捕獲效應

捕獲效應

捕獲效應是指在一個FM系統中,當兩個信號在接收端具有幾乎相等的幅度時,發生的一種現象。相對幅度的較小差別會使得兩個信號中較強的一個占據支配地位,在解調輸出端取代另一個信號。當收聽存在遠距離FM基站發射的具有共信道干擾信號時,就可以感受到這種影響。

概念

FM固有的抗噪特性能將干擾信號的作用影響降至最低。但當一個不需接收的信號和所需接收的電台工作在相同或幾乎接近相同的頻率時,FM的這種特性同樣也適用於這種場合中對不需信號進行抑制而對所需信號的有效接收,這就是捕獲效應。

我們也許經歷過這種情形,當在行車時收聽調頻台時,會出現該FM廣播會突然被另一個調頻台所替代的現象,甚至會發現接收會快速在兩個電台信號之間來回變換。這種現象的出現是因為,在開車時,兩個廣播電台的信號強度均會變化。而捕獲效應可使接收機鎖定較強的信號並抑制較弱的信號;但當兩個信號強度幾乎接近時,則可能會在兩個信號之間來回波動接收。然而,當兩個信號強度差別較大時,FM的固有噪聲抑制作用將有效地防止來自(弱信號)廣播台的干擾。這弱電台信號就如同前面討論的噪聲一樣隨之受到抑制。FM接收機通常具有典型的捕獲比值為1 dB,也就是說,可實現對信號強度弱1 dB(或更多)的廣播電台進行抑制。在AM中,常會同時聽到兩個不同的廣播,但這種現象在FM中確實是不常發生的。

捕獲效應的原理

以下圖為例,SSB和AM信號的SIN在解調前後均為線性的。先假設一個無噪聲解調方案,SSB(和DSB)在檢波器輸入和輸出端將具有相同的SIN。圖中顯示的AM衰減是由於AM信號中如此多的功率被耗散在冗餘的載波上。而對mf大於1的FM系統則表示出對SIN的實際改善。圖中m,=5的情形,當解調前的SIN為20時,而解調後的SIN大約為38,這顯然對SIN有明顯的改善。 ’

對圖中的拐點(通常又稱為門限)的考慮將會使我們對捕獲效應有更加深入的認識。值得注意的是,當噪聲接近於所需信號電平時,在解調後的SIN會迅速下降。尤其是在大城市裡開車時,這種門限現象是很明顯的。當FM信號被不同的建築物反射後,也常會引起這種常聽到的煩惱噪音。由於反射信號的疊加或相減對總接收信號的作用,因此信號強度將在較寬範圍內變動。當解調前信號的SIN在門限上下變動時,此種門限效應會導致完全沒有輸出,然後又快速恢復輸出。

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