模拟调制介绍

模拟调制介绍1幅度调制（线性调制）的原理幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律而变化的过程。幅度调制器的一般模型如图

4-1

所示。设调制信号m(t)的频谱为M(ω)，冲激响应为h(t)的滤波器特性为H(ω),则该模型输出已调信号的时域和频域一般表示式为(1

-

1)(1

-

2)sm(t)=［m(t)

cosωct］*h(t)1Sm(ω)=

2

［M(ω+ωc)+M(ω-ωc)］H(ω)式中，ωc为载波角频率，H(ω)h(t)。对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移(精确到常数因子)。为什么要搬？搬移是线性的，因此幅度调制通常又称为线性调制。图4-1幅度调制器的一般模型×h(t)m(t)sm(t)c

os

ct适当选择滤波器的特性H(ω)，便可以得到各种幅度调制信号。例如，调幅AM、双边带、单边带及残留边带信号等。1.1调幅(AM)在图4-1

中，假设h(t)=δ(t)，即滤波器（H(ω)=1）为全

通网络，调制信号m(t)叠加直流A0后与载波相乘(见图4-2)，就可形成调幅(AM)信号，其时域和频域表示式分别为sAM(t)=［A0+m(t)］cosωct=A0cosωct+m(t)cosωct (1

-

3)SAM(ω)=πA0［δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)］+

M(ω+ωc)+M(ω-ωc)］(1

-

4)式中，A0为外加的直流分量；m(t)可以是确知信号，也可以是随机信号(此时，已调信号的频域表示必须用功率谱描述)，但通常认为其平均值m(t)=0。其波形和频谱如图4-3

所示。图4-2AM调制器模型＋m(t)A0cos

ctsAM(t)图4-3AM信号的波形和频谱m(t)OtA0＋m(t)OtOOttcos

c(t)sAM(t)1M(

)

A0－

H

－

c

c

A0

HSAM(

)012

0由图4-3

的时间波形可知，当满足条件|m(t)|ma≤A0

时AM信号的包络与调制信号成正比，所以用包络检波的方法很容易恢复出原始的调制信号，否则，将会出现过调幅现象而产生包络失真。这时不能用包络检波器进行解调，为保证无失真解调，可以采用同步检波器。由图4-3的频谱图可知，AM信号的频谱SAM(ω)由载频分量和上、下两个边带组成，上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。因此，AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽是基带信号带宽fH的两倍，即BAM=2fH。AM信号在1Ω电阻上的平均功率应等于sAM(t)的均方值。当m(t)为确知信号时，sAM(t)的均方值即为其平方的时间平

均，

即

AM

AMp

S2

(t)

[

A

m(t)]2

cos2

w

t0

c

A2

cos2

w

t

m2

(t)

cos2

w

t

2A

m(t)

cos2

w

t0

c

c

0

c通常假设调制信号没有直流分量，P

=m(t)=0。因此

pc

psm2

(t)22A2AM

0

/2为边带功率。由此可见，AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关。也就是说，载波分量不携带信息。即使在“满调幅”（|m(t)|max=A0时，也称

100％调制）条件下，载波分量仍占据大部分功率，而