《高频电子线路》阳昌汉版 第5章_振幅调制电路解析
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0
（2）调幅度ma反映了调幅的强
弱程度，
ma
U mmax U mmin U mmax U mmin
可以看出：一般ma值越大调幅越深 Ucm
0
ma=0时 未调幅
ma=1时 最大调幅（百分之百）
ma>1时 过量调幅，包络失真，实际电路中必须避免
t
Ummax Ucm(1 ma )
t
Ummin Ucm(1 ma ) 7
0
t0
t
ma =1
百分百调幅波形
ma 1
过量调幅波形
3、频谱
ut Ucm1 ma cos Ωt cosct
Ucm
cos ct
1 2
maUcm
cos c
Ωt
1 2
maUcm
cos
c
Ωt
可见,调幅波并不是一个简单的正弦波，包含有三个频率分量：
载波分量c ：不含传输信息
上边频分量c Ω ：含传输信息
脉冲宽度调制(PWM) 脉冲波调制
脉冲位置调制(PPM)
脉冲编码调制(PCM) 3
三、调制与解调的方式
调制：由调制信号去控制载波的三参量（振幅、频率、相 位）之一，使其随调制信号线性变化。
调幅：用uΩ t 控制载波振幅 对应解调 检波 瞬时振幅：Um t Ucm kauΩ t uΩ t 调频：用uΩ t 控制载波频率 对应解调 鉴频 瞬时频率：t c kf uΩ t uΩ t 调相：用uΩ t 控制载波相位 对应解调 鉴相 瞬时相位：t ct kpuΩ t uΩ t
调制信号控制后改变的程度(0 ma 1)
把调幅波振幅变化规律，即Ucm 1 macosΩt称为调
幅波的包络。
6
2、波形
uΩ t UΩm cos Ωt
ut Ucm1 ma cos Ωt cosct
t
0
波形特点： （1）调幅波的振幅（包络）的 变化规律与调制信号波形一致
uc t Ucm cosct
调制：用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程。
解调：调制的逆过程，即从已调波中恢复原调制信号的过程。
2
二、调制的分类
按调制信号分
模拟调制 数字调制
本章以调制信号为模拟信号的 连续波调制为例进行讨论，其 结论也适合于数字调制
振幅调制（简称调幅，AM）
按载波信号分
连续波调制 （正弦波）
频率调制（简称调频，FM） 相位调制（简称调相，PM） 脉冲振幅调制(PAM)
Biblioteka Baidu
实际使用中， ma在0.1~1之间，平均值为0.3。可见普通 调幅波中含有信息的上下边频分量所占的功率非常小，而不含
信息的载波占绝大多数，因而调幅波的功率浪费大，效率低。 10
复习回顾
1、AM波数学表示式 2、AM波频谱结构 3、AM波的功率分配
11
三、多频调制
uΩ t UΩm1 cos Ω1t UΩm2 cos Ω2t ....UΩmn cos Ωnt
4
5.2 振幅调制原理及特性
5.2.1 普通调幅波
简称AM调幅波
一、普通调幅波一般表达式
载波信号：uc t Ucm cosct Ucm cos 2 fct
调制信号：uΩ t
普通调幅波振幅：Um t Ucm kauΩ t
ka由调幅电路决定
普通调幅波信号：
u t Um t cosct Ucm kauΩ t cosct
第 5 章 振幅调制电路
概述 振幅调制原理及特性 振幅调制电路
1
5.1 概 述
一、基本概念
调制信号：由原始信号转换成的低频信号
（基带信号） 信号
载波信号：（等幅）高频振荡信号
正弦波 方波
三角波
锯齿波
uΩ t UΩm cos Ωt uc t Ucm cosct
已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号
调制信号
载波
无载波 分量！
c
下边频
上边频 带宽：BW 2F
c Ω
c Ω
DSB波的频谱成份中抑制了载波分量，全部功率为边带占
有，功率利用率高于AM波。
14
3、波形
特点：
（1）载波相位在调制电压零 交点处要突变1800 （2）包络随调制信号变化， 但包络不能完全准确地反映 调制信号变化规律。
下边频分量 c Ω ：含传输信息
8
调制信号
Ω
载波
调幅波
ω U cm c
下边频
1 2 maU cm
1 2
maU
cm上边频
ωc - Ω ωc +Ω
特点: （1）调制过程是实现频谱线性搬移的过程
（2）调幅波的带宽：
BW 2 Ω 2F
2
9
4、功率
由于
u t
Ucm
cos ct
1 2 maUcm
通过相乘实现！
5
二、单频调制
1、表达式
uΩ t UΩm cos Ωt UΩm cos 2Ft u t Ucm kauΩ t cosct
Ucm kaUΩmcosΩtcosct
Ucm 1 macosΩt cosct
通常c Ω
ma
kaU Ωm U cm
调幅指数或调幅度，表示载波振幅受
同样含有三部分频率成份 上边频带分量c Ω1~c Ωn
调制信号
下边频带分量 c Ωn ~c Ω1
载波
通常c Ωmax
Ωmax 调幅波
ωc
ω
下边频带
上边频带
ωc-Ωmax
ωc
ωc+Ωmax
ω
特点:（1）实现频谱线性搬移
（2）调幅波带宽： BW
2 Ωmax
2
2Fmax
最高调 制频率
同单频调制，信息含于边带分量中，载波不含有用信 息，但载波占有很大能量。不经济。要抑制载波。
cos c
Ωt
1 2 maUcm
cos c
Ωt
故载波功率： PoT
1 2
U 2cm R
每一边频功率：Pc Ω Pc Ω
1 2
1 2
maU
cm
2
1 R
1 4
ma2 PoT
调幅波的平均总功率：
Poav
PoT
Pc Ω
Pc
Ω
PoT 1
ma2 2
当 ma = 1时，边频功率达到最大，但仅为Poav / 3
13
5.2.2 抑制载波的双边带和单边带调幅波
一、双边带调幅波 DSB波：抑制了载波分量，
只含上、下边带分量。
1、表达式
用载波和调制信号
ut uΩ tuc t
直接相乘实现！
单频调制时：u(t) UΩm cos Ωt Ucm cosct
2、频谱
1 2
U U Ωm cm
cos
c
Ω
t
cos
c
Ω
t
频谱只有 c Ω、c Ω
n
UΩmi cos Ωit i 1
u t Ucm ka
n
U
Ωmi
cos
Ωit
cos
ct
i1
Ucm 1
n
mai
cosΩi
t
cos
ct
i1
U cm
cos
ct
U cm 2
n
mai cos c Ωi t cos c Ωi t
i 1
mai
kaU Ωmi U cm
12
载波分量c
（2）调幅度ma反映了调幅的强
弱程度，
ma
U mmax U mmin U mmax U mmin
可以看出：一般ma值越大调幅越深 Ucm
0
ma=0时 未调幅
ma=1时 最大调幅（百分之百）
ma>1时 过量调幅，包络失真，实际电路中必须避免
t
Ummax Ucm(1 ma )
t
Ummin Ucm(1 ma ) 7
0
t0
t
ma =1
百分百调幅波形
ma 1
过量调幅波形
3、频谱
ut Ucm1 ma cos Ωt cosct
Ucm
cos ct
1 2
maUcm
cos c
Ωt
1 2
maUcm
cos
c
Ωt
可见,调幅波并不是一个简单的正弦波，包含有三个频率分量：
载波分量c ：不含传输信息
上边频分量c Ω ：含传输信息
脉冲宽度调制(PWM) 脉冲波调制
脉冲位置调制(PPM)
脉冲编码调制(PCM) 3
三、调制与解调的方式
调制：由调制信号去控制载波的三参量（振幅、频率、相 位）之一，使其随调制信号线性变化。
调幅：用uΩ t 控制载波振幅 对应解调 检波 瞬时振幅：Um t Ucm kauΩ t uΩ t 调频：用uΩ t 控制载波频率 对应解调 鉴频 瞬时频率：t c kf uΩ t uΩ t 调相：用uΩ t 控制载波相位 对应解调 鉴相 瞬时相位：t ct kpuΩ t uΩ t
调制信号控制后改变的程度(0 ma 1)
把调幅波振幅变化规律，即Ucm 1 macosΩt称为调
幅波的包络。
6
2、波形
uΩ t UΩm cos Ωt
ut Ucm1 ma cos Ωt cosct
t
0
波形特点： （1）调幅波的振幅（包络）的 变化规律与调制信号波形一致
uc t Ucm cosct
调制：用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程。
解调：调制的逆过程，即从已调波中恢复原调制信号的过程。
2
二、调制的分类
按调制信号分
模拟调制 数字调制
本章以调制信号为模拟信号的 连续波调制为例进行讨论，其 结论也适合于数字调制
振幅调制（简称调幅，AM）
按载波信号分
连续波调制 （正弦波）
频率调制（简称调频，FM） 相位调制（简称调相，PM） 脉冲振幅调制(PAM)
Biblioteka Baidu
实际使用中， ma在0.1~1之间，平均值为0.3。可见普通 调幅波中含有信息的上下边频分量所占的功率非常小，而不含
信息的载波占绝大多数，因而调幅波的功率浪费大，效率低。 10
复习回顾
1、AM波数学表示式 2、AM波频谱结构 3、AM波的功率分配
11
三、多频调制
uΩ t UΩm1 cos Ω1t UΩm2 cos Ω2t ....UΩmn cos Ωnt
4
5.2 振幅调制原理及特性
5.2.1 普通调幅波
简称AM调幅波
一、普通调幅波一般表达式
载波信号：uc t Ucm cosct Ucm cos 2 fct
调制信号：uΩ t
普通调幅波振幅：Um t Ucm kauΩ t
ka由调幅电路决定
普通调幅波信号：
u t Um t cosct Ucm kauΩ t cosct
第 5 章 振幅调制电路
概述 振幅调制原理及特性 振幅调制电路
1
5.1 概 述
一、基本概念
调制信号：由原始信号转换成的低频信号
（基带信号） 信号
载波信号：（等幅）高频振荡信号
正弦波 方波
三角波
锯齿波
uΩ t UΩm cos Ωt uc t Ucm cosct
已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号
调制信号
载波
无载波 分量！
c
下边频
上边频 带宽：BW 2F
c Ω
c Ω
DSB波的频谱成份中抑制了载波分量，全部功率为边带占
有，功率利用率高于AM波。
14
3、波形
特点：
（1）载波相位在调制电压零 交点处要突变1800 （2）包络随调制信号变化， 但包络不能完全准确地反映 调制信号变化规律。
下边频分量 c Ω ：含传输信息
8
调制信号
Ω
载波
调幅波
ω U cm c
下边频
1 2 maU cm
1 2
maU
cm上边频
ωc - Ω ωc +Ω
特点: （1）调制过程是实现频谱线性搬移的过程
（2）调幅波的带宽：
BW 2 Ω 2F
2
9
4、功率
由于
u t
Ucm
cos ct
1 2 maUcm
通过相乘实现！
5
二、单频调制
1、表达式
uΩ t UΩm cos Ωt UΩm cos 2Ft u t Ucm kauΩ t cosct
Ucm kaUΩmcosΩtcosct
Ucm 1 macosΩt cosct
通常c Ω
ma
kaU Ωm U cm
调幅指数或调幅度，表示载波振幅受
同样含有三部分频率成份 上边频带分量c Ω1~c Ωn
调制信号
下边频带分量 c Ωn ~c Ω1
载波
通常c Ωmax
Ωmax 调幅波
ωc
ω
下边频带
上边频带
ωc-Ωmax
ωc
ωc+Ωmax
ω
特点:（1）实现频谱线性搬移
（2）调幅波带宽： BW
2 Ωmax
2
2Fmax
最高调 制频率
同单频调制，信息含于边带分量中，载波不含有用信 息，但载波占有很大能量。不经济。要抑制载波。
cos c
Ωt
1 2 maUcm
cos c
Ωt
故载波功率： PoT
1 2
U 2cm R
每一边频功率：Pc Ω Pc Ω
1 2
1 2
maU
cm
2
1 R
1 4
ma2 PoT
调幅波的平均总功率：
Poav
PoT
Pc Ω
Pc
Ω
PoT 1
ma2 2
当 ma = 1时，边频功率达到最大，但仅为Poav / 3
13
5.2.2 抑制载波的双边带和单边带调幅波
一、双边带调幅波 DSB波：抑制了载波分量，
只含上、下边带分量。
1、表达式
用载波和调制信号
ut uΩ tuc t
直接相乘实现！
单频调制时：u(t) UΩm cos Ωt Ucm cosct
2、频谱
1 2
U U Ωm cm
cos
c
Ω
t
cos
c
Ω
t
频谱只有 c Ω、c Ω
n
UΩmi cos Ωit i 1
u t Ucm ka
n
U
Ωmi
cos
Ωit
cos
ct
i1
Ucm 1
n
mai
cosΩi
t
cos
ct
i1
U cm
cos
ct
U cm 2
n
mai cos c Ωi t cos c Ωi t
i 1
mai
kaU Ωmi U cm
12
载波分量c