(式5-45)
这里利用了数学近似公式(<<1时)。
式中,有用信号与噪声清晰地分成两项,因而可分别计算出输出信号功率及噪声功率
(式5-46)
(式5-47)
输出信噪比
(式5-48)
由式(5-42)、(5-48)可得调制制度增益
(式5-49)
可以看出,AM的调制制度增益随的减小而增加。但为了不发生过调制现象,必须有
,所以
总是小于1。
),且
又是单音频正弦信号时,有
例如,对于100%调制(即
此时
这是包络检波器能够得到的最大信噪比改善值。
可以证明,相干解调时常规调幅的调制制度增益与上式相同。这说明,对于AM调制系统,在大信噪比时,采用包络检波时的性能与相干解调时的性能几乎一样。但后者的调制制度增益不受信号与噪声相对幅度假设条件的限制。
(2)小信噪比情况
此时噪声幅度远大于输入信号幅度,即
这时,式(5-43)可做如下简化
(式5-50)
其中
分别表示噪声再次利用数学近似式
的包络及相位;
。因为
,
(<<1时),式(5-50)可进一步表示为
由上式可知,小信噪比时调制信号独的信号项
,只有受到
调制的
无法与噪声分开,包络
项。由于
中不存在单是一个随机噪
声,因而,有用信号被噪声所扰乱,致使也只能看作是噪声。这种
情况下,输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降,而是急剧恶化。通常把这种现象称为门限效应。开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。
有必要指出,用同步检测的方法解调各种线性调制信号时,由于解调过程可视为信号与噪声分别解调,故解调器输出端总是单独存在有用信号的。因而,同步解调器不存在门限效应。
由以上分析可得如下结论:在大信噪比情况下,AM信号包络检波器的性能几乎与同步检测器相同;但随着信噪比的减小,包络检波器将在一个特定输入信噪比值上出现门限效应。一旦出现了门限效应,解调器的输出信噪比将急剧变坏。
表5-1 各种模拟调制方式总结
调制 信号带宽 方式 DSB 2 2 1 近似SSB 中等:要求相干解点对点的专用通调,常与DSB信号一信,低带宽信号多起传输一个小导频 路复用系统 短波无线电广播,较大:要求相干解话音频分多路通调,调制器也较复杂 信 制度增益 设备复杂度 主要应用 SSB VSB 略大于 较大:要求相干解数据传输;商用电近似SSB 调,调制器需要对称视广播 滤波 较小:调制与解调 中短波无线电广播 AM 2 (包络检波)简单 FM 2 3 微波中继、超短波小功率电台(窄中等:调制器有点复带);卫星通信、杂,解调器较简单 调频立体声广播(宽带)
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