振幅调变

调变方式
连续调变
其他	SM （类比）
脉波调变
类比	PAM · PDM · PPM
数位	PCM · PWM
展频
	CSS · DSSS · THSS · FHSS
另见
	调变 · 线路码 · 数据机 · ΔΣ调变 · OFDM · FDM

振幅调变（Amplitude Modulation，AM），也可简称为调幅，是在电子通讯中使用的一种调变方法，最常用于无线电载波传输资讯。在振幅调变中，载波的振幅（讯号强度）是与所发送的波形成比例变化的。例如，该波形可能是与扬声器再现的声音相对应，也有可能与电视像素的光强度相对应。这种方法与载波频率变化的频率调变，以及相位变化的相位调变均形成对比。

AM是最早用于通过无线电传送声音的调变方法。它在20世纪前二十年间发展，开始于Roberto Landell De Moura与范信达的在1900年的无线电话实验。^[1] 在今天，它仍在多种通讯形式中使用；例如用在可携式对讲机、VHF航空无线电、公民波段无线电与电脑的数据机中。「AM」通常指中波调幅无线电广播。

图1：音讯讯号（最上面）可由载波频率使用调幅或调频方式承载。

示意图

一个简单的振幅调变示意图如下：

振幅调变的讯号No.4就是(No.1+No.2)*No.3得来。

交换调变器(switching modulator)

交换调变器是一种可以产生AM波的方法。其中我们假设接到二极体的载波 $c(t)$ 振幅大到它可以在二极体特性曲线两边来回震荡。假设二极体是一个理想开关，在顺向偏压时阻抗为零。这样，我们就可以用片段线性来近似这个二极体与负载电阻组合的转换特性。

标准AM的简化分析

振幅调变图解

考虑一个频率为 $f_{{c}}$ ，振幅为 $A$ 的载波（正弦波）：

c(t)=A\cdot \sin(2\pi f_{c}t)\,

.

令 $m(t)$ 表示调变波形。对于这个例子，我们只需用一个比 $f_{{c}}$ 小很多的，频率为 $f_{m}$ 的正弦波调变：

m(t)=M\cdot \cos(2\pi f_{m}t+\phi )\,

，

其中 $M$ 是调变的振幅。我们需要让 $M<1$ 以使 $1+m(t)$ 总是正数。若 $M>1$ 则会出现过调变，从传输讯号中重构消息讯号会导致原始讯号的丢失。振幅调变的结果就是载波 $c(t)$ 乘以正数 $1+m(t)$ ：

$y(t)\,$	$=[1+m(t)]\cdot c(t)\,$
	$=[1+M\cdot \cos(2\pi f_{m}t+\phi )]\cdot A\cdot \sin(2\pi f_{c}t)$

在这个简单情形中 $M$ 与调变指数相同。当 $M=0.5$ 时调幅讯号 $y(t)$ 对应于图4中最上面的图（标记为「50%调变」）。

运用积化和差恒等式， $y(t)$ 可以用三个正弦波的和表示：

y(t)=A\cdot \sin(2\pi f_{c}t)+{\begin{matrix}{\frac {AM}{2}}\end{matrix}}\left[\sin(2\pi (f_{c}+f_{m})t+\phi )+\sin(2\pi (f_{c}-f_{m})t-\phi )\right].\,

因此，调变讯号有三个组成部分：载波 $c(t)$ 没有变，还有频率略高和略低于载波频率 $f_{{c}}$ 的两个纯正弦波（称为边带）。

解调方法

调幅解调器的最简单的形式包括一个充当包络检波器的二极体。另一种类型的解调器——乘积检波器的电路更加复杂，但能提供更好的解调品质。

调幅的优点

调幅是历史上最早发明的调变方式。调幅的优点是容易产生及恢复讯号。在发射器中，可以用交换调变器，或是平方率调变器（square-law modulator）来完成调变。在接收器中，可以用波封检测器，或是平方率检测器（square-law detector）来完成解调。也就是说，调幅系统成本十分低廉，这就是为什么AM无线电广播会如此受到欢迎。

调幅的缺点

浪费功率
载波 $c(t)$ 与带有资讯的基频讯号 $m(t)$ 并不相关。因此，传输载波就会浪费功率，也就是说，在调幅的总功率中，有一部分是真正有被 $m(t)$ 影响，有另一部分是被浪费的。
浪费频宽
AM波的上边带及下边带相互对称于载波频率，所以若我们知道其中一组边带的振幅谱及相位谱，由于对称性，我们就可以知道另外一组。这也表示在资讯传输的时候，其实只有一组边带就够了，通道也因此只需要提供基频讯号的频宽，所以，从这样的观点来看，因为调幅需要的传输频宽是讯息频宽的两倍，所以我们可以宣称它是浪费频宽的。

调幅的变化形式

要克服调幅的缺点，我们可以对调幅的过程做修改，但是这样的修改往往会造成系统的复杂度增加，也就是说，我们是在牺牲系统复杂度来使通讯资源能够更好的使用。

双边带抑制载波调变(DSB-SC调变)
DSB-SC的发射波只由上下边带组成。因为抑制了载波，所以可以节省传输功率，但是通道频宽需求还是跟原来一样，也就是讯息频宽的两倍。
残留边带调变(VSB调变)
VSB调变让一组边带几乎全部通过，而另一组边带几乎全不通过，也就是有少量的残留。所以，VSB的频宽需求，比起讯息频宽多了前述的残留边带的宽度。这种方式的调变，很适合用在宽频讯号，例如说电视讯号，在极低频率处含有显著的成分。又例如说，在电视广播中，很强的载波会跟被调波一起被发送，所以我们能在接收端处用波封检测器来解调讯号，因此接收器的设计得以被简化。
单边带调变(SSB调变)
SSB的被调波只由上边带或者是下边带组成，所以，SSB调变的功能是，将调变波的频谱在频域中转移到新的位置。单边带调变适合传送声音讯号。这样的调变方法需要的传输功率以及通道频宽都最少，但缺点是实现成本的增加以及系统复杂度的增加。

参见

调幅广播
AM立体声
用于AM无线电广播的中波波段
用于AM无线电广播的低频波段
频率调变
短波几乎普遍使用调幅，很少的情况下当频率在25 MHz以上时用调频。
调变，一些其他调变方法
振幅调变讯号系统（AMSS），一种用于向调幅讯号加入低位元率资讯的数位系统。
边带
无线电发射的类型，ITU指定的发射类型
波段
民用波段无线电台
正交振幅调变
DSB-SC

参考文献

注释

^ 存档副本 (PDF). [2015-11-23]. （原始内容存档 (PDF)于2015-11-24）.

来源

Newkirk, David and Karlquist, Rick (2004). Mixers, modulators and demodulators. In D. G. Reed (ed.), The ARRL Handbook for Radio Communications (81st ed.), pp. 15.1–15.36. Newington: ARRL. ISBN 0-87259-196-4.

外部连结

Amplitude Modulation by Jakub Serych, Wolfram Demonstrations Project.
Amplitude Modulation （页面存档备份，存于网际网路档案馆）, by S Sastry.
Amplitude Modulation （页面存档备份，存于网际网路档案馆）, an introduction by Federation of American Scientists.
Amplitude Modulation tutorial video with example transmitter circuit. Archive.is的存档，存档日期2014-12-29

[1] 存档副本 (PDF). [2015-11-23]. （原始内容存档 (PDF)于2015-11-24）.

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