幅度调制（线性调制）原理以及常规调幅

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解决方案1：

幅度调制（线性调制）原理及常规调幅（AM）

一、幅度调制基本原理

幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。这里的“线性”是指频谱的搬移是线性的，即调制信号的频谱在频域内被简单地搬移到载波频率附近，而不发生频谱的非线性失真。

在幅度调制过程中，调制信号m(t)与载波信号c(t)（通常为正弦波）相乘，得到已调信号s(t)：

s(t) = m(t) * c(t)

其中，c(t)可以表示为：

c(t) = A * cos(ωct + φc)

A为载波幅度，ωc为载波角频率，φc为载波初相。

根据频域卷积定理，时域中两个函数的乘积对应于频域中两个频谱函数的卷积。因此，已调信号s(t)的频谱是调制信号m(t)的频谱与载波信号c(t)的频谱的卷积结果。由于载波信号c(t)的频谱是集中在ωc附近的，所以已调信号s(t)的频谱也是调制信号m(t)的频谱在频域内的简单搬移，且搬移量是载波角频率ωc。

二、常规调幅（AM）

常规调幅，又称标准调幅或双边带调制（AM），是幅度调制的一种基本形式。在AM调制中，已调信号的幅度随调制信号的变化而成正比地变化，且已调信号中包含载波分量。

AM信号的数学表达式为：

sAM(t) = [A0 + m(t)] * cos(ωct + φc)

其中，A0为载波幅度（未调制时的幅度），m(t)为调制信号（其幅度被在-A0到A0之间，以保证已调信号的幅度非负），ωc为载波角频率，φc为载波初相。

AM信号的频谱由三部分组成：载频分量、上边带和下边带。载频分量是频率为ωc的正弦波分量，其幅度为A0。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，位于载波频率ωc的上方；下边带是上边带的镜像，位于载波频率ωc的下方。因此，AM信号是带有载波分量的双边带信号。

AM信号的带宽是基带信号带宽fh的两倍，即BAM = 2fh。这是因为AM信号的频谱是调制信号频谱在频域内的简单搬移，且搬移量是载波频率ωc，所以AM信号的带宽等于调制信号带宽的两倍。

在实际应用中，AM调制具有实现简单、解调方便等优点，但也存在功率效率低、易受噪声干扰等缺点。为了提高功率效率和抗噪声性能，人们又发展了其他调制方式，如单边带调制（SSB）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）等。

以下是AM调制过程中的一些关键图片展示：

该图展示了AM调制信号的波形，可以看出已调信号的幅度随调制信号的变化而成正比地变化。

该图展示了AM信号的频谱，可以看出AM信号的频谱由载频分量、上边带和下边带三部分组成。

该图展示了AM信号中载波功率Pc和边带功率Ps的分配情况。在AM调制中，载波功率和边带功率的分配对信号的传输质量和功率效率有重要影响。

综上所述，幅度调制（线性调制）是一种基本的调制方式，其中常规调幅（AM）是最常见的一种形式。AM调制具有实现简单、解调方便等优点，但也存在功率效率低、易受噪声干扰等缺点。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的调制方式。