调幅波ＡＭ的性能分析

熊　能

[摘要]众所周知,现实生活中最常用的调制方式莫过于幅度调制。尽管现在数字调制得到广大的应用,但是模拟调制是基础,且现有的很多设备中都有大量的模拟通信设备,其中的调幅应用很广泛。阐述调幅的定义及其性能分析,以及分析其在现实中的应用。

[关键词]调幅、性能分析、实际应用。

中图分类号:TN3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0810064-01

无线电广播、无线电通信、遥控遥测都是利用无线电波传送信息,把远距离地文字、图片、现场视频信息传到接收端,其中的各种信息首先被转换成电信号以调幅渡(AM)或别的形式发送。一般调幅波常用于10kHz～35MHz的高频段,有线长途电话通信的主要方式就是调幅波,在电视中图象信息传送也采用了调幅波。调幅除了广播、通信、遥控领域应用外,还常用来测试信号源,测试信息通道或某些电子产品的技术性能。例如测试接收机灵敏度、失真度f、选择性、测试信号的包络延时等。那到底什么才是调频波呢?为什么它应用这么广泛呢?

一、调幅波概念

幅度调制(Amplitude Modulation),是由调制信号去控制高频载波的幅度,使之随调制信号做线性变化的过程。

调幅调制电路中有两个输入信号:一是输入调制信号Uu(t),它含有所需传输的信息。另一是输入高频等幅信号(又称载波信号)Uc(t)=Ucosωt。振幅调制的功能就是在它们共同作用下产生所需的振幅调制信号。因此调幅波(已调波)表示成为:U(t)=Uc(1+macosΩt)cosωt,其中ma=kaUΩ称为调幅系数或调幅度。调制波形图如图1、其频谱图形如图2。

二、调幅波的调制原理

调制是把基带信号的频谱搬到了载频位置,这一过程可以通过一个相乘器与载波相乘来实现。即将调制信号和一直流信号相叠加,然后与载波相乘形成调幅信号。AM调制模型如图3。

三、调幅波的解调原理

(一)相干解调。解调与调制的实质一样,均是频谱搬移。它是调制的反过程,把在载频位置的已调信号的频谱搬移回原基带位置。相干解调也叫同步检波。可以用相乘器与载波相乘来实现。相干解调的模型如上图图4。

(二)包络解调。AM信号在满足|ma|≤A0的条件下,其包络与调制信号Uc(t)的形状完全一样。因此,AM信号除了可以采用相干解调外,一般采用简单的包络检波法来恢复信号。它属于非相干解调,因此不需要相干解波。包络检波原理图如上图5。

四、调幅波的性能分析

(一)抗干扰能力。外来的各种干扰、电磁干扰等,对已调波的影响主要表现为产生寄生调幅,形成噪声。因此可以用限幅的方法,消除干扰所引起的寄生调幅。而调幅制中已调幅信号的幅度是变化的,因而不能采用限幅,也就很难消除外来的干扰。因此,调幅波的抗干扰能力比较差。

(二)功率利用率。在调幅制中,当ma=1时,反映信息的两个边频功率增至最大,此时它为平均功率Pav的1/3,而不反映信息的载波功率却占2/3,功率利用率不高。据统计,电台广播语言信号时,其平均调幅度仅为0.2～0.25,就以0.3计,则边频功率仅占平均功率的很小一部分,还不足5%,而95%以上的载波功率被白白浪费掉。

(三)频带宽度。由上图二可知,AM的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像。因此,AM信号是带有载波分量的双边带信号,它的带宽是基带信号的带宽的2倍。BAM=2fH。而单边带调制信号的带宽是基带信号的带宽相等,调频信号的带宽是基带信号的2(mf+1)倍。

五、实际应用

考虑到普通调幅的实现技术比较简单,广大用户的接收机采用的解调容易制作且便宜,其通频带较窄,因此,在无线电广播系统中至今仍广泛采用普通调幅系统。例如,大部分学校的广播系统,由于其覆盖范围比较窄加上其对信噪比的要求不是很高,建立调幅系统的造价比较低,所以得到了广泛的应用。

参考文献:

[1]阳昌汉,高频电子线路,北京:高等教育出版社,2006.

[2]谢嘉奎,电子线路非线性部分(第四版),北京:高等教育出版社,2000.

[3]任庆、范撼本,电子测量,成都:成都电子科技大学出版社,1992.

作者简介:

熊能(1988-),湖南湘潭人,通信工程专业。