5.7X调频系统中的特殊电路 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 器输岀端到耳机的整个低频电踣)就有瞬时频偏控制 学习工学 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
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
瞬时频偏控制电路 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)解调输岀电压的 信噪比为 男 (SNA) △f FM 学习工学 式中为接收机输入端的信噪比,V和V分别表示信 号和干扰电压的幅值
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 ( ) s s FM f n n V V f SNA M V F V = 式中 s n V V 为接收机输入端的信噪比， Vs 和 Vn 分别表示信 号和干扰电压的幅值。 一．瞬时频偏控制电路
显然,调频指数M,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,M还与用户的话音幅度成正比。而M 越大,调频浪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 些,通常在语音加工电路中用瞬时频偏控制电路 犬(IDc, Instantaneous Deviation Control)来限 定用户的最高话音幅度
显然，调频指数 M f 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， M f 还与用户的话音幅度成正比。而 M f 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，Instantaneous Deviation Control）来限 定用户的最高话音幅度
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
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
二、预加重与去加重电路 由于调频信号在解调前必勿 噪声 功率谱 通滤波器,如果接收机前端输鉴频器输出 噪声功率 噪声的功率谱密度均匀分布 唤声 电压谱 滤波器后鉴频器的输出噪声会 而增加,即鉴频器输出端噪声 P 男 声功率谱成抛物线形)如图5图571鉴频器输出噪声频谱 学习工学 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
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 图5.7.1所示。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
为了改善输岀端的信噪比,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vn() 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 大普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
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 ( )t 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
10001 +22uB 3DG102A 43DG102A 本 100p 2Ok cCIE 20k 100 100p 男 图53.10变容二极管晶体直接调频振荡电路 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
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 学习工学 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5.72(a)所示,它 是典型的预加重网络。图572(b)是网络频率响应 的渐近线
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
A HGo)ydB R (a) 图572预加重网络及其频率特性 4图中f f2 R2 2丌 2丌CR, 2丌 2xRC、 R1+R2 对于调频广播发射机中预加重网络的参数 的选择常使=21kHz,即在21kHz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CR的值为75/5
1 1 1 1 2 2 f CR = = 2 2 1 2 2 f RC = = 1 2 1 2 R R R R R = 图中 + 1 f 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 C R1 R2 1 f 2 f 2 f 图5.7.2 预加重网络及其频率特性
2.去加重网络 t IAGo)dB 为了克服预加重网 络带来的调制信号频 C 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 图573去加重网络及其频响曲线 男 去加重网络及其频响曲线如图5.7.3。从图看出,当 0<O2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=21kHz=15kHz,此CR的值为75u。 时
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 2 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 1 f =2.1kHz， ＝15kHz，此 时 2 f CR1 的值为75μs。 图5.7.3 去加重网络及其频响曲线