門限效應(yīng)的概念和解決方案歸納

1、門限效應(yīng)的概念（定義）：所謂門限效應(yīng)，就是當(dāng)包絡(luò)檢波器的輸入信噪比降低到一個(gè)特定的數(shù)值后，檢波器的輸出信噪比出現(xiàn)急劇惡化的一種現(xiàn)象。開始出現(xiàn)門限效應(yīng)的輸入信噪比稱為門限值。這種門限效應(yīng)是由包絡(luò)檢波器的非線性解調(diào)作用引起的。 在小信噪比情況下,調(diào)制信號(hào)無法與噪聲分開，而且有用信號(hào)淹沒在噪聲之中，此時(shí)檢波器輸出信噪比不是按比例地隨著輸入信噪比下降，而是急劇惡化，也就是出現(xiàn)了門限效應(yīng)。判斷方法：1、 只發(fā)載波信號(hào)，觀察鑒頻器輸出，當(dāng)信噪比很大時(shí)，只輸出如左圖所示的高斯噪聲。2、 減少信號(hào)或增加噪聲，當(dāng)鑒頻器輸出出現(xiàn)了右圖所示的尖脈沖，則判斷出現(xiàn)了“門限效應(yīng)”。門限效應(yīng)解決方法改善門限效應(yīng)的

2、解調(diào)方法：門限擴(kuò)展技術(shù)出現(xiàn)門限效應(yīng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)盡可能向低輸入信噪比方向擴(kuò)展. 基本方法減小鑒頻前的等效帶寬，從而提高等效信噪比。 一、反饋解調(diào)器二、鎖相環(huán)解調(diào)器三、普通鑒頻器 四、可以采用預(yù)加重（preemphasis)和去加重（deepmphasis)技術(shù)來進(jìn)一步改善調(diào)頻解調(diào)器的輸出信噪比。實(shí)例 數(shù)字電視對(duì)信號(hào)的要求有一個(gè)門限效應(yīng)。當(dāng)信號(hào)電平低于門限時(shí)，就無任何圖像畫面；當(dāng)大于電平門限時(shí)，就會(huì)有非常清晰的圖像畫面；當(dāng)在此門限電平上下波動(dòng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)停頓的馬賽克現(xiàn)象。一般情況下，信號(hào)電平在 45dB以上就可獲得良好的接收效果。經(jīng)過改網(wǎng)后的有線網(wǎng)絡(luò)，對(duì)數(shù)字電視而言，很少發(fā)生故障，大部分故障

3、主要發(fā)生在用戶室內(nèi)。 數(shù)字電視與模擬電視的故障現(xiàn)象是有區(qū)別的。模擬電視除無信號(hào)引起無圖像外，主要的故障現(xiàn)象為雪花點(diǎn)、噪聲、網(wǎng)紋、斜紋、雨刷、滾道等，但不管怎樣，屏幕上總有圖像存在，只是模糊而已。而數(shù)字電視則不同，數(shù)字電視的故障現(xiàn)象只有三種：無圖像、馬賽克、畫面靜止門限擴(kuò)展技術(shù) 門限擴(kuò)展技術(shù)出現(xiàn)門限效應(yīng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)盡可能向低輸入信噪比方向擴(kuò)展.基本方法減小鑒頻前的等效帶寬從而提高等效信噪比.反饋解調(diào)器的構(gòu)成壓控振蕩器(Voltage Control Oscillator,VCO)VCO的輸出角頻率v(t)=(c- I)+KVCOSo(t)應(yīng)用新型衛(wèi)星電視門限擴(kuò)展解調(diào)器FPLL1、 FPLL型衛(wèi)星電視

4、門限擴(kuò)展解調(diào)器FPLL型衛(wèi)星電視門限擴(kuò)展解調(diào)器世界各國(guó)都在發(fā)民通信衛(wèi)星和電視直播衛(wèi)星,用大容量的通信系統(tǒng)和高質(zhì)量的直播電視節(jié)目,解決木國(guó)邊遠(yuǎn)地區(qū)通信和電視覆蓋問題,所以相應(yīng)地促使了各國(guó)衛(wèi)旦接收設(shè)備的迅速發(fā)展。我國(guó)幅員遼闊,地理?xiàng)l件復(fù)雜,發(fā)展衛(wèi)星通信事業(yè)更有實(shí)際意義。 但是,由于衛(wèi)星與地面距離遙遠(yuǎn),且轉(zhuǎn)發(fā)器的功串又受限制,因此一般衛(wèi)星地面站的門限富余量都很小,即普通調(diào)頻解調(diào)器的輸入載g比fCw)不大,一般只略高于門限值(大約C/N曰12dB左右)。在這種情況下,若傳播條件變差(如暴風(fēng)雨、下雪天等),衛(wèi)星質(zhì)量逐年下降。加以接收天線未能絕對(duì)對(duì)準(zhǔn)星體等不利因素存在,很難保;上接收質(zhì)量。此外,衛(wèi)星接收設(shè)

5、備的簡(jiǎn)化及采用價(jià)廉方便的小型天線(如直徑小于1米),也對(duì)門限富余量提出更高的要求。為了達(dá)到滿意的接收效果,就需要采取增大系統(tǒng)門限富余量的揩施,如加大星體功率;采用更大口徑天線和增益大的低噪聲高放及門限擴(kuò)展技術(shù)等二、再生限幅式調(diào)頻門限擴(kuò)展解調(diào)器,世界各國(guó)都在發(fā)民通信衛(wèi)星和電視直播衛(wèi)星,用大容量的通信系統(tǒng)和高質(zhì)量的直播電視節(jié)目,解決木國(guó)邊遠(yuǎn)地區(qū)通信和電視覆蓋問題,所以相應(yīng)地促使了各國(guó)衛(wèi)旦接收設(shè)備的迅速發(fā)展。我國(guó)幅員遼闊,地理?xiàng)l件復(fù)雜,發(fā)展衛(wèi)星通信事業(yè)更有實(shí)際意義。 但是,由于衛(wèi)星與地面距離遙遠(yuǎn),且轉(zhuǎn)發(fā)器的功串又受限制,因此一般衛(wèi)星地面站的門限富余量都很小,即普通調(diào)頻解調(diào)器的輸入載g比fCw)不大,

6、一般只略高于門限值(大約C/N曰12dB左右)。在這種情況下,若傳播條件變差(如暴風(fēng)雨、下雪天等),衛(wèi)星質(zhì)量逐年下降。加以接收天線未能絕對(duì)對(duì)準(zhǔn)星體等不利因素存在,很難保;上接收質(zhì)量。此外,衛(wèi)星接收設(shè)備的簡(jiǎn)化及采用價(jià)廉方便的小型天線(如直徑小于1米),也對(duì)門限富余量提出更高的要求。為了達(dá)到滿意的接收效果,就需要采取增大系統(tǒng)門限富余量的揩施,如加大星體功率;采用更大口徑天線和增益大的低噪聲高放及門限擴(kuò)展技術(shù)等。三、門限擴(kuò)展解調(diào)器方案探討1、概述調(diào)頻制有許多優(yōu)點(diǎn) ,如抗干擾能力強(qiáng) ,功率利用系數(shù)高等等。因此 ,調(diào)頻制是目前較廣泛使用的調(diào)制技術(shù) ,它構(gòu)成了現(xiàn)代綜合通訊網(wǎng)中可靠而有效的傳輸方式。但是 ,

7、調(diào)頻制也有缺點(diǎn) ,即當(dāng)輸入載噪比低于某一數(shù)值時(shí) ,輸出信噪比不僅沒有增益 ,反而急劇下降 ,甚至不如調(diào)幅 ,這就是調(diào)頻制所謂的“門限效應(yīng)”。將輸出信噪比急劇下降時(shí)所對(duì)應(yīng)的輸入載噪比定義為門限值 ,普通限幅鑒頻器的門限值約為 1 0分貝 ,要使調(diào)頻通訊能夠充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn) ,就要求接收機(jī)工作在門限值之上 ,但由于通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展 ,各種無線電臺(tái)迅速增長(zhǎng) ,通訊范圍不斷擴(kuò)大 ,各種各樣的發(fā)射機(jī)紛紛向空間發(fā)射電磁波 ,加上一些人為的干擾 ,工業(yè)干擾和自然干擾 ,往往使接收機(jī)輸入端的載噪比低于門限值 ,使接收機(jī)無法正常工作 ,而門限擴(kuò)展的解調(diào)技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)低載噪比條件下解調(diào)信號(hào)的一種有效方法。四、調(diào)頻副

8、載波門限擴(kuò)展解調(diào)器調(diào)頻制具有用信號(hào)帶寬換取信噪比的優(yōu)點(diǎn)。調(diào)頻制的制度增益(定義為輸出信噪比/輸入信噪比)與調(diào)頻指數(shù)有關(guān),為=32(+1)而其占有帶寬(即所謂“卡遜帶寬”)為=2(+1)·由此可見,增大,既增大了帶寬,也改善信噪比。但是這種信噪比的改善,只有在輸入信噪比達(dá)到一定的數(shù)值才能實(shí)現(xiàn),這個(gè)數(shù)值就是門限值。當(dāng)輸入信噪比低于門限值,輸出信噪比就急劇下降,解調(diào)性能迅速變壞,這就是所謂門限效應(yīng)。在衛(wèi)星通信中,由于衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)地球上發(fā)出的信號(hào)時(shí),所發(fā)的功率有限,故地面接受到的衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)極其微弱,信號(hào)幾乎淹沒在噪聲之中。普通鑒頻器的門限較高,無法解調(diào)這種信號(hào),或解調(diào)輸出信噪比不能

9、滿足指標(biāo)。這樣,就迫切需要尋找一種低門限的解調(diào)器,即門限擴(kuò)展解調(diào)器,以滿足現(xiàn)代通信越來越高的要求。應(yīng)用鎖相技術(shù)來解調(diào)調(diào)頻信號(hào),是一種較為理想的門限擴(kuò)展鑒頻技術(shù)。普通鑒頻器在不大時(shí),輸入門限信噪比約為10左右,且門限隨的增大而增大,實(shí)際衛(wèi)星地面站70中頻解調(diào)器所解調(diào)出來的副載波的信噪比在10左右補(bǔ)充：1. 在模擬衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，一般采用門限擴(kuò)展技術(shù)來降低鑒頻器的門限電平，例如：采用門限擴(kuò)展解調(diào)器（鎖相環(huán)解調(diào)器、頻率負(fù)反饋解調(diào)器等）。由于接收機(jī)鑒頻器的輸出信噪比與調(diào)制指數(shù)（頻偏與調(diào)制頻率之比值）的平方成正比，因此排列在基帶低頻處的話路與排列在基帶高頻處的話路的信噪比不同，調(diào)制頻率高則輸出信噪比就低

10、。為了保證輸出信噪比均勻，還采用了預(yù)加重技術(shù)：在調(diào)頻時(shí)先將多路話音信號(hào)通過預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)，使排列在低頻處的話路調(diào)制指數(shù)降低，排列在高頻處的話路調(diào)制指數(shù)上升，結(jié)果使得解調(diào)后的各電話通路的信噪比趨向一致。解調(diào)后的基帶信號(hào)再通過去加重網(wǎng)絡(luò)，使各路信號(hào)電平一致。2. 通常情況下，調(diào)頻的門限值在10db左右。采用頻率壓縮反饋和鎖相環(huán)，可以降低門限閥值，是的系統(tǒng)在0db左右的強(qiáng)噪聲環(huán)境仍能夠工作。3. 是先門限擴(kuò)展調(diào)制解調(diào)的基本方法是通過減少接收機(jī)中頻等效帶寬來抑制款頻譜白噪聲，從而減低降低門限值，單過分的減小中頻帶寬也會(huì)損失部分的有用信號(hào)，洗信號(hào)產(chǎn)生實(shí)真。因此，在實(shí)際電路中，須采用具有自動(dòng)跟蹤載頻變換的閉環(huán)跟蹤濾波器技術(shù)。4. 鎖相環(huán)不僅是一個(gè)跟帶通很窄的