性器件才能實現(xiàn)。2.2幅度調(diào)制

2.2.1標準幅度調(diào)制AMAM調(diào)幅經(jīng)常用在收音機中，像在高頻(3-30MHz)中的國際短波廣播所使用的調(diào)制方式也是AM，甚至比調(diào)頻廣播更高頻率的航空導航通訊(116-136MHz)也是采用AM的方式。一般中波廣播(MW:MediumWave)采用了調(diào)幅(AM)的方式，在不知不覺中，MW及AM之間就劃上了等號。實際上MW只是諸多利用AM調(diào)制方式的一種廣播，只是我們?nèi)粘Ｋf的AM波段指的就是中波廣播(MW）。AM調(diào)制收音機航空通信塔2.2幅度調(diào)制

2.2.1標準幅度調(diào)制AM（1）調(diào)制過程

調(diào)幅過程可以看作是有兩個入端和一個輸出端的“黑盒子”。輸入端的兩個信號：一個是需要傳遞的原始信號稱為調(diào)制信號uΩ；另一個是未經(jīng)調(diào)制的高頻振蕩信號，稱為載波uc；輸出端為已調(diào)制信號，稱為調(diào)幅波u

。2.2幅度調(diào)制

2.2.1標準幅度調(diào)制AM設(shè)：

式中，Ω和F為調(diào)制信號uΩ的角頻率和頻率；ωc和fc為載波信號uc的角頻率和頻率。通常滿足ωc>>Ω，經(jīng)調(diào)制后，得到的調(diào)幅波可表示為：

式中，——稱為調(diào)幅波的調(diào)制系數(shù)或調(diào)幅度，它與UΩm、Ucm及調(diào)制電路的參數(shù)有關(guān)。2.2幅度調(diào)制

2.2.1標準幅度調(diào)制AM調(diào)幅器的輸入、輸出、電壓波形如圖AM信號形成示意圖2.2幅度調(diào)制

2.2.1標準幅度調(diào)制AM調(diào)幅波2.2幅度調(diào)制

2.2.1標準幅度調(diào)制AM（2）調(diào)制系數(shù)把已調(diào)波的包絡(luò)形狀即把已調(diào)信號

的峰點連接起來,與調(diào)制信號的波形相同，稱為不失真調(diào)制。調(diào)制系數(shù)的大小通?？芍苯訌氖静ㄆ魃蠝y量調(diào)幅波的波形而得到，測出調(diào)幅波包絡(luò)的最大值Ummax和最小值Ummin。2.2幅度調(diào)制

2.2.1標準幅度調(diào)制AM由兩式可以解出： 該式表示≤1。越大，表示Ummax與Ummin差別越大，即調(diào)制越深。若

>1，則已調(diào)波包絡(luò)形狀與調(diào)制信號不同，產(chǎn)生了嚴重失真，這種情況稱為過量調(diào)幅，要盡力避免。2.2幅度調(diào)制

2.2.1標準幅度調(diào)制AM（3）已調(diào)信號頻譜將調(diào)制輸出信號用三角公式展開得到：該式表明，單音信號調(diào)制的調(diào)幅波由三個頻率分量組成，即載頻分量fc，上邊頻分量fc+F和下邊頻分量fc-F，其頻譜如圖：該調(diào)幅波所占頻帶寬度為：Ba=2F(Hz)

或Ba=2Ω（rad/s）

2.2幅度調(diào)制

2.2.1標準幅度調(diào)制AM載波分量并不包含信息，調(diào)制信號的信息包含在上、下邊頻分量內(nèi)。邊頻分量的振幅反映了調(diào)制信號幅度的大小，邊頻分量的頻率雖屬高頻范疇，但卻反映了調(diào)制信號頻率的高低。實際的調(diào)制信號是比較復(fù)雜的，含有多個頻率，經(jīng)調(diào)制后，各頻率信號產(chǎn)生各自的上邊頻和下邊頻，疊加后形成了上邊頻帶和下邊頻帶。由于上、下邊頻帶幅度相等且成對出現(xiàn)，因此上、下邊頻帶的頻譜分布相對載波是對稱的。該調(diào)幅波所占據(jù)的頻帶寬度為Ba=2Ωmax或Ba=2Fmax。2.2幅度調(diào)制

2.2.1標準幅度調(diào)制AM由上面分析可知，調(diào)幅過程實質(zhì)上是一種頻譜的搬移過程，經(jīng)過調(diào)制后，調(diào)制信號的頻譜由低頻被搬移到載頻附近，成為上、下邊帶，這個結(jié)論在通信理論中稱為調(diào)制定理。調(diào)制定理的圖示2.2幅度調(diào)制

2.2.1標準幅度調(diào)制AM（4）調(diào)幅波功率

將調(diào)幅電壓加于電阻R上，則載波和上、下邊頻將會產(chǎn)生如下的平均功率：

式中

為載波功率，、

為上下邊頻功率2.2幅度調(diào)制

2.2.2雙邊帶調(diào)制DSB于是，調(diào)幅波在調(diào)制信號一個周期內(nèi)輸出的平均總功率為：

可見，在傳輸過程中，載波只是作為運載工具，它本身并不包含信息，信息只存在于邊頻之中。在式（2-5）中，當ma=1時，PAV的1/3是攜帶信息的，而2/3則為載波占有。而實際調(diào)幅波的平均調(diào)幅系數(shù)小于1，因此載波功率要占得更多，所以從功率利用率來看，這種振幅調(diào)制是很不經(jīng)濟的。2.2幅度調(diào)制

2.2.2雙邊帶調(diào)制DSB

經(jīng)過上面的分析，在標準雙邊帶調(diào)幅中，載波功率是無用的，因為載波不攜帶任何信息，信息完全由上、下邊頻傳送。所以，可以只發(fā)射上、下邊頻，而不發(fā)射載波，這種調(diào)制方式稱為抑制載波雙邊帶調(diào)幅，用DSB-SC表示。

這種已調(diào)輸出信號的數(shù)學表示式為：它可以看成是由調(diào)制信號uΩ和載波信號uc直接相乘而得到，即：式中K—為乘法器電路決定的常數(shù)。2.2幅度調(diào)制

2.2.2雙邊帶調(diào)制DSBDSB波形及頻譜

由頻譜圖可知道，DSB信號雖然節(jié)約了載波功率，但是它的頻帶寬帶仍然是調(diào)制信號帶寬的兩倍，與常規(guī)的AM信號的帶寬相同。

由于DSB上下的兩個邊帶是完全對稱的，它們所攜帶的信息相同，完全可以用一個邊帶來傳輸全部信息。這種傳輸方式除了能節(jié)約載波功率以外，還可以節(jié)省一半的傳輸頻帶，這就是單邊帶調(diào)制。2.2幅度調(diào)制

2.2.3單邊帶調(diào)制SSB

如前說講，雙邊帶信號包含一個上邊帶和一個下邊帶，從信息傳輸?shù)慕嵌葋碚f，這兩個邊帶信號攜帶著相同的信息，因此，只需傳送一個邊帶就夠了，可以是上邊帶也可以是下邊帶。這種只傳輸一個邊帶的調(diào)制方式稱為單邊帶調(diào)制，簡稱SSB。這種信號的數(shù)學表示式為：或單邊帶調(diào)制波形和頻譜如圖2.2幅度調(diào)制

2.2.3單邊帶調(diào)制SSBc.移相濾波法（混合法）

利用相移網(wǎng)絡(luò)，兩對平衡調(diào)幅器和低通濾波器，先后濾去載頻和一個邊帶。單邊帶信號的產(chǎn)生有三種方法：a.濾波法即用高選擇性的濾波器直接濾出已調(diào)信號中的一個邊帶，但要求濾波器具有陡峭特性。b.移相法將音頻信號和載頻信號經(jīng)過相移網(wǎng)絡(luò)得到兩個幅度相等，但相位相差90°的信號，然后進行調(diào)制，以得到所需要的單邊帶。單邊帶信號形成示意圖2.2幅度調(diào)制

2.2.4殘留邊帶調(diào)制VSB

單邊帶調(diào)制具有節(jié)省功率和頻帶等優(yōu)點，但難于產(chǎn)生單邊帶信號，尤其是在調(diào)制信號具有較低頻率分量時，上、下邊帶是連在一起的，實際上無法產(chǎn)生單邊帶信號。為了解決這個困難，人們采用殘留邊帶調(diào)制方式，用VSB表示。在這種方式中，不是將一個邊帶完全抑制掉，而是將被抑制的邊帶殘留一小部分。

在傳統(tǒng)模擬電視發(fā)射機中，圖象信號是調(diào)幅的，一般采用殘留邊帶制，下圖是電視圖象發(fā)射機的幅頻特性。載頻和上邊帶全部發(fā)射，下邊帶只將圖象中的低頻部分（小于0.75MHz）發(fā)射出去，高頻部分（虛線表示）被抑制了。電視圖像發(fā)射機的幅頻特性2.2幅度調(diào)制

2.2.5幅度調(diào)制信號的解調(diào)

而DSB和SSB信號的包絡(luò)由于它們都缺少一個載頻分量，不正比于調(diào)制信號，因此不能用包絡(luò)檢波，必須采用同步檢波。

在檢波器輸入端輸入已調(diào)信號us另加一解調(diào)參考信號uR,它的頻率和相位都與發(fā)射端的已調(diào)信號一樣，并保持同步變化，這樣就可檢出原調(diào)制信號。2.2幅度調(diào)制

2.2.6幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能已調(diào)信號在傳輸過程中會受到干擾，一種最常見的分析的就是在接收到的已調(diào)信號上線性疊加一個干擾，稱為加性干擾。加性干擾的來源主要是兩大類：

一類是突發(fā)脈沖干擾，對于已調(diào)信號來說，是突發(fā)性的，比如閃電、各種工業(yè)電火花、電路的瞬間通斷等；

另外一類是起伏干擾，對于已調(diào)信號來說是連續(xù)性的，來源于導體中電子的起伏變化、電阻的熱噪聲、宇宙天體的輻射等。

加性噪聲只對已調(diào)信號的接收產(chǎn)生影響，因而幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能可以用接收解調(diào)器的抗噪聲性能來進行衡量。模擬通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量主要用信噪比來衡量，因而我們主要考慮對已調(diào)信號產(chǎn)生連續(xù)影響的起伏干擾。（1）通信系統(tǒng)抗噪聲分析基本模型起伏干擾對解調(diào)器的影響模型如圖：

是已調(diào)信號，

是傳輸過程疊加的高斯白噪聲；經(jīng)過和

已調(diào)信號的帶寬相同的帶通濾波以后，

變成了窄帶的高斯白噪聲

。解調(diào)器輸出有用信號

和

噪聲。2.2幅度調(diào)制

2.2.6幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能2.2幅度調(diào)制

2.2.6幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能

在通信系統(tǒng)中常用解調(diào)器的輸出信噪比來衡量通信質(zhì)量，輸出信噪比定義為：

人們還常用信噪比增益G作為不同調(diào)制方式下解調(diào)器抗噪聲性能的度量。信噪比增益定義為：2.2幅度調(diào)制

2.2.6幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能

為輸入信號的信噪比，定義為：

顯然，輸出信噪比越高則解調(diào)器的抗噪聲性能越好。輸出信噪比與調(diào)制方式有關(guān)也與解調(diào)方式有關(guān)。2.2幅度調(diào)制

2.2.6幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能（2）同步檢波信號的的抗噪聲性能在對DSB、SSB、VSB已調(diào)信號進行解調(diào)只能采用同步檢波，同步檢波屬于線性解調(diào)，其模型如圖輸入解調(diào)器的噪聲的噪聲功率2.2幅度調(diào)制

2.2.6幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能（2）同步檢波信號的的抗噪聲性能③解調(diào)器的輸出噪聲信號：①DSB信號同步檢波的信噪比分析：②解調(diào)器的輸入信噪比2.2幅度調(diào)制

2.2.6幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能（2）同步檢波信號的的抗噪聲性能2.2幅度調(diào)制

2.2.6幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能（2）同步檢波信號的的抗噪聲性能得解調(diào)器的輸出信噪比：得信噪比增益G:可見，DSB經(jīng)過解調(diào)，信噪比改善了一倍，原因是，采用同步檢波，使輸入噪聲中的一個正交分量被消除的原因，抑制了噪聲。2.2幅度調(diào)制

2.2.6幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能（3）SSB信號同步檢波的信噪比分析SSB的解調(diào)方法與DSB相同，區(qū)別在BPF，SSB的帶通濾波器BPF帶寬是DSB的一半，故計算信噪比的方法相同，輸入、輸出的噪聲功率與DSB的一樣。解調(diào)器輸入信噪比：解調(diào)器輸出信噪比信噪比增益：2.2幅度調(diào)制

2.2.6幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能（3）SSB信號同步檢波的信噪比分析DSB信噪比增益比SSB大一倍，但不能得出DSB比SSB解調(diào)性能好的結(jié)論。因SSB信號所需帶寬僅是DSB的一半，在噪聲功率密度相同的情況下，DSB解調(diào)器的輸入噪聲功率是SSB的二倍，從而也使其輸出噪聲功率比SSB的大一倍，因此，盡管DSB的信噪比增益G比SSB的大，但他的實際解調(diào)性能不會優(yōu)于SSB。

標準的AM系統(tǒng)的性能，可以用同步檢波和包絡(luò)檢波兩種方法，情況比較復(fù)雜，這里就不作討論2.3角度調(diào)制

本節(jié)要介紹的是非線性調(diào)制，這種調(diào)制方式，雖然也需要完成頻譜搬移，但它所形成的信號頻譜不再保持原來基帶信號頻譜的結(jié)構(gòu)，而是基帶信號與已調(diào)信號頻譜之間存在著非線性變換關(guān)系，即頻率調(diào)制和相位調(diào)制。頻率調(diào)制是用調(diào)制信號去控制載波振蕩的頻率，使載波的瞬時頻率按調(diào)制信號的規(guī)律變化；相位調(diào)制是用調(diào)制信號去控制載波振蕩的相位，使載波的瞬時相位按調(diào)制信號的規(guī)律變化。這兩種調(diào)制都表現(xiàn)為載波振蕩的總相角受到調(diào)制，而幅度保持不變，故統(tǒng)稱為角度調(diào)制。2.3角度調(diào)制

2.3.1調(diào)角波的數(shù)學表達式（1）調(diào)頻波的數(shù)學表示式2.3角度調(diào)制

2.3.1調(diào)角波的數(shù)學表達式（1）調(diào)頻波的數(shù)學表示式2.3角度調(diào)制

2.3.1調(diào)角波的數(shù)學表達式（1）調(diào)頻波的數(shù)學表示式調(diào)頻波波形圖2.3角度調(diào)制

2.3.1調(diào)角波的數(shù)學表達式（2）調(diào)相波的數(shù)學表示式2.3角度調(diào)制

2.3.1調(diào)角波的數(shù)學表達式（2）調(diào)相波的數(shù)學表示式2.3角度調(diào)制

2.3.1調(diào)角波的數(shù)學表達式（2）調(diào)相波的數(shù)學表示式2.3角度調(diào)制

2.3.1調(diào)角波的數(shù)學表達式（2）調(diào)相波的數(shù)學表示式調(diào)相波形圖2.3角度調(diào)制

2.3.1調(diào)角波的數(shù)學表達式（2）調(diào)相波的數(shù)學表示式2.3角度調(diào)制

2.3.2調(diào)角波的頻譜結(jié)構(gòu)和帶寬2.3角度調(diào)制

2.3.2調(diào)角波的頻譜結(jié)構(gòu)和帶寬

在貝塞爾理論中，已證明存在下列關(guān)系：運算得：2.3角度調(diào)制

2.3.2調(diào)角波的頻譜結(jié)構(gòu)和帶寬

貝塞爾函數(shù)曲線2.3角度調(diào)制

2.3.3調(diào)頻方法

直接調(diào)頻是指用調(diào)制信號直接去控制振蕩器的振蕩頻率，使其振蕩頻率按調(diào)制信號的規(guī)律線性變化。

例如，LC振蕩器的振蕩頻率主要由回路元件L、C的參數(shù)來決定，那么，只要以一個可控制電抗元件作為回路組成的一部分，然后用調(diào)制信號去控制電抗元件的參數(shù)變化便可改變振蕩器的振蕩頻率，獲得調(diào)頻波。常用的可控電抗元件有變?nèi)荻O管、1.直接調(diào)頻電抗管電路以及有鐵氧體磁芯的電感線圈等。（1）直接調(diào)頻2.3角度調(diào)制

2.3.3調(diào)頻方法（1）直接調(diào)頻LCD回路代表振蕩器的主諧振回路。CC是耦合電容，它和變?nèi)莨艿牡刃щ娙軨T串聯(lián)，再并聯(lián)于主諧振回路。C3對高頻起旁路作用，而對調(diào)制頻率呈現(xiàn)較大阻抗。RFC是高頻扼流圈，防止變?nèi)莨茉诟哳l時被電源短路。加在變?nèi)莨苌系碾妷菏侨齻€電壓之和：即直流反向偏壓、調(diào)制電壓和高頻電壓。通常高頻電壓相對于前兩種電壓是很小的，可忽略。當調(diào)制電壓變化時，總的反向偏壓變化，所以勢壘電容CT將在反向偏壓所決定的靜態(tài)值CT0附近隨調(diào)制電壓而變，而CT是回路總電容的一部分，因而振蕩頻率將隨調(diào)制電壓而變，實現(xiàn)了調(diào)頻。變?nèi)荻O管調(diào)頻電路2.3角度調(diào)制

2.3.3調(diào)頻方法（2）間接調(diào)頻間接調(diào)頻就是先將調(diào)制信號積分，然后對載波進行調(diào)相，從而間接獲得調(diào)頻。其特點是：調(diào)制不在振蕩器本級進行，易于保持中心頻率的穩(wěn)定，但不易于獲得大的頻偏。直接和間接調(diào)頻原理2.3角度調(diào)制

2.3.4角度調(diào)制信號的解調(diào)調(diào)頻波和調(diào)相波都是等幅的高頻振蕩，調(diào)制信號的變化規(guī)律，分別反映在高頻振蕩的頻率和相位的變化上，因此不能直接利用包絡(luò)檢波器解調(diào)調(diào)頻波和調(diào)相波，必須采用頻率檢波器和相位檢波器。相位檢波電路也稱鑒相器，是用來檢出兩個信號之間的相位差，完成相位差-電壓的變換作用，常用的鑒相電路有乘積型鑒相和門電路鑒相。頻率檢波器也稱鑒頻器。是從輸入調(diào)頻波中檢出反映在頻率變化上的調(diào)制信號，即完成頻率-電壓的變換作用，鑒頻電路大致有四種：①幅度鑒頻

先將等幅調(diào)頻波的瞬時頻率變化規(guī)率不失真地變換為調(diào)頻波的包絡(luò)變化，即變換成調(diào)幅調(diào)頻波，然后用包絡(luò)檢波器檢出所需的調(diào)制信號。②相位鑒頻

③脈沖計數(shù)式鑒頻

④利用門電路或鎖相環(huán)路進行鑒頻。2.3角度調(diào)制

2.3.5調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能調(diào)頻信號的抗噪聲模型主要是從接收端解調(diào)器的角度來思考。2.3角度調(diào)制

2.3.5調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能

輸出信噪比由于解調(diào)不滿足疊加性，無法分別計算信號與噪聲的功率，因此，考慮兩種情況，即大信噪比和小信噪比情況。在大信噪比情況下，調(diào)頻系統(tǒng)的信噪比增益：在如果當

mf>>1

時有近似式，有：

上面表明大信噪比下時候，寬帶調(diào)頻系統(tǒng)的增益是很高的，它與調(diào)制指數(shù)的立方成正比。這就意味著，對于調(diào)頻系統(tǒng)來說，增加傳輸帶寬可以改善抗噪聲的性能，實現(xiàn)帶寬與信噪比之間的互換。2.3角度調(diào)制

2.3.5調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能在小信噪比情況下：

當?shù)陀谝欢〝?shù)值時，解調(diào)器的輸出信噪比()急劇惡化，這種現(xiàn)象稱為調(diào)頻信號解調(diào)的門限效應(yīng)。

門限值－出現(xiàn)門限效應(yīng)時所對應(yīng)的輸入信噪比值稱為門限值，記為（

）b。門限效應(yīng)門限效應(yīng)是FM系統(tǒng)存在的一個實際問題。尤其在采用調(diào)頻制的遠距離通信和衛(wèi)星通信等領(lǐng)域中，對調(diào)頻接收機的門限效應(yīng)十分關(guān)注，希望門限點向低輸入信噪比方向擴展。2.3角度調(diào)制

2.3.5調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能降低門限值（也稱門限擴展）的方法有很多。

例如：可以采用鎖相環(huán)解調(diào)器和負反饋解調(diào)器，它們的門限比一般鑒頻器的門限電平低6-10dB；還可以采用“預(yù)加重”和“去加重”技術(shù)來進一步改善調(diào)頻解調(diào)器的輸出信噪比，這也相當于改善了門限。所謂“去加重”就是在解調(diào)器輸出端接一個傳輸特性隨頻率增加而滾降的線性網(wǎng)絡(luò)，將調(diào)制頻率高頻端的噪聲衰減，使總的噪聲功率減小。但是，由于去加重網(wǎng)絡(luò)的加入，在有效地減弱輸出噪聲的同時，必將使傳輸信號產(chǎn)生頻率失真。因此，必須在調(diào)制器前加入一個“預(yù)加重”網(wǎng)絡(luò)，人為地提升調(diào)制信號的高頻分量，以抵消去加重網(wǎng)絡(luò)的影響。2.4各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能比較

各種模擬調(diào)制方式的性能比較

表中是輸出信噪比是在相同的解調(diào)器輸入信號功率、相同的噪聲功率譜密度、相同基帶信號帶寬的條件下得出的。2.5無線電發(fā)射機（1）輸出功率

輸出功率是指發(fā)射機的載波輸出功率。根據(jù)輸出功率的大小，發(fā)射機可以分為大功率發(fā)射機（1KW以上）、中功率發(fā)射機（50W到幾百W）和小功率發(fā)射機（50W以下）。發(fā)射機的功率越大，信號可傳播的距離就越遠。但盲目地增加輸出功率不僅會造成浪費，更主要的會增加對其它通信系統(tǒng)的干擾。（2）頻率范圍與頻率間隔為衡量發(fā)射機的優(yōu)劣，對發(fā)射機質(zhì)量提出了如下技術(shù)指標：（3）頻率準確度與頻率穩(wěn)定度頻率準確度的定義為：

頻率穩(wěn)定度反映發(fā)射機載波頻率作隨機變化的波動情況。根據(jù)對發(fā)射機觀察時間的長短，頻率穩(wěn)定度可分為長期穩(wěn)定度，短期穩(wěn)定度和瞬時頻率穩(wěn)定度。（4）鄰道頻率

（5）寄生輻射

（6）調(diào)制特性2.5無線電發(fā)射機調(diào)幅發(fā)射機組成方框圖2.5.1調(diào)幅發(fā)射機50KW廣播系統(tǒng)調(diào)幅發(fā)射機2.5無線電發(fā)射機2.5.2調(diào)頻發(fā)射機

利用音頻信號來調(diào)制高頻載波的振蕩頻率，使其瞬時頻率隨調(diào)制電壓而變化，這樣獲得的調(diào)頻信號，其幅度保持不變，而其瞬時頻率正比于所需傳送的音頻信號的幅度。使用這種調(diào)制的發(fā)射機稱為調(diào)頻發(fā)射機。調(diào)頻發(fā)射機組成方框圖2.5無線電接收機2.5.2調(diào)頻發(fā)射機車載調(diào)頻發(fā)射機校園系統(tǒng)調(diào)頻發(fā)射機2.6無線電接收機（1）靈敏度靈敏度是接收機主要質(zhì)量指標之一，表示接收微弱信號的能力。接收天線上必需的感應(yīng)電動勢叫做接收機的靈敏度。必需感應(yīng)電動勢越小，能接收到的信號越微弱，則說明該接收機的靈敏度越高。為了衡量接收機性能優(yōu)劣，人們對其提出了以下五電性能的質(zhì)量要求。（2）選擇性接收機需能從許多的電波與干擾中，選擇出所希望的信號，并排斥其它電波,這種抑制干擾而選擇有用信號的能力叫做接收機的選擇性。接收機選擇信號的作用是靠檢波器以前各級（高頻放大、中頻放大）的調(diào)諧電路完成。調(diào)諧電路的Q值、調(diào)諧電路的級數(shù)及電路同步調(diào)諧的程度等，是決定選擇性優(yōu)劣的重要因素。（3）失真度失真度它是衡量接收機所輸出的信號波形與原來傳送的信號波形相比是否失真的指標。實際上，信號通過接收機不可避免地會產(chǎn)生失真，失真越小，保真度越高。2.6無線電接收機接收機產(chǎn)生失真的種類很多，可分為以下幾種：

頻率失真：對不同頻率的振幅響應(yīng)不同所造成的失真。非線性失真：又叫非線性畸變或諧波失真，它是由于接收機中的晶體管、電子管、變壓器鐵芯特性曲線的非線性引起的。它使輸出信號中產(chǎn)生新的諧波成分，改變了原信號的頻