调频立体声广播原理教学教案.ppt

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1、第一章调频立体声广播原理西安海通公司赵伟第一节调频广播的发展史1935年在实验室证明可以用来作为广播的一种调制方式，1941年美国建立起世界上第一个调频电台。工作频段：VHF（视距传播）；频率范围：87-108MHz；带宽：理论带宽为，有效带宽为200KHz左右；调频时主载波的最大频偏为75KHz。在我国，上世纪50年代末就开始了试验性调频广播。到80年代后期我国的调频广播迅速的发展起来。调频广播主要向立体声、多功能附加信道、全固态方向发展。第二节调频广播的基础理论通信广播是利用电磁波作为载体

2、来传送信号，以不同的方式把信息装载后发射出去，在接收端再以相应的方式把信息取出来。前一过程称之为调制，后一过程则称为解调。电磁波用数学表达式可表示如下，在以后叙述中我们称之为载波信号：uc(t)=Uccos(ct)作为调制信号的音频，以单音为例，用数学表达式表示如下：u(t)=Ucost到目前为止，作为模拟的广播发射机的主要调制方式有两种，即调幅AM（AmplitudeModulation）和调频FM（FrequencyModulation）。调幅就是把调制信号加到载波信号的振幅上，使得载波信号的振

3、幅大小随着调制信号的大小而变化。用数学表达式可表达为：uc(t)=Uc(1+mccost)cos(ct)式中mc（＝KU/Uc）称为调制系数，其中K为比例系数。调频就是对载波的频率项fc（或角频率c）进行调制，使载波的瞬时频率随着音频调制信号的大小而变化，在最终的结果上，实际上是总相角ct随调制信号的变化，而载波的幅度保持不变。用数学表达式可表达为：uc(t)=Uccos[ct+mfsint]式中mf=KfU/称为调频指数，可为任意正值，从物理意义上说，调频指数代表着在调频过程中相角偏移的

4、幅度。习惯上把最大频移称为频偏。在调频广播发射机中主信号标准频偏为±75kHz，而最大频偏为±100kHz。调频波的频谱分析调频波的频谱，它不像调幅波所产生的上下两个边带那么简单。从理论分析上已经证明，载波被单音频信号调频后产生的频谱，除了载频分量c外，上下各有无数个边频分量c±n，它们与载频分量的距离恰为调制信号频率的整数倍，奇次上下边频分量的相位相反，偶次上下边频分量的相位相同，载频分量及各边频分量的振幅，由对应的各贝塞尔函数值确定。贝塞尔函数值随m变化的规律实际上调频波能量的绝大部分是集中在载频

5、附近的一些边频中，跟调频指数mf的关系是：在当n>（mf＋1）时，边频的幅度已降到小于0.1，滤除掉大于（mf＋1）的边频分量，对调频波的失真影响不大，因此得到以下重要结论，也是通常计算调频波频谱有效宽度的原则，即：式（1－7）在要求两相邻电台干扰比较小，或要求非线性失真很小时，带宽还应适当的加宽一些。通常取：由以上公式可以看出调频波的频带宽度主要取决于调制信号的最高频率，在频偏受限的情况下调频指数也由调制频率确定，调制频率低时，调频指数较高，调制频率高时，调频指数较低。由于调频指数mf随着调制频率的升高而

6、减小，因此表现在接收效果上调制音频的高端信噪比比较差，针对调频发射机的这一缺点，专门采用了预加重与去加重技术措施来改善高端信噪比。调频广播的预加重与去加重特性为了提高其信噪比，在调频广播中通常使用一种加权方法，即人为在接收机鉴频器后的音频系统中加上高音频衰减网络使高音频段内幅度较高的噪声得到衰减。接收机中的这种措施称为“去加重”，相应的衰减网络叫去加重衰减。但是，在去加重的同时，节目信号的高音频成分也衰减了，使节目原貌发生变化。为了保持广播节目的本来面目，在发射端，人为地将音频调制信号的高音频成分加以提升，

7、这中措施叫“预加重”，即通过高音频提升网络增强高音。如果“预加重”量与“去加重”量相当，就能既完好保持节目的本来面貌（各种频率成分的振幅固有关系），不会发生频率失真，又抑制了高音频成分的噪声。由于节目信号的高能量信号主要集中在低音频和中音频段，大幅度的高音频成分很少，因此，由于预加重而产生过调制的概率很小。国际上对预加重与去加重特性有明确的规定，发射端调频器之前的预加重频率特性必须与接收端鉴频器后的去加重频率特性成反函数的关系。预加重频率特性为：Fp(ω)===去重频率特性为： Fd(ω)=1/=

8、1/=1/习惯上将预加重和去重频率特性用对数表示，预加重频率特性为：20lgFp(ω)=10lg[1+(2πτf)2]（dB）去重频率特性为：20lgFd(ω)=-10lg[1+(2πτf)2]（dB）上式中的f0是幅度提升3dB或衰减3dB时的频率。τ=1/ω0=1/(2πf0),具有时间量纲，称为时间常数。不同的τ值对应不同的频率特性。通常规定τ=50μs或τ=75μs。我国在调频广播中规定τ=5