什么是调幅（Amplitude Modulation）？

AM无线电是在美国使用的第一种无线电通信方式。AM （Amplitude Modulation）代表调幅，一种使用快速控制载波的幅度或功率电平来接收以低频传输的音频信号的技术。
AM电路是用于调制数据信号的简单放大器。数据调制是将信息（例如书面信息或图像）转化为信号，以便可以通过特定的传输介质进行传输。
今天我们将讨论调幅的工作原理以及 AM 电路的特点。

调幅的工作原理

载波幅度调制是一种信号调制形式，其中载波（射频信号）的幅度由另一个波形调制。
对于 AM，瞬时频率根据代表信息的一个或多个输入信号的幅度变化而变化。当消息信号调制载波的相位或幅度时，就会发生幅度调制。
AM常用于广播在无线电频率和各种其他应用中，例如电话、包括调制解调器的数据传输系统、磁记录和一些模拟视频设备。
幅度解调与幅度调制完全相反。它涉及获取已调制到其峰值或峰峰值电压的输入信号，提取波形中包含的信息，并通过去除/降低载波频率来生成数字表示。

调幅 (AM) 和调频 (FM)的区别

模拟调制可分为三种类型：调幅（AM）、调频（FM）、相位调制（PM）。

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调制的三种类型：调幅（AM）、调频（FM）、相位调制（PM）

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顶部曲线代表调制信号，底部曲线代表调制载波

一个被调制的波形由载波波形和调制波形组成。在 AM 中，载波的振幅将随着调制波形的电压电平而改变。在 FM 中，载波的频率将随着调制波形的电压电平而改变。仪器接受内部或外部调制源。在双通道仪器上，一个通道可以调制另一个通道。

调幅（AM）

调幅（AM） 可维持频率和相位常数并缩放振幅（与音频信号成正比）。在最简单的情况下，音频信号是正弦波，频域图看起来像三个音调 － 载波加上两个旁波带，以调制速率区隔。低频调制显示旁波带很靠近载波，而高频调制则显示旁波带离载波更远。
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时域中的调幅（AM）范例
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频域中的调幅（AM）范例

调频（FM）

调频可让振幅维持恒定，并随时间改变波形频率（与音频信号成正比）。如果音频信号是正弦波，则在频域中，调频看起来像是信号载波加上与调制相符的旁波带。您可以使用贝索（Bessel）函数来确认。记住，在频域中看起来可能与 AM 完全一样。
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时域中的调频（FM）范例
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频域中的 调频（FM） 范例
AM调幅FM调频
信号幅度不断变化。信号是恒定幅度的，实际频率是变化的。
易受噪声、失真和干扰的影响。从广播信息中难以去除载波信号。可以将载波信号与广播信息分离，从而减少噪声、失真和干扰。
沿直线行进并反射物体以到达多个位置。可以被建筑物和金属物体等障碍物阻挡。

为什么我们今天仍然使用幅度调制？


  • AM 广泛用于广播传输，因为它具有高保真度。
  • AM可以用简单的调谐器来接收，而FM需要一个复杂的解调器。
  • AM 信号更容易受到噪音的影响。

调幅有限制吗？

是的，使用幅度调制有一些限制。

  • AM 信号易受噪音影响，因此它们不适用于长距离或低质量的音频设备。
  • 过程会浪费功率，因为它通过向信号添加额外的基带频率分量来在多个频道上进行广播。

AM调幅通信系统

AM调幅通信系统是使用幅度调制来发送和接收信息的设备网络。
世界无线电通信大会 (WRC) 制定了电磁辐射标准。几十年来，它已经定义了峰峰值电压与在给定频率范围内传输的信息量的关系。例如：如果您有一个频率为 100 MHz 且峰峰值电压为 1 伏的载波，则电压的任何 +/- 1 伏的变化都会导致信息无法传输。此时，传输更多数据的唯一方法是通过幅度调制。

车内声波的声学信号

AM调幅无线电中的功率计算是一个将无线电台的功率转换为所需幅度的过程，让人们可以使用车载收音机或家用 AM 收音机收听。这种转换是通过“包络检测器”完成的，它检测信号的包络并将其作为音频波形输出。
您可以使用示波器测量 AM调制深度或 AM调制指数。我们可以将输入设置为正弦波，将垂直刻度电压/格设置为每格 5 伏，并将探头连接到 AM 无线电天线的外环之一。

哪种电路使用幅度调制？

AM 使用一种波来改变另一种波的强度。由此产生的波浪具有不同的特征，具体取决于您使用的方法和它所使用的波浪类型。有几种方法可以产生幅度调制，例如：

  • 调相
  • 调频
  • 阻抗调制
每种类型都可用于多种用途，包括数字无线电广播或通过电话线发送传真。

幅度调制分类

1. 单边带调制(SSB)是一种用于传输信息的调幅 (AM) 形式。在最常见的 SSB 应用中，仅传输调制载波的一个边带。术语“单边带”的意思是仅传输两个可能的边带中的一个及其镜像，或“上”和“下”边带。
特定频率的载波传输信息承载信号；在 SSB 传输的情况下，该载波被抑制，传输仅由上边带或下边带组成，加上足够的另一个边带来传输所有必要的信息。
2. 嗡嗡声调制是一个术语，指的是您在使用 AM 收音机时有时会听到的背景噪音或“嗡嗡声”。该设备的天线捕获来自电台的载波并通过其内部电路传播，这可能会受到杂散信号、电感负载等各种因素的干扰。这会扭曲正在发送的信息，从而导致低频嗡嗡声。
3. AM（正交AM）是一种数字通信技术，它使用同相和正交两种载波来承载数据。这是一种传输信息的常用方法，用于从电视广播到 WiFi 信号的所有领域。

调幅波

调幅波是一种载波，通过增加和减少其峰峰值来传达更多信息。例如，用于表示 "1 "的电压或电流，可以通过根据你的输入信号改变载波的振幅，将其设置为比用于表示 "0 "的电压或电流更大的电平。通过改变载波的振幅，你可以产生更多的信息，从而比通过其他方式传输更多的数据。

什么是峰峰值振幅？

峰峰值幅度是指信号最大电压的绝对值。
例如：如果您有一个幅度为 10 V 的正弦波，其峰峰值幅度将为 20 V（10 是波形上的最高点，20 是两倍高）。
大多数示波器可以通过为此目的引入附加电路来测量平均 (RMS) 电压之外的峰峰值电压。

超表面和幅度波调制

超表面是一种人工结构，可以通过改变电磁波的相位、极化、振幅等来控制电磁波的传播。例如，通过在天线顶部使用超表面来控制波的行为，您可以更好地消除噪声或将干扰降低 20 dB（小于 10 log[10] 的十倍）。

调幅和示波器

示波器的幅度精度是显示器的垂直轴（Y 轴）与输入波形的实际电压对应的接近程度。标准偏差用于测量波形的幅度。标准偏差越大，波形越分散。例如：如果您使用带有 100 MHz 载波的 10X 探头并将其显示在示波器上，则任何大于 ±0.1 V 的电压变化都将显示为 ±10V。这是由于 Y 轴通过 XY 模式放大了 10 倍。显示器与输入信号越接近，测量该信号特性（例如频率或功率）的精度就越高。

示波器对比频谱分析仪振幅

示波器最初设计用于测量电子信号的幅度，但随着时间的推移，它们已被用于更广泛的用途。
另一方面，频谱分析仪的输入通常具有高带宽和低本底噪声，以准确测量信号特性，包括功率和频率。
当您通过示波器的输入通道将示波器连接到频谱分析仪时，您可以看到示波器上显示的幅度（信号强度）以及频谱分析仪上显示的频率或频谱信息。这可以让您仅使用两台仪器而不是几台仪器来分析计算机上的 SDR I 数据等信号。

来源：是德科技