图4-9 DSB调幅信号的波形图和频谱图
4.2.2 双边带调幅信号（DSB）
• 从上面频谱图可以得知，双边带调制信号 的频谱宽度为
•
BWDSB 2
(4-16）
• 双边带调幅同普通调幅比较有以下特点:
4.2.2 双边带调幅信号（DSB）
• 1. 从波形图上看，DSB调幅信号包络线不按调 制信号规律变化，而AM调幅信号的包络线按调制 信号规律变化
• 从式(4-17)和式(4-18）看，单频调制时， SSB信号是等幅波。
• 其幅值与调制信号的幅值成正比，它的频 率随调制信号变化而变化。因此它含有信 息特征。. 图4-10 SSB调幅信号的波形 图和频谱图
4.2.3 单边带调幅信号（SSB）
. 图4-10 SSB调幅信号的波形图和频谱图
4.2.3 单边带调幅信号（SSB）
4.2.1 普通调幅（AM ）
• 从频谱图可以看出，原调制信号频带宽度
为 ，普通调幅信号将调制信号频谱搬
移到载波的上下两边了，频带宽度 BWAM 2
4.2.1 普通调幅（AM ）
• 3. 普通调幅信号的功率关系
• 由式（4-10）可求得载波和上下边频在单 位电阻上的平均功率
• 载波功率
c max
c
c
max
c c max
c
c max
（a）
c max c c 6MHz
（b）
c c 6MHz
（c）
c c 6MHz
• 4.2.5 幅度调制电路识读
图4-18 MC1596构成的普通调幅电路
4.3角度调制原理与特性
• • 边频功率
p c

1 2
U
cm
2
（4-11）
•
PSB上＝PSB下＝
1 2

ma 2
U cm
2

1 4
ma2 pc
（4-12）
• 调制信号在一个周期内的平均功率
4.2.1 普通调幅（AM ）
p

p c

PSB上

PSB下
•

p c
1
1 2
ma 2

（4-13）
• 当 ma ＝1时，包含有用信息的上下边频功率只占 总功率的1/3,不含有用信息的载波功率占总功率
4.2.1 普通调幅（AM ）
图4-4 普通调幅电路模型
4.2.1 普通调幅（AM ）
• 2. 普通调幅信号的波形与频谱
• 按照上述简单分析，只要已知基带信号和 载波，就可以画出已调波的波形。
• 在一个信号周期内，其最大振幅为
•
Ucmax Ucm (1 ma )
（4-7）
4.2.1 普通调幅（AM ）
图4-5 普通调幅信号的波形与频谱
4.2.1 普通调幅（AM ）
• 最小振幅为
•
Ucmin Ucm (1 ma )
• 由上两式可得
（4-8）
•
ma

U cmax U cmax
Uc min Uc min
（4-9）
• ma 1 ， ma 且越大，调幅波的外包络线凹
陷越深，即调制越深。
ct f
0 u (t)dt
•
f (t ) f
t
0 u (t )dt
(4-27)
• 表示调频波瞬时相位与载波信号相位的偏
移量，简称相移
4.3.2 调频信号分析
• 调频波的数学表达式为
•
uFM
Ucm cos ct f (t) Ucm cos ct f
的2/3。实际应用中调幅系数是小于1的。因此，
AM调制能量利用率是很低的。目前AM制式主要
应用于中、短波无线电广播系统中，因为普通AM
制式的解调电路简单。
• 4.2.2 双边带调幅信号（DSB） • 双边带调幅信号数学表达式为
uDSB (t) Kuc (t)u (t)
• •即
KUcmcosctUmcost
• 被装载的参数为相位时称为相移键控调制，简称 为PSK调制（Phase Shift Keying）
4.1.2 信号调制方式与分类
调制方式
模拟调制
幅度调制（AM） 频率调制（FM） 相位调制（PM）
数字调制
幅移键控调制 （ASK） 频移键控调制（FSK） 相移键控调制（PSK）
图4-3 调制方式分类
（4-14）
•
uDSB
(t)

1 2
KmaUcmcos(c

)t

1 2
KmaUcmcos(c

)t
（4-15）
4.2.2 双边带调幅信号（DSB）
• 双边带调制实质为一乘法器，其电路模型 如图
uΩ(t)
uDSB(t)
uc(t) 图4-8 DSB信号产生电路模型
4.2.2 双边带调幅信号（DSB）

)（t 4-10）
• 由上式可见，普通调幅信号uAM (t) 的频谱包
括三种频率分量： c（载波）、 c （上
边频）、c （下边频）
4.2.1 普通调幅（AM ）
BW
基带频谱
下边带
上边带
ω
Ωmin Ωmax
ωc－Ωmax ωc－Ωmin
图4-7 一般调制信号的频谱图
ωc+Ωmin ωc+Ωmax
4.2.1 普通调幅（AM ）
• 且 fc ? F , 由幅度调制定义可知，幅度调制 是用基带信号控制载波的振幅，使载波的
振幅随基带信号的规律变化，因此调制后 形成的已调波 uAM (t)可表示为
• u AM ( t ) (Ucm kau ( t ))Cosct（4-4）
• 已调信号的振幅部分也可以表示为
• (t) c f u (t) c (t)
(4-24)
4.3.2 调频信号分析
• f 为与调频电路有关的比例常数，单位是
rad／s.v
• 又称为调频灵敏度
• (t)表示瞬时频率的线性变化部分，称为瞬 时频偏，简称角频偏。用 m 表示其最大 值，则
•
m f u (t) max (4-25)
• 4.3.1 概述 • 角度调制是用调制信号控制载波信号的频
率或相位来实现调制的 • 角度调制是用调制信号控制载波信号的频
率或相位来实现调制的 • 角度调制信号与幅度调制信号相比，要占
据更多的频带宽度
• 4.3.2 调频信号分析
• 设载波信号表达式为
•
uc (t) Ucm cos(ct 0 )
相位调制，简称PM（Phase Modulation）
4.1.2 信号调制方式与分类
• 数字量对载波进行调制时，根据被调制的参数不 同，也有三种调制方式
• 被装载的参数为幅度时，称为幅移键控调制，简 称ASK调制（Amplitude Shift Keying）
• 被装载的参数为频率时称为频移键控调制，简称 为FSK调制（Frequency Shift Keying）
4.3.2 调频信号分析
• m 表示瞬时角频率偏离中心频率的 c 最
大值。习惯上把最大频偏m 称为频偏。
• 根据瞬时相位与瞬时角频率的关系可知， 对式(4-24)积分可得调频波的瞬时相位
• (4-26) t
t
t
f (t)
(t)dt
0

0 c
f u (t)dt
波上去，也就是频谱搬移的过程
• 4.1.2 信号调制方式与分类
• 正弦波一般可表示为
• u(t) Acos(t) Acos(t 0)
（4-1）
• 正弦波都有三个参数：幅度、频率和相位
• 所谓调制，就是将调制信号加载在三个参 数中的某一个参数上，或幅值、或频率、 或相位随调制信号大小成线性变化的过程
•
mf

k f பைடு நூலகம்m

m

为调频波的最大相移，又称
4.2 幅度调制原理及特性
• 4.2.1 普通调幅（AM ）
• 1. 普通调幅信号的数学表达式
• 首先讨论调制信号为单频余弦波时的情况， 设调制信号为
• u (t) um cos t cos 2 Ft （4-2）
• 设载波信号为
•
uC (t) Ucm cosct cos 2 fct （4-3）
• 瞬时角频率
• (t) c k fUm cos t c m cos t (4-30)
• 瞬时相位
• (t)

ct

k f U m
sin
t
ct mf sin t
• 调频信号数学表达式
(4-31)
4.3.2 调频信号分析
• uFM Ucm cos(ct mf sin t) (4-32)
t 0
u
(t
)dt

(4-28)
• 以上分析表明，在调频时，瞬时角频率的
变化与调制信号成线性关系，瞬时相位的
变化与调制信号积分成线性关系。
• 设调制信号为单音频
•
u (t) UmCos t
(4-29)
4.3.2 调频信号分析
• 将上式分别代入式(4-24)、（4-26）、(428)得
第四章 信号调制的基本原理
第四章 信号调制的基本原理
• 要求 • 理解调制的基本概念，掌握三种模拟调制
的基本原理，会推导其表达式、波形和频 谱图分析，正确分析比较不同已调波的异 同点。了解三种数字调制信号的基本原理 和实现方法