調幅波

經過調幅的電波

使載波(被調製信號)振幅按照調製信號改變的調製方式叫調幅。經過調幅的電波叫調幅波。它保持著高頻載波的頻率特性,但包絡線的形狀則和調製信號波形相似。調幅波的振幅大小,由調製信號的強度決定。調幅波用英文字母AM表示。

調幅波平均功率中真正有用的分量是邊頻功率,載波功率無用。

術語簡介


用低頻信號直接控制高頻振蕩的某個參數(振幅、頻率或相位),使高頻信號具有低頻信號的特性,這一過程稱為調製。因此把低頻信號稱為調製信號或調製波,高頻振蕩稱為載波,經過調製后的高頻振蕩稱為已調波。
調製的用途是藉助於頻率較高的高頻振蕩將某種低頻信號(例如電報信號或某些聲音)發射出去,達到無線通訊的目的。
用調製信號去控制高頻載波的振幅,使載波的振幅按調製信號的規律變化,便可得到調幅波。
調幅波
調幅波
調幅波的特點是已調波保持著高頻載波的頻率特性,而高頻振幅變化所形成的包絡波形就是調製信號的波形。
在廣播電視中,聲音和圖像明暗的變化頻率是比較低的。按電磁原理,低頻電磁波不易發射,若所有的電台都以聲頻或圖像頻率發射出去,則接收者將同時收到所有電台的信號,而相互干擾。
欲傳輸的信號或欲發送的信號被稱為調製信號或調製波。例如反映聲音變化規律的音頻信號、反映圖像變化規律的視頻信號以及代表其它信息的電信號等。
如前所述,調製信號是不宜直接發送的。而高頻振蕩所產生的電磁波,則宜於發射、調製的目的,就是使這個高頻電磁波載著調製信號一起發送出去。用以載送調製信號而尚未調製的高頻電振蕩或電磁波稱為載波。廣播中,載波通常是正弦波
它有一個基本的角頻率(或頻率),不同的電台,以不同的高頻載波發射,接收者就不會同時接收不同電台的信號而產生干擾。

原理推導


設調製信號是簡諧振動,其表示式為,如果用它來對載波。t進行調幅,那麼,在理想的情況下,已調波的振幅為
式中,k為比例常數。因此,已調波可表示為
已調波的重複頻率等於載波頻率,m稱為調幅係數或調幅度,它的數值範圍為0(未調幅)至1(百分之百調幅),是一個反映調幅程度的量。
對調幅波的頻譜分析表明,調幅過程中產生了上、下邊頻這兩個新的頻率成分,因此要實現調製變換,必須利用非線性器件,利用專門的調製裝置或調製器來實現。

解調檢波


把輸入信號振幅的變化轉變為輸出電壓大小的變化,即調幅的逆變換,實現調幅波的解調。
調幅波可用相干解調和非相干解調(包絡檢波)解調。

相干解調

亦稱“同步解調”。利用接收端提供一個與收到信號載頻同步的參考載波(或稱相干載波)來實現的解調方式。
調幅波
調幅波
利用信號間的相干性,使待接收信號與本地基準信號相位同步,以便從所接收的已調波中,恢復調製信號的一種解調方弱信號的接收能力。

非相干解調

調幅制廣播所用的解調器,用以恢復調製在載波上的音頻包絡信號,稱為包絡檢波器,也可稱為線性檢波器。最簡單常用的是二極體檢波器。

平衡調幅


平衡調幅(抑制載波的雙邊帶調幅DSB-SC),在彩電、立體聲廣播、通信等系統中得到廣泛的應用。
平衡調幅與一般調幅的區別是:一般調幅波的頻譜含上邊頻、下邊頻和載頻三部份,而平衡調幅波的頻譜只有上邊頻和下邊頻,沒有載頻分量。
由於DSB信號不含載波,它的全部功率為邊帶佔有,所以發送的全部功率都載有信息,功率利用率高於一般調幅。
一般調幅有信息的邊頻功率不到總功率的。