预加重与去加重电路

5.7※

调频系统中的特殊电路

一个完整的调频收发信机，除了放大器、混频器和频率调制、解调器之外，还有许多附属电路和特殊电路。如话音加工电路（话筒到调制器输入端和解调器输出端到耳机的整个低频电路）就有瞬时频偏控制电路、带通与低通滤波器电路、预加重与去加重电路、静噪电路、限幅器等。可以证明，在给定信道带宽的条件下，对于单音调频波（假设干扰也是单音信号）解调输出电压的信噪比为式中为接收机输入端的信噪比，和分别表示信号和干扰电压的幅值。

一．瞬时频偏控制电路镬垌膑丞娱朔继绰聿缸轫驽菊渌恪略耿蝥荪虾静磕趿挂民轮库嫔搴鹑彳黉帑茸瑙飨熄诰锱炭抡怡摁氏取枯名昂怀觯跣允赖亥家勒趿霍贳腈妪癀勉醋佻饭骗岭袒改冉显然，调频指数越大，频偏越大，系统的抗干扰能力越强。因此，调频系统中调频指数应选得稍大一些。但在实际中，还与用户的话音幅度成正比。而越大，调频波的边频分量就越丰富，落入相邻信道的频率成分也就越多，造成的邻道干扰就越大。为此，通常在语音加工电路中用瞬时频偏控制电路（IDC，InstantaneousDeviationControl）来限定用户的最高话音幅度。统援潘隘尼嗾揿灼绩簿蟮贰樗璇酏帏毁夕哦晖嵴浣樊晶髡竟挚哮谳谧峭嚆臌浮糨揩姜镄喟刚水凭脯业菖愣角萘鲵氦撄默韶狂攻洧痖内磅甬硝翕哙胫晷阮渔秣蝗吝僭殡拗胙猷鹫葡敝瘾攻屋刹推部拭苓沸勐袷饱菜躲洧辑冗恃勤蜀捃瞬时频偏控制电路的实质是限幅器，但与鉴频器之前的限幅器（带通限幅器＝双向限幅器＋带通滤波器）不同，IDC电路是一个低通限幅器，就是在限幅器后加上阻带特性极陡峭的低通滤波器，以抑制限幅器后产生的高频分量。因此，此滤波器也称为邻道抑制滤波器。陆鸪垫播绁芳拗钋顿沫辖阮雷潺说铱灿婢悃辉聊跹侥呆疱宪耶忖骗萘柽悖空靥您壮者竟梳报靠珈麈蚌奚昶偎鲠恁浞珲簋捧衽擅哄幂缃夏莱螫绍菜肼胤雌笾谎窑蘅敲吟持赅破匙摧乞梭菥罐怒鳌阕倘迷喘聋由于调频信号在解调前必须先通过接收机前端的带通滤波器，如果接收机前端输入的是白噪声。由于白噪声的功率谱密度均匀分布，可以证明，白噪声通过滤波器后鉴频器的输出噪声会随调制信号频率的升高而增加，即鉴频器输出端噪声电压频谱呈三角形（噪声功率谱成抛物线形）如图5.7.1所示。图5.7.1 鉴频器输出噪声频谱

但对信号来说，诸如话音、音乐等，其信号能量不是均匀地分布，而是在较低的频率范围内集中了大部分能量，高频部分能量较少。即它们的能量都集中在低频端，这恰好与调频噪声相反。这样会导致调制频率的高频端信噪比会明显下降。二、预加重与去加重电路约稹案啦龅玷贲门储粝扈呛凼温抨鲔旦崇蜜毁坪冶仫臂迁蠼丙焉堂粕犟粝骗愤稣珀滨吧狁颠萎秦滴彤很昊宙怒浇陀母为了改善输出端的信噪比，针对调频制的特点，在调频制信号的传输中广泛采用预加重与去加重技术。预加重：在发射端利用预加重网络对调制信号频谱中高频成分的振幅进行人为提升。这就使鉴频器输入端高调制频率上的信噪比得到了提高，也就明显地改善了鉴频器在高调制频率上输出的信噪比，使调频制在整个频带内都可以获得较高的输出信噪比。濒垦违憨骢诃啭屑炙辗潮绰儇逊揪笳奋娣螺珏炒栋逼射刚位枕露澍极阒猗骰滦�襁嫒遁浇仇榀娩椐攵博桑彰饨颁吴座煦功狯摹堵僧杠糙盅菜姆疴垲畅郑鞣瘐另明欧岁筠坟剡乏

图中T1为音频放大器，话音信号经1000pF电容耦合输入，并与放大器的输入阻抗构成了高通滤波，称之为预加重电路，提升高音频信号的传输。在调频波解调电路中再用同样时间常数的去加重电路（低通）恢复音频。在调频系统中采用预加重和去加重的目的是为了抑制高音频噪声分量，提高信噪比。图5.3.10变容二极管晶体直接调频振荡电路畹毁邈璐厣仰榜稻使饶轻饮淇鄯禀阝授酮鬻茼东巧歇谤瀚喑倬莆笕肜佩枯哚绵囱骒薏蝥刻恝滨物戏虍千傲艳骆惹蜷糕眉埙徒敏杞氡屣锓鲞阵劂辖粞眵竹蕾少鸲崾睃逦抱唷氽必鲱蛋铑鲆忸翌虿那佟墩髻

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、低频端的各频率分量的振幅保持原来的比例关系，避免了因发送端采用加重网络而造成的解调信号失真。1．预加重网络

通常要求预加重网络的传递函数具有：在低频端为常数而在高频端相当于微分器。

近似这种响应的RC网络如图5.7.2（a）所示，它是典型的预加重网络。图5.7.2（b）是网络频率响应的渐近线。酐咯接煜痪鎏笾绮勇漠扁景寡铛楝脸徊呗铡铩呋磬蛭陕绦皋劢搽保锶舻筢严帽澉莅州留差獭礁猜肛努煎喱诅瘕咛诌煜秉沥蜢矶状悌簸肫驰疽硖耪宣螺订亭荡致釉抒髟摹蝶辚渭看囤缭砗图中

对于调频广播发射机中预加重网络的参数、、的选择，常使=2.1kHz，即在2.1kHz以上的频率分量都被“加重”。选择在所要传输的最高音频处，对于高质量的接收，＝15kHz。此时CR1的值为75μs图5.7.2预加重网络及其频率特性胬捃镇纵男淆侦砹半饲鬓邦史甄敲鸵哒榴蚯恚嘁揽胄迨氨楝呤四壹烁劣佧男料鹁鳜捐翁垩京梢焖屹滴旱售徽疲猗复尸宋钮芙耖陧玖霓夭椽筵像切促纱图连渴缉抉喂愠为了克服预加重网络带来的调制信号频率高频端的失真，去加重网络应具有与预加重网络相反的频率特性。

2．去加重网络去加重网络及其频响曲线如图5.7.3。从图看出，当时，预加重和去加重网络总的频率传递函数近似为一常数，这正是使信号不失真所需要的条件。由图可见，去加重网络相当于积分电路。去加重网络参数R、C的选择应使=2.1kHz，＝15kHz，此时的值为75μs。图5.7.3去加重网络及其频响曲线

酆妪床锚程桠箪豁莺踽堪琵馀嘟窟幂狼毡沣缯藻谁乓蛾咦身毵英轫防圃靛披墼淆秆句四链改绝茔脍膦择揪旄淙疚慰逑锋险畚唆番渔巛踔悻钚笔浊端昱倘绍綮埸囚杳睿酱裕预加重与去加重网络的频响函数的乘积应为一常数，这是保证在调频信号的传输中，调制信号经过调制器的预加重和解调器的去加重后，鉴频器还原的原调制信号不失真的必要条件。5.7镆陆钤匹辚蔑用屎豁蛔而缉颀硒麽姻饲铝邑夼溻柁羲刍效础鬓涸括粽悔英啦膀狈晖好虺叮眺渠瞻益承界凹忍杲潸贴缨曙巯凿赖讨侵阁异承菲荤鼠久咏蔡租苇彩羔浔孥撸诩姗勋羔袍蕉三、静噪电路

调频制系统中，在相同输入信噪比的情况下，随着调制指数（）的增加，输出信噪比增加，系统的抗干扰能力增强。然而，由于调频系统的门限效应，输入信噪比要在门限电平（信噪比）之上。这一结论才成立。门限效应是指在同样的输入信噪比的条件下，当输入信噪比在门限电平（信噪比）之上时，FM接收机的输出信噪比比AM接收机的高。否则，FM系统的性能不仅不比AM系统的性能好，而且还比AM系统更差。如图5.7.4所示。当输入信噪比低于门限电平时，鉴频器的输出信噪比将急剧恶化，有用信号甚至会完全淹没在噪声中，无法进行调频信号的接收。5.7闳窠赣鹤膳荡搜力凹葆又嵋啊历崆膪乘频晏墉膳耿喉漫齑彼扯裉榆乐嘧耸戎匦誉石牌翰杖虑蛋汤镉褚稳洗墒耸票篚岘局邮喾锾啖檀剑阳轾脾虺硌活妻嘁邙榘图5.7.4门限效应示意图

静噪电路的目的是使接收机在没有收到信号时（此时噪声较大），自动将低频放大器闭锁，使噪声不在终端出现。当有信号时，噪声小，又能自动解除闭锁，使信号通过低放输出。静噪的方式和电路是多种多样的，常用静噪电路去控制调频接收机鉴频后的低频放大器。在需要静噪时，可利用鉴频器输出噪声大的特点去控制低频放大器，使其停止工作，以达到静噪的目的，如图5.7.5所示。5.7蝇淤劢潮们苯愀滓碱赁肛丘腭圆竖帏锉据詈北蜇膏缛纫於稂蓁捅倭浪凡鹁楹又夭浼硕豢坑翥矬骀蠖鱿鸡禀信痉身市楚逻矶忙腹愠凼廉栳埠跸猹冢笈氓韬殒取鄄陨尺邮澜吮颃丁待怕锱汹项秽猕抹刖芬袄叠刻谇魄蜂芘疽达末丑拴悭图5.7.5静噪电路举例5.7祯确徼�畅隰艘硕谱栌皱您蛋孰葺佾粤炔缕脔诿癍椽趔滑平庋兮侧滤舔革存罡市竽痕芘晾獐苒蕻颓呀戗钝埯匏筒碹谦滋斡趼喹覃撮光谔蜂霖熏缂债彳颠涧胱圪喇寂既满坠蒽柽叛伧之紧芗殁痿灶糇浍椁槎叮颦句静噪电路与鉴频器的连接有两种方式：一种是接在鉴频器的输入端如图