FM的门限效应

1、FMFM的门限效应与扩展姓名：齐佳惠姓名：齐佳惠班级：通信班级：通信1303指导教师：李纯喜指导教师：李纯喜门限效应门限效应是所有非相干解调器都存在的一种性质，门限效应是所有非相干解调器都存在的一种性质，当当FM解调器的输入信噪比在门限值以下，输出解调器的输入信噪比在门限值以下，输出信噪比迅速下降。宽带调频改善噪声性能的作用信噪比迅速下降。宽带调频改善噪声性能的作用迅速下降。这种门限效应是由包络检波器的非线迅速下降。这种门限效应是由包络检波器的非线性解调作用引起的。性解调作用引起的。注：非相干解调：又称为包络检波即不需提取载波信息（或不需恢复出相干载波）的一种解调方法。出现门限效应的原因出现门

2、限效应的原因 FM3FMFM3GGFMfm12B）（Bni0NBNiNSiiPc导致信号无法正常接收，此时导致信号无法正常接收，此时FM系统进入门限，输出信噪比迅速系统进入门限，输出信噪比迅速恶化。恶化。不同输入信噪比时的输出波形不同输入信噪比时的输出波形当调频指数在220范围内时，只要输入信噪比不低于811dB，FM系统可以正常工作。在实际应用中多取门限信噪比10。下图为输入输出信噪比的关系曲线输入输出信噪比为非线性关系。.调频指数越大，输出信噪比下降越快.调频指数越大，门限值越大.当输入信噪比越大，宜采用宽带改善门限效应改善门限效应例：已知地球站接收到卫星发来的信号为410*2cos109

3、10*2cos410*2)(ttts若采用了门限扩展措施，使，此时发射功率为，均可与地面站及其他两个地球卫星正常通信。求若没有门限扩展时，需多少发射功率。dBthiiNS3解：从表达式可以得出， =10,调制信号 =10kHz。由此可以得出 =2*10-8wFMfmSi信道衰减量：K=1010，Ni=10-8当无扩展门限后，Si=10-7，S发=103w。解：从表达式可以得出， =10,调制信号 =10kHz。由此可以得出 =2*10-8wFMfmSi信道衰减量：K=1010，Ni=10-8当无扩展门限后，Si=10-7，S发=103w。发射功率从200w变为1kw，因此，门限扩展带来了5倍信

4、号功率的节省量，这对卫星通信来说具有较显著的经济价值。如果将门限扩展推广，将减少出大量成本。环路解调器环路解调器- -改善门限效应的解调方法改善门限效应的解调方法具有良好的抗噪声性能，门限电平比普通鉴频器低610dB两种常用的环路解调器： 频率反馈解调器（FMFB）和锁相环（PLL）解调器基本原理：减小鉴频前的等效带宽，从而提高鉴频前的等效信噪比，因此能在比通常鉴频器更低的输入信噪比下才出现门限效应。一一. .频率反馈解调器频率反馈解调器BPF是窄带滤波器，通过的是差频信号VCO输出调频信号为：)()cos()(dttvKtwwAtudvIcvvVCO:压控振荡器，特点：振荡频率随外加控制电压

5、而变化。VCO输出信号为FM波：)()cos()(dttvKtwwAtudvIcvv解调器输入调频信号：)(cos)(FMdttfKtwAtFMc经过乘法器和窄带滤波器之后：)()(cos2)(dttvKdttfKtwKKAAtvdvfIFMvL鉴频器输出为：)()()()()(tvKtfKKdttvKdttfKdtdKtvdVfDdVfDd解调器输出信号为：)(1)(tfKKKKtvvDfDd鉴频器输入信号的瞬时角频率VDfIdvfIiKKtfKwtvKtfKwtw1)()()()(鉴频器输入信号的瞬时角频率VDfIdvfIiKKtfKwtvKtfKwtw1)()()()(调频波的频偏为原来

6、的)1(1VDKKBPF的带宽是输入调频信号的)1(1VDKK噪声功率减小为原来的)1(1VDKK鉴频器的等效信噪比提高为原来的)1(1VDKK二二. .锁相环解调器锁相环解调器原理：锁相环是一个相位误差控制系统，它比较输入信号和VCO的输出信号之间的相位差，产生误差控制电压来调整VCO的频率以达到与输入信号同频的目的。锁相环功能：发现，捕捉，锁定跟踪锁相环鉴频原理锁相环鉴频原理经过隔直后)()(tfKKtSvfd认为VCO频率 与输入FM信号瞬时频率 相等 )(twv)(twFM)()(0tfKwtwfFM)()(0tSKwtwdvv)()(00tfKKKwwtSvfvd环路滤波器的输出即为基带信号，此时等效噪声带宽是调制信号的频带宽度门限效应实例门限效应实例 数字电视对信号的要求有一个门限效应。当信号电平低于门限时，就无任何图像画面；当大于电平门限时，就会有非常清晰的图像画面；当在此门限电平上下波动时，就会出现停顿的马赛克现象。一般情况下，信号电平在 45dB以上（指有线数字电视网络）就可获得良好的接收效果。经过改网后的有线网络，对数字电视而言，很少发生故障，大部分故障主要发生在用户室内。 数字电视与模拟电视的故障现象是有