调频广播中预加重和去加重问题的讨论崔尚平(兰州电子工业学校, 甘肃 兰州73002

调频广播中预加重和去加重问题的讨论

崔尚平

(兰州电子工业学校, 甘肃 兰州

730020)

摘要:

通过对调频广播系统噪声分布情况的分析, 证明了在调频通讯系统中采取

预加重和去加重的措施以改善信号传输质量的原理。

关键词:

调频; 有用信号; 噪声; 预加重; 去加重;

中图分类号:

文献标识码:

TN 761

A

众所周知, 调频制是广播通讯和其他声像处理技术中广泛应用的调制方式。除了在调频广

播和调频立体声广播技术中采用调频技术之外, 在电视广播中的伴音信号采用调频制, 在录像 技术中, 对视频图像信号也采用调频记录方式。

在所有的调频系统中, 毫不例外地都要采用预加重和去加重的技术。这就是在用原始调制

信号 (与语言、音乐信号或视频图像信号相对应的电信号) 对高频载波进行频率调制之前, 首先 通过预加重网络将原始调制信号频谱中的高频分量进行提升, 加大其幅度比例, 然后再进行频 率调制。 在解调端, 通过鉴频器对调频信号进行解调后, 再通过去加重网络对解调输出信号的 高频分量进行适当压缩, 还原出原始调制信号, 这个过程就是预加重和去加重的技术。

调频信号中的噪声分布情况

我们知道, 语言、音乐这类声频信号的频率范围是 30 H z～ 15 kH z, 在目前采用的电视制 式下视频图像信号的频带是 0～ 6 M H z。与这些声、像信号相对应的电信号都是有限带宽的信 号, 它们的频谱中高频分量的振幅很小。 如果用这样的信号对高频载波进行频率调制, 按调制 指数m f 与调制信号振幅U 8m 的关系:

1

? Ξ

k f U 8m

( )

m f ==

1

8

8

即调制指数m f 与调制信号振幅U 8m 成正比, 与调制信号的角频率 8 ( 或频率 F ) 成反比。 由于

高频分量的振幅很小, 这就使得调频信号中与调制信号高频分量相对应的调制指数很小。除代

表要传输消息的有用信号对高频载波调频之外, 传输信道中的噪声也会对高频载波产生寄生 调制。 噪声与有用信号对高频载波的调制情况是不同的。 而调频信号在传输过程中的信噪比

与调制指数m f

成比例关系 (证明在后)。由于高频分量的调制指数小, 调频系统输出信号高频

端的信噪比也就很小。

如果调频信号的频带为 Ξc - ? Ξ～ Ξc + ? Ξ, 在解调端, 具有相应通频带的带通滤波器可以 把调频信号频带之外的噪声滤除。 而分布在调频信号频带里的噪声则会和有用信号一起通过

77第 13 卷崔尚平: 调频广播中预加重和去加重问题的讨论调解电路产生输出电压。 下面通过研究载波和噪声的合成信号来看解调器输出端噪声电压和功率的分布情况。 设未调高频载波的表达式为:u c ( t) = U C co s Ξc t并设噪声是角频率为 ΞN 的等幅余弦波, 表达式为:uN ( t) = U N co s ΞN t当噪声 uN ( t) 加到载波上时,

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第 13 卷

崔尚平: 调频广播中预加重和去加重问题的讨论

调解电路产生输出电压。 下面通过研究载波和噪声的合成信号来看解调器输出端噪声电压和

功率的分布情况。 设未调高频载波的表达式为:

u c ( t) = U C co s Ξc t

并设噪声是角频率为 ΞN 的等幅余弦波, 表达式为:

uN ( t) = U N co s ΞN t

当噪声 uN ( t) 加到载波上时, 噪声与载波的关系可用矢量图表示

( 见图 1) , 图中, OA 代表载波振幅矢量, 该矢量以 O 点为轴心、以 角频率 Ξc 沿反时针方向作匀速旋转。如果以该矢量作为基准(参考 矢量) , 则矢量OA 是静止不动的。矢量AB 表示幅度为 UN 的噪声。 噪声的角频率 ΞN 大于或小于载波角频率 Ξc , 两者之差为 8 N = ΞN

- Ξc (或 8 N = Ξc - ΞN ) , 即频率差为 FN = f N - f c (或 FN = f c - f N )。于

(2)

(3)

是矢量AB 相对于矢量OA 以角频率 8 N

作反时针 ( 或顺时针) 方向

旋转。OA 与AB 的合矢量OB 代表噪声与载波的合成信号, 其振幅

和相角都是随着时间变化的, 变化的周期为 1?F N 。因此, 噪声对载波既产生了调幅也产生了调 相以及等效的调频2 , 此合成信号可表示:

u sy ( t) = uC ( t) + uN ( t) = U C co s Ξc t+ U N co s ΞN t= U C co s Ξc t+ U N co s