调幅波频谱
调幅原理
调幅原理用调制信号去控制高频载波的振幅、使载波的振幅按调制信号的规律变化，便可得到调幅波。
这一过程中，载波、调制波和已调波的波形如图Z0901（补图）所示。
由图可见，连接已调波幅值各点所形成的包络线，反映了调制波的特点。
显然，已调波已经不是纯粹的正弦波了，这表明已调波的获得是一个频率变换过程，只有通过非线性元件才能实现。
图Z0902是调幅的原理电路，它由非线性器件二极管和谐振频率为ω0的LC并联谐振回路组成。
uC 为载波电压，um为调制电压。
由于二极管的伏安特性可以近似地用一个n次多项式来表示，即：io =a0＋a1u＋a2u2＋a3u3+…，系数a0、a1、a2、a3等的大小和符号取决于二极管伏安特性的特点。
而该多项式的项数取决于信号u的大小和对分析结果所要求的精确度，信号愈大或者所要求的精确度愈高，所取的项数就应愈多。
通常，取前三项就足以反映出二极管的非线形特点，即：io = u＋a1u +a2u2 （式中iO即iD）GS0901 若：uC = Ucmcosω0tum = UmmcosΩt则作用于电路的总电压u（即ua）为：u = uC + um= Ucmcosω0t + UmmcosΩt代入式GS0901可得：io = a0＋a1（Ucmcosω0t+ UmmcosΩt）+a2（Ucmcosω0t+UmmcosΩt）2 GS0902将GS0902式展开，可得：显然，当ω0 >>Ω 时，只有ω0 及ω0±Ω这三种频率的信号才能在固有频率为ω0的LC并联谐振回路上产生较大的压降，于是LC回路两端的电压为：式中Z0表示谐振回路的谐振阻抗。
利用三角函数关系式不难将式GS0904变换为：式GS0905就是已调波的数学表达式它表明已调波的振幅为，是按调制波的特点而变化的，已调波的重复频率等于载波频率ω0，ma称为调幅系数，又叫调幅度。
由式GS0907可知，它与调制电压的幅度成正比，是一个反映调幅程度的量。
5[1].1频谱搬移及调幅的基本原理
![5[1].1频谱搬移及调幅的基本原理](https://img.taocdn.com/s3/m/173d7935eefdc8d376ee321d.png)
BW = 2F
13
例5.1
已知调制信号u (t) = Um cos t (V),AM波的振幅峰值
U AM (t ) max=1.9V,振幅谷值 U AM (t ) min =0.6V,比例常数 K a =0.9 (1/V),求已调波载频分量的振幅 U cm,原调制信号的振幅 U m以 及调幅系数 ma .
二,AM调幅电路组成模型 调幅电路组成模型 uc(t) uc(t) u(t) + UQ X AMXY Y uAM(t) 或 u(t) X AMXY Y uAM(t)
+ + – – UQ
uAM ( t ) = AM [U Q + u ( t )]U cm cos ω c t = [ AMU QU cm + AMU cm u ( t )] cos ω c t
15
2.抑制载波的双边带调幅 DSB) 2.抑制载波的双边带调幅(DSB)
1)表达式
uDSB (t ) = kau (t ) × cos ωct
"相乘"实现! 相乘"实现! 单频调制时 ka由调制电路和B (t ) = maU c cos t cos ωc t maU c = [cos(ωc + )t + cos(ωc )t ] 2
20
5.调幅波的功率 5.调幅波的功率 调幅波的
故载波分量功率 边频分量功率: 边频分量功率:
PSSB
1 Pc = T
1 = T
∫
∫
T 0
(U c m c o s ω c t ) 2 d t RL
1 U 2 cm = 2 RL
T
0
[
调角波的频谱和频带宽度
贝塞尔函数曲线
1. 调角波的频谱分析
(1)m (x 2)nm
Jn (x)
m0
m!(n m 1)
1
0.8
J0 J1
J2 J3 J4
0.6
J5 J6
0.4
0.2
0 mf
0.2
0.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
贝塞尔函数曲线
…J4 (mf )
J0 (mf )
J2 (m f )
0
因为 0－ 必须大于0，即不能超过0 ，否则为 负，这是不可能的。在实用中受到广播通信中占据带
宽的限制。通常要求 mf 和 mp 越大越好。这样，已调 波解调时可得到的有用信号越大。
6. 三种调制方式的比较
➢抗干扰性
可证明：三种调制方式都存在 m 越大，抗干扰能力 越强。
总体来讲，FM优于PM优于AM。这就是卫星广播电 视系统采用调频制的一个原因。
☆ △f >>F，即 mf >>1 mf <1
宽带调制（WBFM） 窄带调制（NBFM）
BW0.1 2f BW0.1 2F
2. 调角波的频带宽度 BW 2(mf 1)F 2(f F)
举例 ：调频波的幅度是2V, 频谱结构示于下图。
求调频波的频带BW0.1 ；调频波的最大频偏△f ；
调制信号是： v (t) V cos t
)
n
由第一类贝塞尔函数的特性：
J
2 n
(mf
)
பைடு நூலகம்
1
n
P V av 2 无关。
2 即o当 Vo 一定时，调频波的平均功率等于未调制时的载波功率，其值与 mf
4. 调角波与调幅波的比较
【实用】单边带调幅波的基本性质PPT文档
3. 多频调制时的基本性质
本节课我们主要给大家讲解了单边带调幅波的基本性质，主要从其数 学表达式、波形、频谱带宽及功率四个方面来学习。
从数学表达式中知道:单边带调幅波与双边带调幅波最大的区别是它少 了一个边频或边带分量。
从波形中知道:单边带调幅波的包络已不再反映调制信号的变化信息 。 从频谱中知道:单边带调幅波仍然是频谱搬移电路； 它的带宽比普通及双边带调幅波来说节约了一半。 从功率公式我们知道:单边带调幅波的功率中已不再有载波分量和其 中一个边带分量，其总功率等于上或下边频功率。
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《高频电子技术》课程
单边带调幅波 的基本性质
目录
01 单边带调幅波基本概念 02 单频调制时的基本性质 03 多频调制时的基本性质
1.单边带调幅波基本概念
从双边带调制的频谱结构上可知，上、下边带都反映了调
制信号的频谱结构。因此，从传输信息的角度来看，还可以
0F
fc fc+F
f
单频调制时单边带调幅波的频谱
uSSB(t)1 2m aUcmcos(c )t（上边带）
由上图可知，单边带信号的频谱是把调制信号的频谱不失真地搬移 到了载波谱线的左边（下边带调制）或右边（上边带调制） 。
2.单频调制时的基本性质
（4）功率
单边带调制方式也可以大大节省发射机的功率。其平均功率为：
PavPsbPs上 b Ps下 b 4 1ma2Pc
3.多频调制时的基本性质
（1）数学表达式
u D S （ B t ） = jn 1 1 2 m a jU c m c o （ sc j ） t jn 1 1 2 m a jU c m c o （ sc j ） t
调幅(平均功率计算)
3.2 调幅与双边带调制（AM,DSB ）在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM ）。
不但在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移，而且在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。
3.2.1 调幅波时域波形调幅波的数学表达式为：==)()()(t c t m t s)cos()()cos(00000θωθω+++t t f t A（3-1）式中，0A ——调制信号)(t m 的直流分量)(t f ——调制信号的交流分量这里利用的载波为单位幅度、角频为固定值0ω，0θ为载波)(t c 的初相。
由式（3-1），调幅是对)(t m 与)(t c 进行乘法运算的结果，为了使图3-3（a ）所示交流信号)(t f 实现线性地控制载波幅度，需加入直流分量而构成)(t m ，以确保0)(≥t m ，即：max )(A t f ≤(3-2)于是，已调波)(AM t s 的包络完全处于时轴上方，如图3-3（b ）所示。
为分析方便，我们先设交流调制信号)(t f 为单音信号，即)cos()(m m m θω+=t A t f ,由式（3-1）可得已调波为：=+++=)cos()]cos([)(00m m m 0A M θωθωt t A A t s（3-3）)cos()cos()cos(00m m m 000θωθωθω++++t t A t At At A t A t s )cos(2)cos(2)cos()(m 0m m 0m 00AM ωωωωω-+++=（3-4）由式（3-2）的限制条件，为避免产生“过调幅”而导致严重失真，兹定义一个重要参数：10mAM ≤=A A β（3-5）称AM β为调幅指数，或调幅深度。
为了充分保证不过调，一般AM β不超过80%。
我们将AM β代入到式（3-3）和（3-4），则有：)cos()]cos(1[)(00m m A M 0A M θωθωβ+++=t t A t s（3-6）或：tA t A t A t s m AM m AM AM )cos(2)cos(2)cos()(000000ωωβωωβω-+++= （3-7）3.2.2 调幅波的频谱 由公式：)cos()()cos()(00000AM θωθω+++=t t f t A t s可以直接进行傅立叶变换，得到它的频谱为：2e )]()(π2[2e )]()(π2[)(00j 000j 000AM θθωωωωδωωωωδω-+-++++=-F A F A S（3-8）式中)(ωF 为)(t f 的频谱，即)()(ωF t f ↔，是任意调制信号的时－频变换对。
调幅波概念及实现方法
高电平调幅的分类：
• 基极调幅 • 集电极调幅
1、基极调幅
基极调幅 简介
基极调幅是利用晶体管的非线性特性来 实现调幅的。它与高频功率放大器是相似 的。不同之处仅在于基极电路。电路中的 高频载波信号、低频调制信号和直流电压相串联加在发射结上，
2、集电极调幅
集电极调幅简介
集电极调幅也是利用晶体管的非线性特 性来实现调幅的。是集电极调幅原理电路 图。它的调制信号是加在集电极的，载波 信号则仍从基极输入。在集电极电路里， 直流电源电压Eco、调制信号和输出的调幅 波三者是相串联的。
二、二极管调幅电路
二极管调幅的分类： • 二极管平方律调幅 • 二极管平衡调幅 • 二极管平衡斩波调幅 • 二极管环形调幅
• 以下介绍二极管调幅的电路
1、二极管平方律调幅
2、二极管平衡调制器
3、二极管平衡斩波调幅
4、二极管环形调幅器
三、高电平调幅
高电平调幅又称丙类放大器调幅。要为 已调波提供大功率的线性放大，一般是困 难的。因此，在需要大功率已调波的设备 中，应尽可能在高电平上实现调幅。如在 大功率发射机中，调幅几乎都是在最后一 级进行。高电平调幅有基极调幅，集电极 调幅以及集电极一发射极双重调幅。
• 语言节目70/90(在播音中，语言节目在一分钟 测试时间内调幅度最大值应在90℅多数时间 内在70℅以上) • 音乐节目30/80（音乐节目在三分钟测试时间 内调幅度最大值应在80℅多数时间内在30℅ 以上）
3、调幅波频谱图形表达形式
1 U 2 cm 2 RL
三、调幅波中的功率关系
• 交流电的基本计算公式：
6、我台发射机的调制方式
• 数字化调幅(DAM）——数字化调幅是直接把数字 化音频控制信号，去控制射频功率模块开通的数 目，而在输出端，采用功率模块合成器，将模块 的输出叠加后送至输出槽路，从而使某一时刻调 制幅度取决于该时刻叠加多少。因此，数字化调 幅是靠增减功率模块的数量而形成调幅波的。 • 脉冲阶梯调制（PSM）是把高压整流器化整为零， 将多组低压整流器叠加而成载波时多组整流器一 半工作；调制时全部电子开关都受数字音频信号 的控制这样主整和调制器合二为一，在其输出端 向被调级提供直流屛压和相应的调制音频电压。
调幅波频谱
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1.定义
高频振荡 缓冲 声音
倍频
高频放大
发
调制
射 天
线
话筒 音频放大
将要传送的信息装载到某一高频载频信号上去的过程。
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2. 调制的原因 从切实可行的天线出发
为使天线能有效地发送和接收电磁波，天线的几何尺寸 必须和信号波长相比拟，一般不宜短于1/4波长。
i a0 a1(V0 cos0t V cosΩt) a2 (V0 cos0t V cosΩt)2 a3(V0 cos0t V cosΩt)3
a0
a2 2
(V0 2
V2 )
a1V0
3 4
a3V03
3 2
a3V0V 2
a2 2
V0 2
a1V
3 4
a3V3
3 2
a3V0 2V
a2 2
V 21 4
a3V3
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重点
１调幅波的基本性质与功率关系
２斩波调幅原理与电路
３单边带信号的产生方法 ４包络检波原理与质量指标 ５同步检波原理
难点
１斩波调幅 ２单边带信号产生方法 ３同步检波
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9.1.1 振幅调制简述 9.1.2 检波简述
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调制信号（音频） V cos Ωt
被调信号（射频） V0 cos0t
cos 0t
e j0t
e j0t 2
已调信号幅度 V (t) Vom 1 ma cos Ωt
调幅波的频谱
调幅波的频谱
利用三角公式，可把式GS0905写成：
该式表明，调幅波包含了三种频率分量，即：角频率为ω0的载波分量，角频率为（ω0+Ω）的上边频分量和角频率为（ω0 - Ω）的下边频分量。
如果以频率ω为横坐标，幅度ua为纵坐标，则可得出单一频率正弦波调制时调幅波的频谱图，如图Z0904所示。
其中垂
线的长度代表振幅或相对振幅。
实际的调制信号并不是单一频率的正弦信号，而是包含了从Ωmin
到Ωmax各个频率迭加成的复杂信号，用这种信号对载波调制时，所
得频谱如图Z0905所示。
由图可见，载波ω0的两旁不再是两个边频，而是两个边频带，每个边带包含从Ωmin到Ωmax的频率范围，整个调幅波所占频带宽度为2Ωmax。
例如：调幅广播系统中，规定每个电台所占据的频带宽度为9kHz，因此。
每个电台所传送的音频信号频率应在4.5kHz以内。
什么是调频(FM)、调幅(AM)、短波(SW)、长波(LW)
什么是调频(FM)、调幅(AM)、短波(SW)、长波(LW)在一般的收音机或收录音机上都有AM 及FM 波段，相信大家已经熟悉，这两个波段是用来供您收听国內广播的，若收音机上还有SW 波段时，那么除了国內短波电台之外，您还可以收听到世界各国的广播电台节目。
为了让您对收音机的使用有更进一步的认识，以下就什么是AM、FM、SW、LW 作一简单的说明。
事实上AM 及FM 指的是无线电学上的二种不同调制方式。
AM: Amplitude Modulation 称为调幅，而FM: Frequency Modulation 称为调频。
只是一般中波广播(MW: Medium Wave)采用了调幅(AM)的方式，在不知不觉中，MW 及AM 之间就划上了等号。
实际上MW 只是诸多利用AM 调制方式的一种广播，像在高频(3-30MHz)中的国际短波广播所使用的调制方式也是AM，甚至比调频广播更高频率的航空导航通讯(116-136MHz)也是采用AM 的方式，只是我们日常所说的AM 波段指的就是中波广播(MW）。
那FM 呢？它也同MW的命运相类似。
我们习惯上用FM 来指一般的调频广播（76-108MHz，在我国为87.5-108MHz、日本为76-90MHz），事实上FM 也是一种调制方式，即使在短波范围內的27-30MHz 之间，做为业余电台、太空、人造卫星通讯应用的波段，也有采用调频（FM）方式的。
而SW 呢？其实可以说是对短波的一种简单称呼，正确的说法应该是高频(HF:High Frequency)比较贴切。
而短波这名称是怎么来的呢？以波长而言，中波(MW)介于200-600 米(公尺)之间，而HF 的波长却是在10～100 米(公尺)之间，与上述的波长相比较，HF 的波长的确是短了些，因此就把HF 称做短波(SW: Short Wave）。
同样的，比中波MW 更低频率的150KHz-284KHz 之间的这一段频谱也是作为广播用的，以波长而言，它大约在1000～2000 米(公尺)之间，和MW 的200-600 米相比较显然”长”多了，因此就把这段频谱的广播称做长波(LW: Long Wave)。
调幅波的波形
uAM Uc (1 ma cos t ) cos c t
u U cos t
uc Uc cos ct
Umax Uc (1 ma )
Uc
返回
Umin Uc (1 ma )
波形特点：
ma
1 2
U max U min Uc
maa 1
（1）调幅波的振幅（包络）变化规律与
调
制信号波形一致
一般m值(2越)可大调以调幅看幅度出越m：a深反：映mm了aa调 幅10时时的强弱最未程大调度调幅，幅(百分之百)
仿真
休息1 休息2
ma 1时 过调幅,包络失真,实际电路中必须避免
3、调幅波的频谱
返回
（1）由单一频率信号调 幅
uAM Uc (1 ma cos t )cos ct
Uc
cos
ct
P在AM调制调Pc信幅 波P号上边一周P下期边 内P，c 1调 下幅m2a边信2 频 号12 m输aUc出Uc 的12 m平aUc均上边总频功率
(4)边带功率，载波功率与平均功率ω之c -间Ω 的ω关c +Ω系：
双边带功率 载波功率
ma 2 2
单边带功率 平 均 总 功 率
ma 2 4 2ma2
双边带功率 平均总功率
U cos(c )t
ω ωc-Ωmax
限带信号
下边带(c n ) 含信息
载波
Ωmax 调幅波
ωc
ω
下边频带
上边频带
ωc-Ωmax
ωc
ωc+Ωmax
ω
4、AM信号的产生原理框图
返回
由于：uAM Uc (1 ma cos t)cosct
Uc cosct ma cos t Uc cosct
浅谈调幅广播与调频广播
浅谈调幅广播与调频广播随着生活水平的提高，人们对只能收听中波调幅广播的收音机已经不满足了，在选购收音机时，要求具备调频、调幅两种功能的产品。
那么电台为什么要用调频、调幅两种不同的方式进行广播？调频广播与调幅广播各有什么特点，又有什么区别？下面来谈谈这个问题。
大家知道，无线电广播是依靠空间的高频电磁波来传播节目的。
在这里，高频电磁波并不含有任何信息，只起了“运载工具”的作用。
因此，又称它为载波。
平时讲的中央人民广播电台的频率为540 千赫、上海人民广播电台的频率为990 千赫，就是载波的频率。
而要传送的广播节目的频率要比载波的频率低得多，在30 赫～15000 赫之间，称为音频信号或低频信号。
低频信号是传不远的。
必须设法把它与高频载波叠加起来，才能达到远传的目的。
这种叠加的过程，称它为调制。
用无线电俗语讲：用低频信号控制高频振荡的过程称为调制。
常用的调制方式有两种：当被控制的是高频振荡的幅度时，或者讲使高频振荡的幅度随着音频信号的大小变化而变化，这种调制方式称为调幅。
如果被控制的是高频振荡的频率，或者讲使高频振荡的频率随着音频信号的大小变化而变化，这种调制方式称为调频。
调幅的特点是载波的频率始终不变，而载波幅度变化的形状与音频信号变化的形态一样。
我们把幅度变化的轨迹称作包络线。
从图 1 中可以看出，包络线的形状与音频信号是相同的。
被音频信号调制后的载波，称已调波。
未调制前的载波是正弦波，而已调波不再是单一的正弦波了，它是几个正弦波相加的结果。
并且是按照某种数学规律相加组合而成的。
如果用一个单音频率信号f a ，去调制载波频率 f c 时，可用数学方法分解出已调波是由3 个正弦波相加组成的。
它的频率成分为：载频 f c ；比载频f c 高的载频加音频f c ＋f a ，称上边频；比载频f c 低的载频减音频 f c － f a ，称下边频。
把这3 个正弦波的相对振幅及频率关系用图来表示便称为调幅波的频谱图，见图 2 （ a ）。
广播论文：中波广播发送技术概述
广播论文：中波广播发送技术概述摘要：本文主要介绍了调幅广播原理，简要介绍了目前国内中波发射台常用的几种类型的发射机。
关键词：广播；调幅；频率；发射机一、引言随着信息时代的进入，广播技术取得了飞跃的发展。
除了调幅广播、调频广播和电视广播外，卫星广播、图文数据广播、数字音频广播（dab）以及高清晰度电视（hdtv）广播等新型广播相继问世并已经得到长足发展。
二、广播发射机分类（1）按工作频段划分无线电频段和波段划分示于表1中波广播发射机的频率范围为526.5khz—1605.5khz，波长为570米—187米。
短波广播发射机的频率范围为3.2mhz—26.1mhz，波长为93.8米—11.5米。
87-108mhz，波长为3.45米—2.78米。
（2）按功率等级划分大功率发射机是指单机输出功率在50kw以上的发射机。
中小功率发射机是指单机输出功率小于50kw的发射机。
（3）按调制方式划分调幅方式有栅极调制、帘栅极调制、板极调制、自动板极调制，数字条幅等。
由于音频加工方式不同，板极调幅又可分为乙类板极调制（am）、脉冲宽度调制（pdm）、脉冲阶梯调制（psm）、单边带调制（ssb）等多种调制方式。
三、调幅广播原理模拟调幅包括角度调制和幅度调制。
（一）角度调制角度调制又可分为频率调制和相位调制。
高频振荡信号的频率随着调制信号幅度的变化而变化称为频率调制，简称调频（见图1）。
用音频信号对载频信号进行调制，得到调频信号。
在音频信号正峰时刻，调频信号的瞬时振荡频率最高，而在音频信号负峰时刻，调频信号的瞬时振荡频率最低。
高频振荡的初相位随着调制信号幅度的变化而变化称为相位调制，简称调相。
实际上频率调制与相位调制没有本质上的区别，因为频率的变化总是和相位的变化密切相关的，频率的变化总伴有相应的相位变化，而相位的变化也伴随着相应的频率变化。
（二）幅度调制1、调幅和调幅度高频振荡的幅度随着调制信号幅度的变化而变化称为幅度调制，简称调幅（见图2）。
实验一 调幅信号的波形和频谱
一、实验目的 1、初步了解 Matlab 软件的使用，能写出简单的小程序，看懂代码。 2、理解连续信号在计算机中的表示形式，理解时域与频域的采样定理，理解傅里叶变换在 信号分析中的重要作用。 3、了解 AM 、DSB-SC、SSB 信号的具体的数学模型，并了解用 Matlab 产生的原理和调 制的实现方法。 4、观察 AM、DSB-SC、SSB 信号波形及振幅频谱的特点。 5、掌握 AM 、DSB-SC、SSB 信号调制的通信模型和原理，学会使用 Matlab 软件对信号 进行仿真的原理和设计方法。 二、实验内容 假设基带信号为 mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fm*t) ，载波频率为 10HZ ，仿真 AM 、 DSB-SC 、 SSB 信号，观察其波形和频谱。 三、仿真模型
AM： close all; clear all; dt=0.001; fm=1; fc=10; T=5; t=0:dt:T; mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fm*t); %N0=0.01; %AM=modulation A=2; s_am=(A+mt).*cos(2*pi*fc*t); B=2*fm;
subplot(312) [f,sf]=T2F(t,s_DSB); psf=(abs(sf).^2)/T; plot(f,psf); axis([-2*fc 2*fc 0 max(psf)]); title('DSB 信号功率谱 '); xlabel('f'); subplot(313) plot(t,rt);hold on; plot(t,mt/2,'r--'); title(' 相干解调后的信号波形与输入信号的 比较'); xlabel('t') SSB: close all; clear all; dt=0.001; fm=1t(2)*cos(2*pi*fm*t); %N0=0.01; %ssb modulation A=2; s_ssb=real(hilbert(mt).*exp(j*2*pi*fc*t)); B=fm; %noise=noise_nb(fc,B,N0,t); %s_ssb=s_ssb+noise; figure(1) subplot(311) plot(t,s_ssb);hold on; plot(t,mt,'r--'); title('ssb 调制信号'); xlabel('t'); %SSB demodulation rt=s_ssb.*cos(2*pi*fc*t); rt=rt-mean(rt);
抑制载波调幅波的特点
抑制载波调幅波的特点一、概述载波调幅波（AM）是一种广泛应用于无线电通信中的调制方式，它将音频信号与高频载波信号相乘，形成一个带有音频信息的调制信号。
然而，在实际应用中，AM调制存在着许多问题，例如抗干扰能力差、频谱利用率低等。
为了解决这些问题，人们提出了抑制载波调幅波（DSB-SC）调制方式。
二、DSB-SC的定义DSB-SC是指在AM调制的基础上，将载波信号完全抑制掉的一种调制方式。
在DSB-SC中，只有包含音频信息的副载波信号被保留下来传输。
三、DSB-SC的特点1. 高效利用频谱资源由于DSB-SC只传输副载波信号，因此其频谱利用率比AM更高。
在同样带宽下，DSB-SC可以传输更多的信息。
2. 抗干扰能力强由于抑制了载波信号，在传输过程中不会受到外界电磁干扰对载波信号的影响。
因此，在相同条件下，DSB-SC比AM具有更好的抗干扰能力。
3. 复杂度高DSB-SC调制需要进行两次调制，即先将音频信号调制到载波上，再将其与一个180度相位差的载波信号相乘。
这使得DSB-SC的实现更为复杂。
4. 信号解调困难由于DSB-SC抑制了载波信号，因此在接收端需要进行解调，以还原出原始的音频信号。
但是由于抑制了载波信号，因此在解调时需要使用同样的180度相位差的载波信号作为参考。
这增加了解调器的复杂度。
四、DSB-SC的应用1. 广播电视DSB-SC广播是一种广泛应用于无线电广播和电视传输中的调制方式。
由于其高效利用频谱资源和抗干扰能力强等特点，使其成为广播电视领域中最常用的一种调制方式。
2. 通讯系统DSB-SC也被广泛应用于通讯系统中。
例如，在数字通讯系统中，为了提高数据传输速率和抗干扰能力，在发送端会将数字信息转换成模拟信号，并采用DSB-SC调制方式进行传输。
五、总结综上所述，DSB-SC是一种高效利用频谱资源、抗干扰能力强的调制方式。
尽管其实现复杂度较高，但在广播电视和通讯系统等领域中得到了广泛的应用。
调幅、检波、混频
• 调幅波的公式
uAM (t) Ucm(1 M a cost) cosct
Ucm cosct UcmM a cost cosct
Ucm
cosct
1 2
U
cmM
a
cos(c
)t
1 2
U
cmM
a
cos(c
)t
–三个频率成分：载波 上边频 下边频
• 实现：用乘法器把交流电压相乘
• 演示内容(multisim)
Ma=0.3 ，
P
1 2
0.32
Pc
6.75W
P
(1
1 2
0.32
) Pc
156.7W
Pmax (1 0.3) 2 Pc 253 .5W
由上例可见：
（1） PΩ与 Ma 有关，Ma越大，边频功率PΩ越大。 （2） 有用信息含在边频中，载波不含信息。因此，载波功率大，浪 费了大量功率。
四．双边带信号
• 三个频率成分：
ωc-Ω ωc-Ω ωc
• 带宽：
BW=2F F——调制频率
• Mutisim 显示调幅 波
三、调幅信号的功率分配
设已调波的负载为RL，调制信号为单频率，则
1．载波功率
Pc
1 Ucm2 2 RL
2．上、下边频功率
P1
P2
1 ( M aU cm )2 22
1 RL
1 4
M
a
2
Pc
P
P1
P2
1 2
M
a
2
Pc
3．总平均功率
P
Pc
2P1
(1
1 2
M
a
2
)
各种波形频谱
各种波形频谱波形频谱是指信号的波形和频谱特性。
在信号处理和通信领域，通过对信号进行时域和频域分析可以揭示信号的特点和信息内容。
不同类型的信号对应着不同的波形和频谱特征，下面将介绍几种常见的波形频谱。
一、正弦波正弦波是一种周期性信号，具有连续且光滑的波形，其频谱特征为单一频率的谐波。
正弦波的频谱包含一个脉冲，且幅度峰值与输入信号的幅度成正比。
通过傅里叶变换，可以将正弦波从时域转换到频域，得到具体的频谱信息。
二、方波方波是一种非周期性脉冲信号，其波形特点为在一段时间内保持稳定的高电平，然后突然切换到低电平，形成一个矩形脉冲。
方波的频谱特征为一系列奇次谐波的叠加，频谱图中出现多个峰值，每个峰值对应一个谐波。
三、脉冲信号脉冲信号是指时间上非常短暂但幅度较大的信号，其波形特点为短暂的脉冲形状。
脉冲信号的频谱特征为宽带信号，频谱图中包含多个频率成分，其功率谱密度随频率呈衰减关系。
四、三角波三角波是一种周期性信号，其波形特点呈三角状，从低电平变为高电平再返回低电平。
三角波的频谱特征为具有多个谐波分量的频谱线。
五、矩形波矩形波是一种非周期性信号，其波形特点为在一段时间内保持高电平，然后突然切换到低电平，形成一个矩形脉冲，与方波类似。
矩形波的频谱特征为一系列奇次谐波的叠加。
六、白噪声白噪声是一种具有均匀频谱密度的信号，频谱特征为各频率成分的幅度相等。
在频谱图中，白噪声呈水平线状，表示信号在所有频率上均匀分布。
七、频率调制信号频率调制信号是指调制信号通过在载波信号上改变频率来传输信息的一种调制方式。
常见的频率调制信号包括调幅(AM)信号和调频(FM)信号。
频率调制信号的频谱特征与调制信号的频谱特征有关，通过频谱分析可以观察到不同调制信号对载波频谱的影响。
综上所述，不同类型的信号对应着不同的波形和频谱特征。
通过波形和频谱分析，可以深入了解信号的特点和信息内容，为信号处理和通信系统的设计提供可靠的基础。
调幅
max
ωc
下边频带 上边频带
ω
调幅波
ωc-
max
ωc
ωc+
ω
max
AM信号的产生原理框图 AM信号的产生原理框图
由于： 由于：u AM = U c (1 + m a cos Ω t ) cos ω c t
= U c cos ω c t + m a cos Ω t ⋅ U c cos ω c t
uΩ
调制波的功率
(4)边带功率，载波功率与平均功率之间的关系： 边带功率，载波功率与平均功率之间的关系： 边带功率
单边带功率 ma = 4 载波功率
2
2
ma 单边带功率 = 平均总功率 4 + 2ma 2
ma 2 双边带功率 2 = ma = 2 2 平均总功率 ma 2 + ma 1+ 2
调制信号 载波 ωc
1 m aU c 上边频 2
调幅波
下边频
1 m aU c 2
Uc
ωc -
ωc +
u AM = U c
限带信号的调幅波 1 + ∑ m cos Ω t cos ω t
n n c n
载波分量 : ω c 不含信息 同样含有三部分频率成份 上边带 (ω c + Ω n ) 含信息 下边带 (ω − Ω ) 含信息 c n 限带信号 限带信号
5.2.1 标准振幅调制（AM）信号分析 标准振幅调制（ ）
设：载波信号： uc = U c cos ωc t 载波信号：
u 调制信号： Ω = U Ω cos Ω t 调制信号：
u 幅信号（已调波）可表达为： 那么调 幅信号（已调波）可表达为： AM = U m ( t ) cos ω c t
同步检波调幅波和解调波的频谱结构
同步检波调幅波和解调波的频谱结构
同步检波是一种相干解调方式，它需要知道调制信号的相位和频率，并且需要一个本地振荡器来产生一个与载波同频同相的信号。
在同步检波中，解调器通过混频器将接收到的信号与本地振荡器产生的信号进行混频，得到两个差频信号，即中频信号和射频信号。
其中，中频信号包含了调制信号的信息，可以通过滤波器将其提取出来。
因此，同步检波的频谱结构主要包括中频信号和射频信号。
在同步检波过程中，由于调制信号的频率和相位都是已知的，因此中频信号的频谱结构与调制信号的频谱结构相同，只是频率发生了变化。
而射频信号的频谱结构则与本地振荡器的频率有关，通常是一个窄带信号。
需要注意的是，同步检波需要一个高性能的本地振荡器，以确保与载波的同步性。
如果本地振荡器的频率不稳定或者偏差太大，就会导致解调效果变差，甚至无法解调。
调幅波的频谱
调幅波的频谱
利用三角公式，可把式GS0905写成：
该式表明，调幅波包含了三种频率分量，即：角频率为ω0的载波分量，角频率为（ω0+Ω）的上边频分量和角频率为（ω0 - Ω）的下边频分量。
如果以频率ω为横坐标，幅度ua为纵坐标，则可得出单一频率正弦波调制时调幅波的频谱图，如图Z0904所示。
其中垂
线的长度代表振幅或相对振幅。
实际的调制信号并不是单一频率的正弦信号，而是包含了从Ωmin
到Ωmax各个频率迭加成的复杂信号，用这种信号对载波调制时，所
得频谱如图Z0905所示。
由图可见，载波ω0的两旁不再是两个边频，而是两个边频带，每个边带包含从Ωmin到Ωmax的频率范围，整个调幅波所占频带宽度为2Ωmax。
例如：调幅广播系统中，规定每个电台所占据的频带宽度为9kHz，因此。
每个电台所传送的音频信号频率应在4.5kHz以内。
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波形图
频谱图
信号 带宽
0-
0+
2( Ω ) 2π
0-
1 2
maV0
0+
2( Ω ) 2π
单边带信号
ma 2
V0
c
os(0
Ω)t
(或
ma 2
V0
c
os
(0
Ωt)
0-
1 2 maV0
0+
Ω 2π
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9.3.1 工作原理 9.3.2 平衡调幅器
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9.2.1 调幅波的数学表示式与频谱 9.2.2 调幅波中的功率关系
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1. 普通调幅波的数学表示式
首先讨论单音调制的调幅波。
载波信号： v0 V0 cos0t 调制信号： v V cos t
调 幅信号（已调波）： vAM Vm (t) cos0t
V
e jt
e jt 2
V
(
)
1 2
(
0
)
(
0
)
V0 m212a VV0
12mV2aV0
1 2 V0
ma 4
V0
ma 4
V0
1 2 V0
ma 4
V0
ma 4
V0
Ω 0 Ω
ω
0 ω
0
Ω
0
0
Ω
0
Ω
0
0
Ω
频谱搬运
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图 9.5.1 模拟乘法器电路
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1.定义
高频振荡 缓冲 声音
倍频
高频放大
发
调制
射 天
线
话筒 音频放大
将要传送的信息装载到某一高频载频信号上去的过程。
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2. 调制的原因 从切实可行的天线出发
为使天线能有效地发送和接收电磁波，天线的几何尺寸 必须和信号波长相比拟，一般不宜短于1/4波长。
i a0 a1(V0 cos0t V cos Ωt ) a2 (V0 cos0t V cos Ωt )2
a0
a2 2
(V0 2
V2 )
a1V0
3 4
a3V03
3 2
a3V0V 2
a2 2
V0 2
a1V
3 4
a3V3
3 2
a3V0 2V
a2 2
V 21 4
a3V3
a2V0V
3 4
a3V0V
2
a2V0V
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Vm (t) V0 (1 ma cos t)
Vmax Vo (1 ma )
Vo
Vmin Vo (1 ma )
ma
1 2
(Vm
ax
Vm
in
)
V0
Vmax V0 V0
V0
Vm in V0
调 调幅波的特点： 调(1调幅波的振幅（包络）变化规律与调制信号波形一致 (2) 调幅度ma反映了调幅的强弱度
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1
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9.1 概述 9.2 调幅波的性质 9.3 平方律调幅 9.4 斩波调幅 9.5 模拟乘法器调幅 9.6 单边带信号的产生
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9.7 残留边带调幅 9.8 高电平调幅 9.9 包络检波 9.10 同步检波 9.11 单边带信号的接收
1 2
mn
c os (0
Ωn )t
1 2
mn
c os (0
n
)t
V0 cos0t
n
1 2
mn
c os (0
n )t
n
1 2
mn
c os (0
n
)t
信号带宽 B 2Ωmax
调制信号
载波
Ωmaaxx
调幅波
ω0
下边带
上边带
ω0-Ωmax
o
ω0+Ωmax
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V0
c os0t
1 2
ma
c os (0
Ω)t
1 2
ma
c os (0
Ω)t
调制信号
Ω
载波
调幅波
下边频
ω0
上边频
ω0-Ω ω0+Ω
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(2) 限带信号的调幅波
v AM (t) V0 1
n
mn
c
osΩnt
c os0t
V0 cos0t
n
PAM
PoT
PDSB
(1
1 2
ma2 )PoT
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PAM
PoT
PDSB
(1
1 2
ma2 )PoT
当ma＝1时，PoT＝(2/3)Po ；
当ma＝0.5时，PoT＝(8/9)Po ；
V0
ma 2
V0
ma 2
V0
0
0
0
0
ω
载波本身并不包含信号，但它的功率却占整个调幅波功率 的绝大部分。
低频（音频）: 20Hz～20kHz 高频（射频）: 高频窄带信号
fmax 1000 BW 20k 2
f m in
f0 10k
AM广播信号: 535 ～1605kHz，BW=20kHz
fmax 3 f m in
BW 20k 1
f0 1000 k 50
BW f0 Q
low
20 10k 20k
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调制信号（音频） V cos Ωt
被调信号（射频） V0 cos0t
cos 0t
e j0t
e j0t 2
已调信号幅度 V (t) Vom 1 ma cos Ωt
已调信号
vo (t) V (t) cos0t
V (t) • cos0t
V
cos Ωt
图 9.1.2 检波器检波前后的频谱
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2. 组成
图 9.1.3 检波器的组成部分
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3. 检波的分类
二极管检波器 器件
三极管检波器
检波
信号大小
小信号检波器 大信号检波器
工作特点
包络检波器 同步检波器
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i2 a0 a1(V0 cos0t V cos Ωt ) a2 (V0 cos0t V cos Ωt )2
总的输出电流 总的输出电压
i i1 i2
vo i1 i2 R
平衡调幅电路
a0
a2 2
(V0 2
V2 )
a1V0
3 4
a3V03
3 2
a3V0V 2
a2 2
V0 2
a1V
3 4
a3V3
v (t) Vo (1 ma cos Ωt ) cos ot
如果将普通调幅波输送功率至 电阻R上，则载波与两个边频将分别
V0
ma 2
V0
ma 2
V0
得出如下的功率：
载波功率:
PoT
1 2
V0 2 R
上边频或下边频: PSB1
PSB2
1 2
0
0
0
0
1 2
maV0 2 R
1 4
ma 2 PoT
ω
在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是
从调幅波的频谱图可知，唯有它的上、下边带分量才实际地
反映调制信号的频谱结构，而载波分量仅是起到频谱搬移的作用， 不反映调制信号的变化规律。
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三种振幅调制信号
电压 表达式
普通调幅波
V0 (1 ma cos Ωt ) cos0t
载波被抑制双边带调幅波
maV0 cos Ωt cos0t
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9.4.1 工作原理 9.4.2 实现斩波调幅的两种电路
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{ S1(t)
1 cos0t0 0 cos0t0
图 9.4.1 斩波调幅器方框图
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图 9.4.2 斩波调幅器工作图解
集电极调幅 基极调幅
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1.定义
fo – fs = fi
高频放大
混频
fs
fs
中频放大
检波
低频放大
fi
F
F
fo 本地振荡
从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。
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图 9.1.1 检波器的输入输出波形
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3 4
a3V0
2V
3 4
a3V0V
2
3 4
a3V0
2V
0 Ω 2Ω3Ω