预加重与去加重

语音和图像信号低频段能量大，高频段信号能量明显小；而鉴频器输出噪声的功率谱密度随频率的平方而增加（低频噪声小，高频噪声大），造成信号的低频信噪比很大，而高频信噪比明显不足，使高频传输困难。
　　调频收发技术中，通常采用预加重和去加重技术来解决这一问题。

预加重(Pre-emphasis)：发送端对输入信号高频分量的提升。
去加重(De-emphasis) ：解调后对高频分量的压低。

　　很多信号处理都使用这个方法，对高频分量电平提升（预加重）然后记录（调制、传输），播放（解调）时对高频分量衰减（去加重）。

　　录音带系统中的杜比系统是个典型的例子。假设信号高频分量为10，经记录后，再播放时，引入的磁带本底噪声为1，那么还原出来信号高频段信躁比为10：1；如果在记录前对信号的高频分量提升，假设提升为20，经记录后再播放时，引入的磁带本底噪声为1，此时依然是10：1的信躁比，但是此时的高频分量是被提升了的，在对高频分量进行衰减的同时，磁带本底噪声也被衰减，如果将信号高频分量衰减还原到原来的10，则本底噪声就会被降低到0.5。

　　常见的杜比B系统对相应的高频段提升10db，杜比C系统提升20db。杜比C的降躁效果要好的多。但是这时对记录用的磁带的高频响应要求就高了。对应的其它的系统，例如信号传输，则要求更高的传输频带。

DVD视频中也采用了类似的方式，具体的算法和原理忘了，好像类似用4：3的画面扫描线来记录16：9的画面，因为传输过程中的数据帧是按4：3计算的，还原是再对画面做变形处理还原回16：9，这样画面会细腻的多。

　　理论上已证明，鉴频器的输出噪声功率谱按频率的平方规律增加。但是，许多实际的消息信号，例如语言、音乐等，它们的功率谱随频率的增加而减小，其大部分能量集中在低频范围内。这就造成消息信号高频端的信噪比可能降到不能容许的程度。但是由于消息信号中较高频率分量的能量小，很少有足以产生最大频偏的幅度，因此产生最大频偏的信号幅度多数是由信号的低频分量引起。平均来说，幅度较小的高频分量产生的频偏小得多。所以调频信号并没有充分占用给予它的带宽。因为调频系统的传输带宽是由需要传送的消息信号（调制信号）的最高有效频率和最大频偏决定的。然而，接收端输入的噪声频谱却占据了整个调频带宽。这就是说，在鉴频器输出端噪声功率谱在较高频率上已被加重了。

　　为了抵消这种不希望有的现象，在调频系统中人们普遍采用了一种叫做预加重和去加重措施，其中心思想是利用信号特性和噪声特性的差别来有效地对信号进行处理。即在噪声引入之前采用适当的网络（预加重网络），人为地加重（提升）发射机输入调制信号的高频分量。然后在接收机鉴频器的输出端，再进行相反的处理，即采用去加重网络把高频分量去加重，恢复原来的信号功率分布。在去加重过程中，同时也减小了噪声的高频分量，但是预加重对噪声并没有影响，因此有效地提高了输出信噪比。

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语音和图像信号低频段能量大，高频段信号能量明显小；而鉴频器输出噪声的功率谱密度随频率的平方增加而增加（低频噪声小，高频噪声大），造成信号的低频信噪比很大，而高频信噪比明显不足，使高频传输困难。

调频收发技术中，通常采用预加重和去加重技术来解决这一问题。

预加重(Pre-emphasis)：发送端对输入信号高频分量的提升。

去加重(De-emphasis) ：解调后对高频分量的压低。

 

预加重特性的选择标准—解调输出的噪声功率谱具有平坦特性。

由于调频解调的微分作用将使噪声功率谱呈抛物线特性，所以对于信号也取相同的加重特性。

预加重网络传递函数 Hp(ω)=jω

去加重网络传递函数 Hd(ω)=1/Hp(ω)

 

由于预加重网络的作用是提升高频分量，因此调频后的最大频偏就有可能增加，超出原有信道所允许的频带宽度。

为了保持预加重后频偏不变，需要在预加重后将信号衰减一些，然后进行调制。

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预加重、去加重的改善度是多少？

在调频制卫星电视中，为了改善视频信噪比，在发射端对视频信号进行预加重，在接收端再对视频信号进行去加重。对625行的PAL制电视来讲，预加重去加重的改善度为2.4dB，对525行的NTSC制电视来讲，预加重去加重的改善度为2.9dB。