高频电子电路63

1、 鉴相器是用来比较两个鉴相器是用来比较两个同频输入电压同频输入电压 和和 的相位，而输的相位，而输出电压出电压 是两个输入电压相位差的函数，是两个输入电压相位差的函数， )(1tu)(2tu)(0tu即即)()()(21ttftuo )(tuO当当线性鉴相的情况下，输出电压线性鉴相的情况下，输出电压 与两个输入电压的瞬时相位差成正比。与两个输入电压的瞬时相位差成正比。 鉴相器鉴相器)()(11ttu )()(22ttu )(tuo 鉴相器可实现鉴相器可实现PM信号的解调，但信号的解调，但也广泛用于解调也广泛用于解调FM信号信号，以，以及及锁相技术及频率合成技术锁相技术及频率合成技术中。如在以后

2、介绍的中。如在以后介绍的相移鉴频器相移鉴频器和和正交正交鉴频器鉴频器都有具体应用。都有具体应用。 鉴相器的实现方法：鉴相器的实现方法： 乘积型鉴相器乘积型鉴相器 叠加型鉴相器叠加型鉴相器 6.4.3 相位鉴频器相位鉴频器 （鉴相器（鉴相器phase detector）)(: )(11tut )(: )(22tut 其中：其中：的瞬时相位。的瞬时相位。的瞬时相位。的瞬时相位。)()()(21ttktuo 即即2)(2cos)2)(cos(212cos)(cos)()()( tttUkUtUttkUtutkutuorsorosrso则相乘器的输出信号则相乘器的输出信号 为：为：)(tuo 1 乘积

3、型鉴相器（乘积型鉴相器（product phase detector）下图为乘积型鉴相器的组成框图。下图为乘积型鉴相器的组成框图。 设：鉴相器输入设：鉴相器输入PM信号。信号。 )(cos)(ttUtuoss 即：即：)()(tuktP 而而而另一输入信号而另一输入信号 为为的的同频正交载波同频正交载波。)(tur)(tus)2cos()( tUtuorr即：即：其中其中k为相乘器的乘积因子。为相乘器的乘积因子。经低通滤波器后，输出电压经低通滤波器后，输出电压为：为：)(tuo)(sin212)(cos21)(tUkUtUkUtursrso 可见：乘积型鉴相器具有可见：乘积型鉴相器具有正弦形鉴

4、相特性正弦形鉴相特性相乘器相乘器低通滤波器低通滤波器)(tur)(tuo )(tuo-)(tuo)t ( )(tus)()(21)(21)(tuKtukUKUtUkUtuPPrsrso 所以所以 注意：注意：乘积型鉴相器在电路结构上乘积型鉴相器在电路结构上与同步检波器是相同的，即只要输与同步检波器是相同的，即只要输入调相信号入调相信号 与与 的载波正的载波正交，同步检波器就变成了乘积型鉴交，同步检波器就变成了乘积型鉴相器。相器。 )(tus)(tur12| )(| t另外，如果满足另外，如果满足 ，则有，则有 。)()(sintt 即输出电压即输出电压 与与 成线性关系，成线性关系，可实现线性

5、鉴相。可实现线性鉴相。)(tuo)(t )(tuo)(tuo下图为叠加型鉴相器原理框图，以下采用平衡型鉴相器为例进行分析：下图为叠加型鉴相器原理框图，以下采用平衡型鉴相器为例进行分析： 2叠加型鉴相器（叠加型鉴相器（superposition phase detector）相加器相加器包络检波器包络检波器相加器相加器相加器相加器 包络包络检波器检波器 包络包络检波器检波器相加器相加器)(tur)(tus )(tus )(tur)(1tud)(2tud)(tus设输入调相波设输入调相波 为：为：)(sin)(ttUtuoss )()(tuktp )(tus2sin)( tUtuorr而同频正交载

6、波信号为：而同频正交载波信号为： )()()()(21tutuututuusdsrd 则：则：利用矢量图可得合成电压振幅利用矢量图可得合成电压振幅 )(sin2)(sin2222221tUUUUUtUUUUUrsrsdrsrsd )(tus )(tus )(tur)(1tud)(2tud )(tuo)(tus)(1tud)(2tud)(tur)t ( )(tus 如果设包络检波器的传输系数为如果设包络检波器的传输系数为Kd1=Kd2=Kd，则两个包络检波器，则两个包络检波器的输出电压为：的输出电压为： 2211ddoddoUKuUKu（为调相调幅波）（为调相调幅波）)(2121dddoooUU

7、Kuutu 而而rsUU 讨论：（讨论：（1）当）当)(sin1 )(sin21)(sin2)(121tUUUtUUUtUUUUUUrsrrsrrsrsrd )(sin2)()(sin1 2tUKtutUUUUsdorsrd 同同理理： )(sin2)(sin2222221tUUUUUtUUUUUrsrsdrsrsd 12| )(| t可见：这时的鉴相器具有可见：这时的鉴相器具有正弦鉴相特正弦鉴相特性，其线性鉴相范围为：性，其线性鉴相范围为：（2） 时，同理可推出时，同理可推出rsUU )(sin2)(tUKturdo 由讨论（由讨论（1），（），（2）可以看出）可以看出输出电压输出电压 的大

8、小取决于振幅小的输入信号振幅。的大小取决于振幅小的输入信号振幅。ou（3）当）当 时时rsUU )(sin12)(sin1221tUUtUUsdsd )(sin1)(sin12)(ttUKtusdo 所以：所以： 2sin2cossin12sin2cossin1xxxxxx利用三角函数公式：利用三角函数公式：2)(sin22)(tUKtusdo 所以：所以：12|2)(| t6|)(| t而当而当, 的范围内，的范围内，2)t(2)t(sin 所以：所以： ，可实现线性鉴相。，可实现线性鉴相。)(2)(tUKtusdo 波包络检波：把波包络检波：把AMPM信号中的包络取出。信号中的包络取出。当

9、当Us = Ur时，输出电压增加时，输出电压增加倍，且线性鉴倍，且线性鉴相范围扩展为相范围扩展为 。26 小结：平衡式鉴相器的特性：小结：平衡式鉴相器的特性：（1）由两个工作过程构成）由两个工作过程构成:Us与与Ur叠加所合成的信号叠加所合成的信号Ud1与与Ud2，实现了，实现了PM AMPM的变换的变换（2）当当UsUr，或，或U rUs时，时，12 输出电压输出电压Uo (t)的大小决定于小的输入信号，且的大小决定于小的输入信号，且线性范围为线性范围为uFM 一一 电路结构和基本原理电路结构和基本原理3. 互感耦合相位鉴频器互感耦合相位鉴频器 由二个部分组成：由二个部分组成：1,移相网络：

10、移相网络：互感为互感为M的初，次级双调谐耦合的初，次级双调谐耦合回路组成的移相网络，回路组成的移相网络，u1经移相网络生成经移相网络生成PM-FM波波u2，并使并使 |U1|=|U2|+ u3 -另外，另外，u1经耦合电容经耦合电容CC在扼流圈在扼流圈LC上产生的电压上产生的电压u3=u1，故其等，故其等效电路如右下图所示。效电路如右下图所示。VD1C3R1C4R2VD2221u221u13uu 242131,RCVDRCVD2 包络检波器：包络检波器：组成平衡式包络检波器。组成平衡式包络检波器。两个检波器的输出电压为：两个检波器的输出电压为：21ooouuu 1ou ou 2ou+u2-+u

11、1-LcC2C1VD2VD1R1R2EcC4C3VTCcML2L1ud1ud2二二 工作原理分析：工作原理分析：上下检波器的输入端高频电压为：上下检波器的输入端高频电压为：如果忽略次级回路对初级回路的影响，如果忽略次级回路对初级回路的影响，则初级回路中流过则初级回路中流过L1的电流的电流 近似为：近似为：1i111111LjuLjrui 而次级回路中产生的感应电动势而次级回路中产生的感应电动势1112uLMMijE 当忽略二极管检波器等效输入电阻对次级回路的影响时，次当忽略二极管检波器等效输入电阻对次级回路的影响时，次级回路电流级回路电流 i2为：为：)1()1(2221122222CLjru

12、LMCLjrEi 所以：次级回路两端电压所以：次级回路两端电压u2为：为：)1(222211222CLjrCuLMjCjiu VD1C3R1C4R2VD2221u221u13uu 1ou ou 2ouud1ud221121uuud 21221uuud LcC2C1VD2VD1R1R2EcC4C3VTCcML2L1i1i2二二 工作原理分析：工作原理分析：讨论讨论:（1）当输入）当输入FM波瞬时频率波瞬时频率f 等于调频波中心频率等于调频波中心频率f o，即，即f= f o时，次级回路谐振。时，次级回路谐振。即：即：0122 CLoo 02201122011290 rCuLMrCuLMju 则有

13、：则有：即有：即有：u2 超前超前u1 相位差相位差/2，由矢量图，由矢量图可得：可得：|Ud1|=|Ud2|)1(222211222CLjrCuLMjCjiu 1u221u221u 1du2du若设检波器的传输系数为若设检波器的传输系数为Kd1=Kd2=Kd。 22221111|ddddoddddoUkuKuUkuKu则有：则有：0)(2121 dddoooUUKuuu所以：所以：二二 工作原理分析：工作原理分析：)1(222211222CLjrCuLMjCjiu （2）当瞬时频率）当瞬时频率f fo 时，则有时，则有，这时，这时次级回路呈次级回路呈电感性。电感性。01 CL )90(|02

14、21122112 ZCuLMZCuLMju 注意：式中注意：式中 为为次级回路阻抗。次级回路阻抗。)1(2222CLjrZ 2221rCLarctg 为为Z2的相角。的相角。由矢量图，由矢量图，u2超前超前u1的相位小于的相位小于/2，且随且随0 相相位位差差f221u221u 1u1du2du 所以：所以：|Ud1|Ud2|0|)|(|21 dddoUUKu二二 工作原理分析：工作原理分析：)1(222211222CLjrCuLMjCjiu （3）当）当f fo 时，时， 次级回路呈电容性。次级回路呈电容性。 0C1L22 所以：所以：)90(|022122112 CZuLMCZuLMju其

15、中：其中：)1(2222CLjrZ 222|1|rCLarctg 相相位位差差f可见：可见：u2超前超前u1的相位差大于的相位差大于/2，且且所以有：所以有： |Ud1|Ud2| 0|)|(|21 dddoUUKu221u221u 1u1du2du二二 工作原理分析：工作原理分析：221u221u 1u1du2duf fo221u221u 1u1du2duuoo根据上述分析，相位鉴频器具有下图所示的鉴频特性曲线。根据上述分析，相位鉴频器具有下图所示的鉴频特性曲线。f f oou 互感耦合回路相位鉴频器中的互感耦合回路相位鉴频器中的耦合耦合双回路是一个频双回路是一个频相变换器，它把相变换器，它把

16、FM波波u1(t)变换成变换成PMFM波波u2(t) ，而而FM波波u1(t)与与PMFM波波u2(t)经叠经叠加后变换成两个加后变换成两个AMFM波波ud1(t)， ud2(t)经包络检波器后即可恢复原调制经包络检波器后即可恢复原调制信号，信号， 其过程为：其过程为：)(tuFMAMFMPMFM 检检波波叠叠加加耦耦合合双双回回路路波波波波波波 相位鉴频器不具有自限幅作用，为了抑制调频信号在传输过程中形成的相位鉴频器不具有自限幅作用，为了抑制调频信号在传输过程中形成的寄生干扰调幅的影响，一般需要在接受机中放末级电路中加限幅器，而限寄生干扰调幅的影响，一般需要在接受机中放末级电路中加限幅器，而

17、限幅器要求输入幅器要求输入FM信号的电压幅值较大，约为信号的电压幅值较大，约为13VPP，这就增加了调频接，这就增加了调频接收机中所需的中放和限幅放大器的级数。而收机中所需的中放和限幅放大器的级数。而比例鉴频器具有自限幅的作用比例鉴频器具有自限幅的作用，且只要求前级中放提供零点几伏的且只要求前级中放提供零点几伏的FM信号电压就能正常工作，不需要另加信号电压就能正常工作，不需要另加限幅放大器，这使调频接收机的电路简化，限幅放大器，这使调频接收机的电路简化，体积可能缩小，降低成本。体积可能缩小，降低成本。 一一 电路结构电路结构6.4.4 比例鉴频器比例鉴频器 （ratio discriminat

18、or） 比例鉴频器与相位鉴频器比例鉴频器与相位鉴频器在电路结构上相差很小，其在电路结构上相差很小，其主要区别在：主要区别在： （1）在两类鉴频器中）在两类鉴频器中D2的极的极性连接相反性连接相反 （2）在）在A，B端并联一个端并联一个大电容大电容C0，C0与（与（R1+R2）组成较大的时间常数（约为组成较大的时间常数（约为0.10.25s）。这样在检）。这样在检波过程中波过程中A，B两端电压基两端电压基本不变，等于本不变，等于E o（3）比例鉴频器输出电压不是在比例鉴频器输出电压不是在A，B端，而是在中点端，而是在中点C，D端引出。端引出。 EoCD+u1 - -+u2 - -uFM+ uo-

19、 -LcCoVTVD2VD1C2C1R1R2CcEcC4C3L1L2MRLCLAB 比例鉴频器在输入端的频率比例鉴频器在输入端的频率相位变换电路与和互感相位鉴频器相位变换电路与和互感相位鉴频器是相同的，右图为其等效电路。是相同的，右图为其等效电路。有：有： 12212122uuuuuudd 022112211290|ZCuLMZCuLMju其中：其中：二二 工作原理工作原理而而)1(2222CLjrZ 2221rCLarctg 如果设两个二极管检波器的传输系数为如果设两个二极管检波器的传输系数为Kd1=Kd2=Kd，则两检波管，则两检波管的输出电压为：的输出电压为： |2211ddoddoUK

20、uUKu11Roouuu |)|(|21)(212112dddooUUKuu 而比例鉴频器的输出电压：而比例鉴频器的输出电压：+uo1-+uo2-ud1ud2+E o- -+ uo - -+ u1 - -VD1C3R1C4R2VD2CLRLCo 221u 221u二二 工作原理工作原理11Roouuu |)|(|21)(212112dddooUUKuu 讨论：（讨论：（1）当）当时，时，0ff 001 cLoo)2(exp22o1122o112 jrCuLMrCuLMju 由矢量图可得由矢量图可得|ud1|=|ud2|，即，即Ud1=Ud2 21u2ud1ud2u1-u1Ud1Ud20)(21

21、d1d2do UUKu（2）当）当f fo时，则有时，则有 ，u2与与ul的相位差为的相位差为- -/2- -(t) 01 CL 由矢量图可得由矢量图可得|ud2|ud1|，即，即Ud2Ud1 0)(21d1d2do UUKuud1ud2u1-u1Ud1Ud2u221（3）当）当f|ud2|，即，即Ud1Ud2 ud1ud2u1-u121u2Ud1Ud20)(21d1d2do UUKu 由此可见，比例鉴频器的鉴频特性曲线如右图所示，由此可见，比例鉴频器的鉴频特性曲线如右图所示，只要工作在鉴相特性只要工作在鉴相特性的线性鉴相区，就可以还原出原调制信号的线性鉴相区，就可以还原出原调制信号)(tu

22、三三 自限幅原理自限幅原理f=foffouo=0uo 0ffouo 0 比例鉴频器的输出电压比例鉴频器的输出电压uo只取决于输入只取决于输入FM波瞬时波瞬时频率的变化，而与输入频率的变化，而与输入FM幅度变化的大小无关。幅度变化的大小无关。 如果设输入如果设输入FM波的瞬时频率不变，即波的瞬时频率不变，即 =常量，常量，而由于传输过程中的寄生干扰调幅使输入而由于传输过程中的寄生干扰调幅使输入FM波的幅波的幅度发生变化。则由于度发生变化。则由于f 12121212)(21)(21ooooooooouuuuuuuuu oooooooooooooEuuuuuuEuuuuE 1221211212112

23、12121u2ud1ud2u1-u1Ud1Ud2ud1ud2u1-u1Ud1Ud2u221ud1ud2u1-u121u2Ud1Ud2fuof ofm- -fmf(t)可见，可见， 几几乎乎不不变变不不变变波波振振幅幅当当ooooodduuuuuuuFM 212121另外，当输入另外，当输入FM波的瞬时频率变化时，即有：波的瞬时频率变化时，即有： odduuuf21| 一一 电路组成框图电路组成框图 /2移相移相相乘器相乘器 低通低通滤波器滤波器电路由电路由移相器移相器，相乘器相乘器和和低通滤波器低通滤波器三部分组成三部分组成)(tuFM)(tur)(tuo)(tuo 输入信号输入信号一般来自调

24、频接一般来自调频接收机中放限幅器电路（中频载波为收机中放限幅器电路（中频载波为6.5MHZ或或10.7MHZ）的中频）的中频FM信号，信号，参考信号参考信号 和和 同步正交，即同步正交，即 与与 在载频上有在载频上有/2的固定相位差。的固定相位差。 )(tuFM)(tuFM)(tur)(tuFM)(tur二二 正交鉴频器的性能分析正交鉴频器的性能分析sincos)(tmtUtufoFM 而经而经 /2移相后的移相后的 信号，对载频有固定信号，对载频有固定/2相移，但对各相移，但对各边频分量（边频分量（）则产生相位迟延）则产生相位迟延，即，即 )(tur no 6.4.5 移相乘积鉴频器移相乘积

25、鉴频器设输入设输入FM波波 为单一频率调制的信号，即为单一频率调制的信号，即)(tuFM)(sinsin)(sin2cos)( tmtUtmtUtuforforr 所以：相乘器的输出电压所以：相乘器的输出电压 为：为：)(tuo sin)(sin2sin21)sin)(sinsin21sincos)(sinsin)()(tmtmtkUUttmkUUtmttmtkUUtukutufforfrfoforrFMo 经低通滤波器后，滤除经低通滤波器后，滤除 分量，并由三角函数公式：分量，并由三角函数公式： o 22cos2sin2sinsinyxyxyx )21cos(2sin2sin21 tmkUU

26、ufro所以有：所以有： 又因为又因为 通常通常 ，所以，所以1 22sin ) 1( ,)2(cos21)2(cos21)21(cossin21 ffrfromtkUtmkUUtmkUUu 可见，可见，正交鉴频器的输出电压正交鉴频器的输出电压Uo就是原调制信号电压，只是增加了一个就是原调制信号电压，只是增加了一个附加的固定相移（附加的固定相移（）/2，这是通过线性网络传输而形成的时间延迟。，这是通过线性网络传输而形成的时间延迟。 正交鉴频器的核心是相乘器，便于集成化，在集成电路调频接收机中，正交鉴频器的核心是相乘器，便于集成化，在集成电路调频接收机中，调频信号的解调常采用正交鉴频器。调频信号

27、的解调常采用正交鉴频器。 一一 调频制中的噪声调频制中的噪声以上各种调频信号解调的原理分析中，都没有考虑到噪声的干扰，以上各种调频信号解调的原理分析中，都没有考虑到噪声的干扰，实际实际上，信道内存在着的干扰和噪声是不可避免的，与有用信号一起加到解调器上，信道内存在着的干扰和噪声是不可避免的，与有用信号一起加到解调器，使解调器输出除了有用信号外，必然伴有干扰和噪声，使解调器输出除了有用信号外，必然伴有干扰和噪声，这将影响信号的传这将影响信号的传输质量，输质量，在严重情况下，当输出信噪比较小时，有用信号甚至会淹没在干扰在严重情况下，当输出信噪比较小时，有用信号甚至会淹没在干扰和噪声中，和噪声中，因

28、此要求各种解调方式应具有优良的抗噪声性能。因此要求各种解调方式应具有优良的抗噪声性能。解调器解调器低通滤波器低通滤波器输出输出 信号信号+噪声噪声+干扰干扰)()(tutunFM解调器抗噪声的能力通常用解调器的输出信噪比来度量：解调器抗噪声的能力通常用解调器的输出信噪比来度量： 输出信噪比输出信噪比=输出信号功率输出信号功率PSO/ 输出噪声平均功率输出噪声平均功率P n o由于在实际信号中存在着各种形式的干扰和噪声，是十分复杂的由于在实际信号中存在着各种形式的干扰和噪声，是十分复杂的，而调制信号的解调本身是一个非线性的过程，使分析和计算复，而调制信号的解调本身是一个非线性的过程，使分析和计算

29、复杂化，本课程在此只引用有关结论。杂化，本课程在此只引用有关结论。 6.5 调频制的抗干扰性及特殊电路调频制的抗干扰性及特殊电路 BFMBFM /2P n oPs o如图所示，如图所示，如果输入鉴频器的噪声功率谱密如果输入鉴频器的噪声功率谱密度为均匀分布的白噪声，那么经鉴频器输出度为均匀分布的白噪声，那么经鉴频器输出的噪声功率谱密度将随调制频率的增加而呈的噪声功率谱密度将随调制频率的增加而呈平方律增加。平方律增加。 在调频广播中传送的语音信号的能量大部分在调频广播中传送的语音信号的能量大部分集中在低频端，而在集中在低频端，而在调制信号高频端信号功调制信号高频端信号功率谱最小，相反鉴频器输出的噪

30、声功率谱密率谱最小，相反鉴频器输出的噪声功率谱密度却在调制信号的高频端最大，这就使度却在调制信号的高频端最大，这就使得鉴得鉴频器输出的调制信号高频端的输出信噪比严频器输出的调制信号高频端的输出信噪比严重恶化，为改善鉴频器在调制信号高频端的重恶化，为改善鉴频器在调制信号高频端的输出信噪比，输出信噪比，可以人为的在调频发送端提升可以人为的在调频发送端提升调制信号调制信号中的高频分量，即这就是在中的高频分量，即这就是在调频发射中接入预加重网络的原因。调频发射中接入预加重网络的原因。)(tu 2鉴频器的输出信噪比与输入信噪比之间的关系鉴频器的输出信噪比与输入信噪比之间的关系理论上可以推出理论上可以推出

31、： )PP)(1m(m3PPnisif2fnoso 1鉴频器输出的噪声功率谱密度鉴频器输出的噪声功率谱密度Pn if o鉴相器的鉴相器的噪声制度增益噪声制度增益： )1(32 ffnisinosoFMmmPPPPG 由上式可以看出，随调制指数由上式可以看出，随调制指数m f的增加，噪声制度增益将急剧增加，的增加，噪声制度增益将急剧增加，即在相同输入信噪比的情况下，输出信噪比增大，系统的抗干扰能力增大，即在相同输入信噪比的情况下，输出信噪比增大，系统的抗干扰能力增大，但同时但同时BFM=2（mf+1）F max也增加，这表明也增加，这表明调频系统抗干扰性能的改善，调频系统抗干扰性能的改善，是以增

32、加是以增加FM信号的传输带宽为代价的。信号的传输带宽为代价的。 即当即当 FMnosofnisiBPPmPP抗抗干干扰扰能能力力常常量量如如果果 以上的讨论是在输入信噪比较大的情况下进行的，以上的讨论是在输入信噪比较大的情况下进行的，当输入信噪比较低，当输入信噪比较低，而小于一定的门限数值时，鉴频器的输出信噪比将急剧恶化，有用信号甚至而小于一定的门限数值时，鉴频器的输出信噪比将急剧恶化，有用信号甚至完全淹没在噪声中，而无法正常接收，这种现象叫做鉴频器的门限效应。完全淹没在噪声中，而无法正常接收，这种现象叫做鉴频器的门限效应。为了建立调频信号解调时门限效应的概念，设鉴频器输入未加调制的载为了建立

33、调频信号解调时门限效应的概念，设鉴频器输入未加调制的载波信号，如果改变载频信号的振幅，则相当于改变鉴频器输入端的信噪比波信号，如果改变载频信号的振幅，则相当于改变鉴频器输入端的信噪比二二 调频信号解调的门限效应调频信号解调的门限效应（1）当）当UFM输入大时，即输入大时，即Ps i /P n i 较大较大设设uFM=UFMcos（ ） to 噪声：噪声：)(cos)()(0tttUtunnn 其中其中 表示随机变化的噪声幅度，而表示随机变化的噪声幅度，而 表示在表示在02范围内随机变化范围内随机变化的噪声相位，的噪声相位，且且)(tUn)(tn )(tUUnFM u(t)vFM)t (n un

34、(t)t (n un(t)t(n un(t) t (n )()()(tututunFM 由矢量图可以看出，由矢量图可以看出，合成矢量的幅度合成矢量的幅度 和相位和相位 变化不大，变化不大，)(tu)(t 即合成矢量是一个调幅即合成矢量是一个调幅,调角的信号，调角的信号，且且 的变化的变化 不会造成瞬不会造成瞬时频率的突变，故对瞬时频率变化能作出响应的鉴频器的输出为小起伏的时频率的突变，故对瞬时频率变化能作出响应的鉴频器的输出为小起伏的噪声信号。噪声信号。 )(t dt)t( 即即，输入信噪比较小的情况下。合成矢量的端点轨迹如下图，输入信噪比较小的情况下。合成矢量的端点轨迹如下图所示，合成矢量的

35、相位所示，合成矢量的相位 可以围绕原点在可以围绕原点在02范围内剧烈变化，由于范围内剧烈变化，由于瞬时频率瞬时频率 )(tUUnFM )t ( dttd)( 所以当所以当 由由0到到2突变时，会产生正脉突变时，会产生正脉冲瞬时频率变化冲瞬时频率变化,而当而当 由由2到到0突变时，突变时，会产生负脉冲瞬时频率变化，会产生负脉冲瞬时频率变化，)(t )(t (3) 当当UFM输入较小时，输入较小时，)(t uFMun unun鉴频器对此正负瞬时频率脉冲的响应就是正鉴频器对此正负瞬时频率脉冲的响应就是正负脉冲噪声，负脉冲噪声，由此产生啸叫声，使输出信噪由此产生啸叫声，使输出信噪比急剧下降，这就是调频

36、接收门限效应现象比急剧下降，这就是调频接收门限效应现象的物理解释。的物理解释。)t ( dt)t (d 2 由上分析可知：由上分析可知：当输入信噪比低于门限值时，当输入信噪比低于门限值时，调频解调的抗噪声性能严重恶化，并不比调幅解调频解调的抗噪声性能严重恶化，并不比调幅解调有多少优越性，只有在门限值以上工作的调频调有多少优越性，只有在门限值以上工作的调频解调器才有优良的抗噪声性能。解调器才有优良的抗噪声性能。一般鉴频器的门限值与一般鉴频器的门限值与m f有关，当有关，当m f 大时大时门限值也较大，但在不同的门限值也较大，但在不同的m f下，门限值变化下，门限值变化范围不大，大约在范围不大，大

37、约在811dB范围内变化，范围内变化，所以一般认为鉴频器的门限值约为所以一般认为鉴频器的门限值约为10dB左右。左右。 鉴频器输出噪声功率随调制频率鉴频器输出噪声功率随调制频率F的升高按抛物线规律增加，但各种的升高按抛物线规律增加，但各种消息信号（语音，音乐）它们的能量都集中在低频端，在高频端功率谱密消息信号（语音，音乐）它们的能量都集中在低频端，在高频端功率谱密度随频率的增高而下降。度随频率的增高而下降。 三三 预加重电路与去加重电路预加重电路与去加重电路因此，在调制频率的高频端输出信噪比明显下降，这对调制信号的接收因此，在调制频率的高频端输出信噪比明显下降，这对调制信号的接收是不利的，为了

38、进一步改善调频器的输出信噪比，针对调频制的特点，是不利的，为了进一步改善调频器的输出信噪比，针对调频制的特点，调制信号高频端的信噪比采用调制信号高频端的信噪比采用加重技术。加重技术。加重技术包括：加重技术包括：预加重：预加重：在发射端利用预加重网络对调制信号频谱中的高频成份振幅进在发射端利用预加重网络对调制信号频谱中的高频成份振幅进行人为提升。行人为提升。 去加重：在接收端利用去加重网络，把调制信号高频端人为提升的信去加重：在接收端利用去加重网络，把调制信号高频端人为提升的信号振幅降下来，使调制信号中，高，低频各频率分量的振幅保持原来的比号振幅降下来，使调制信号中，高，低频各频率分量的振幅保持

39、原来的比例关系，避免解调后信号的失真。例关系，避免解调后信号的失真。 采用预加重和去加重技术后，采用预加重和去加重技术后，即保证了鉴频器在调制频率的高，低频端即保证了鉴频器在调制频率的高，低频端都具有较高的输出信噪比，又避免了采用预加重后造成解调信号失真。都具有较高的输出信噪比，又避免了采用预加重后造成解调信号失真。 由于鉴频器输出噪声功率谱密度是随调制频率由于鉴频器输出噪声功率谱密度是随调制频率F按抛物线（平方律）规律按抛物线（平方律）规律上升，于是要求发送端的预加重网络也应使信号功率随调制信号频率上升，于是要求发送端的预加重网络也应使信号功率随调制信号频率F按按抛物线规律上升，即要求预加重网络的传输函数应抛物线规律上升，即要求预加重网络的传输函数应 满足：满足：22)(| )j(H| | )j(H|1预加重网络预加重网络这对应于一个微分电路。所以这对应于一个微分电路。所以预加重网络的传预加重网络的传输