小功率调幅发射机的设计_毕业设计论文

学校代码：11059

学号：0905076042

Hefei University

毕业设计（论文）BACH ELOR DISSERTATION

论文题目：小功率调幅发射机的设计

学位类别：工学学士

年级专业（班级）： 09通信工程（2）班

完成时间：2013年5月29日

小功率调幅发射机设计

中文摘要

本课题是关于小功率调幅发射机的工作原理、分析制作方法及其安装调试。本课题包含主振级、缓冲级、振幅调制极、功率放大级、话筒和语音放大级，在调幅发射机中，话筒将话音信号转换为音频电信号，音频信号经放大后对载波进行调制产生调幅波，通过天线向外发射调幅电磁波，用调幅收音机即可以接收到清晰的话音。通过此次毕业设计我们加深并巩固了对小功率调幅发射机工作原理和非线性电子线路的进一步理解。掌握了一般电子产品的研制过程，学习测试高频信号的幅度和功率，掌握基本的试验技能（包括元器件的选择，电路的焊接）提高了解决实际问题的能力。

文中系统的设计了振荡器、音频放大器、振幅调制器和谐振功率放大器等系统单元电路，通过仿真软件Multisim，进行仿真并优化了系统电路。实现了各单元电路的功能。

关键词：小功率调幅发射机振荡器功率放大器调制器

Design Of Low Power AM Transmitter

Abstract

This topic is about the low-power AM transmitter works, analyze production methods and installation.

This topic contains the primary vibration level, buffer level, amplitude modulation electrode, the power amplification stage, a microphone and voice amplification stage, in the AM transmitter, the microphone voice signals into audio signals, the audio signal is amplified and modulates the carrier generated modulated wave, amplitude modulated electromagnetic waves emitted by the antenna outwards, with the AM radio that can receive clear voice. With this graduation we deepen and consolidate the work on the principle of low-power AM transmitter and a further understanding of nonlinear electronic circuits. Mastered the general electronic product development process, learning test signal amplitude and high frequency power, master basic skills tests (including the choice of components, circuit welding) improves the ability to solve practical problems.

In this paper the design of the system oscillator, audio amplifiers, amplitude modulator and power amplifier system unit resonant circuit simulation software Multisim, simulation and optimization of the system circuit. Achieve the function of each unit circuit.

Key words: low-power AM transmitter oscillator frequency power amplifier modulator

目录

第一章绪论 (1)

1.1小功率调幅发射机初步认识 (1)

1.2小功率调幅发射机国内外研究现状 (2)

1.3小功率相关技术及热点问题分析 (2)

1.3.1 调幅的基本概念 (2)

1.3.2 功率放大电路 (3)

1.3.3 小功率调幅发射机的技术指标 (3)

1.3.4 multisim软件的特点与应用 (4)

1.3 论文的主要研究工作 (5)

第二章小功率调幅发射机方案设计及单元电路方案选择 (6)

2.1 发射机的总体方案设计 (6)

2.2 单元电路形式选择 (7)

2.2.1本机振荡电路 (7)

2.2.2高频电压放大器 (7)

2.2.3振幅调制电路 (8)

2.2.4功率激励级 (8)

2.2.5功率放大级 (8)

2.2.6传输线与天线 (8)

第三章单元电路的设计与仿真 (9)

3.1 主振级与小信号电压放大级的设计 (9)

3.2 缓冲隔离级的设计 (12)

3.3 语音放大级电路设计 (13)

3.4 幅度调制电路的设计 (14)

3.5 高频谐振功率放大器的设计 (17)

3.5.1谐振功率放大器的设计原理 (17)

3.5.2谐振功率放大器的工作原理 (18)

3.5.3谐振功率放大器的性能特点 (21)

3.5.4电路的基本原理[1] (23)

3.5.5电路原理图 (23)

3.5.6功率放大器的设计过程 (24)

3.5.7谐振功率放大器的调整 (29)

3.5.8天线的相关知识及设计 (31)

第四章单元电路调试与整机统调 (32)

4.1 主振级调试 (32)

4.2 信号调制级调试 (33)

4.3 功率放大级调试 (33)

4.4 整机统调 (34)

4.5 主要技术指标测试方法 (34)

第五章硬件电路测试和结果分析 (36)

5.1 主振级硬件电路测试和结果 (36)

5.2 音频信号输入级硬件电路以及信号波形图 (37)

5.3 振幅调制级硬件电路测试和结果 (38)

5.4 功率放大级硬件电路的测试和结果 (39)

5.5结果分析 (41)

第六章总结与展望 (41)

参考文献 (42)

致谢 (44)

附录1 整机电路图（protel） (45)

附录2 整机电路实体图 (48)

附图3 所需原件列表 (49)

第一章绪论

1.1小功率调幅发射机初步认识

当今时代，信息技术发展十分迅猛，产品更新换代步幅更是明显加快，尤其是无线技术创新非常活跃，各类技术加快发展和融合，新技术新应用层出不穷，向社会各部门各领域的渗透日益广泛深入。目前，移动通信、卫星通信、雷达导航、遥控遥测、射电天文等40多种无线电业务已在我国的通信、广播、电视、国防、安全、铁路、交通、航空、航天、气象、渔业、科研等多个行业和领域广泛应用[1]。

调幅技术目前正广泛应用于通信与广播技术中，远距离世界性的信息传播使得调幅技术展现了更大的应用空间，如何更高效率的传播有用信息，而且使信号的失真度达到最小，是下一代调幅技术需要研究的主要方向。调幅技术也是其他通信技术研究的基础，通过研究调幅相关技术，能够对未来通信技术的发展产生更深远的认识。

调幅发射机常用于通信系统与其他无线电系统中，在中短波领域应用极为广泛，由于调幅简便，占用频带窄，设备简单等优点，因此在发射机系统中应用非常广泛。

在实际的广播发射系统中，中波调幅的频率范围为535 ～1605 千赫，音频信号中的高音频率应该被限制在 4.5 千赫以下，发射功率需要达到300W以上才能使空间覆盖面达到比较好的状态，此次设计需要在实验室环境中研究发射机的工作原理与原件选择，因此，根据实验室条件适当降低技术指标，载波频率采用实验室较为常用的6MHz，单音频调制信号选择1KHz，发射机功率初步定为1W。

目前，虽然调频技术以及数字化技术突飞猛进，其应用范围覆盖了无线通信技术的80%以上，但是由于小功率调幅发射机具有调制解调电路简单、调试容易、信号带宽窄和技术成熟等优点，因此仍然使其能够在中短波通信中广泛得以应用。课题以电子线路课程设计实践教学为应用背景，在仿真软件与实验室中完成一个完整的调幅发射机，并实现无线电报功能。

发射机的主要任务是利用低频音频信号对高频载波进行调制，将其变为在适合频率上具有一定的带宽，有利于天线发射的电磁波。一般来说，简易发射机主要分为低频部分、高频部分、以及电源部分。高频部分主要包括：主振荡器、缓冲放大级、中间放大级、功放推动级以及末级功放级。低频部分主要包括：话筒、

低频电压放大级、低频功率放大级以及末级低频功率放大级等。

1.2小功率调幅发射机国内外研究现状

调幅技术起源于上世纪20年代，商业广播先后在美、苏、英、德、法、中等国开播，调幅广播先后经历了中波调幅、短波调幅、数字化调幅等几个阶段。

尽管调幅广播的带宽只有9kHz或10kHz，音质无法与调频立体声相比，但是由于调幅广播发展时间最久，全球标准统一，在任何地方购买的收音机在全球各地都能使用，接收工具简单，而且可以方便地进行室内、外的便携接收与车、船中的移动接收。因此至今它仍然是世界上使用最广泛的广播媒体。

据统计，全世界现在已有3333座短波发射台，12590座中波发射台，25亿台调幅收音机，其中7亿台可收短波广播。

我国是AM广播的大国，新世纪开始实施的西部创新工程还将进一步扩大AM广播的规模，提高广播覆盖率与改变边远地区空中秩序。中国这样的大国不容易由调频(FM)广播覆盖，因而调幅广播仍然具有很大的市场。

1.3小功率相关技术及热点问题分析

1.3.1 调幅的基本概念

1、调幅定义

英文是Amplitude Modulation（AM）。就是载波幅度按照给定调制信号瞬时值函数改变的调制方式。该函数通常是线性的[1]。

2、调幅特点

一种调制方式，属于基带调制。使高频载波的频率随信号改变的调制（AM）。其中，载波信号的振幅随着调制信号的某种特征的变换而变化[2]。

3、调幅方式

调幅是使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化。也就是说，通过用调制信号来改变高频信号的幅度大小，使得调制信号的信息包含入高频信号中去，通过天线把高频信号发射出去，然后就把调制信号也传播出去了。这时候在接收端可以把调制信号解调出来，也就是把高频信号的幅度解调出来就可以得到调制信号了[2]。

1.3.2 功率放大电路

1、放大电路的基本原则

（1)输出功率大

要求输出功率尽可能大是为了获得较大的功率输出，此时应该让功放管的电压和电流都有足够大的输出幅度，因此管子往往在接近极限运用状态下工作[3]。

（2)输出效率要高

由于输出功率大，因此直流电源消耗的功率也大，这就存在一个效率问题。所谓效率其定义式就是负载得到的有用信号功率和电源供给的直流功率的比值。这个比值越大，意味着效率越高[8]。

（3)非线性失真要小

功率放大电路工作在大信号状态下，所以不可避免地会产生非线性失真，而且同一功放管输出功率越大，往往其非线性失真越严重，这就使输出功率和非线性失真成为一对主要矛盾。但是，不同场合下，对非线性失真的要求也不同，例如，在测量系统和电声设备中，非线性失真就显得重要，而在工业控制系统等场合中，则以输出功率为主要目的，对非线性失真的要求就降为次要了[4]。

2、放大电路的工作状态

（1)甲类放大

在输入正弦信号的一个周期内，都有电流流过三极管，这种工作方式通常称为甲类放大[1]。

（2)乙类放大

i> 0 ，称为乙类

在输入正弦信号的一个周期内，只有半个周期，三极管的

c

放大。

（3)甲乙类放大

i> 0 ，称为甲

在输入正弦信号的一个周期内，有半个周期以上，三极管的

c

乙类放大[4]。

1.3.3 小功率调幅发射机的技术指标

调幅发射机的主要技术指标：载波频率，载波频率的稳定度，输出负载电

阻L R ，发射功率A P ，发射机效率，调幅系数a M ，调制频率F 。

（1）发射功率

发射功率一般是指发射机输送到天线上的功率。只有当天线的长度与发射机高频振荡的波长λ可以相比拟时，天线才能有效地把载波发射出去。波长与频率的关系为：λ= c/f [1]。

若接收机的灵敏度Us=2μV ，则通信距离s 与发射功率A P 的关系式为

（1-3-1）

（2）工作频率或波段

发射机的工作频率应该根据调制方式，在有关部门所规定的范围内选取才可以。对调频发射机，工作频率一般选在超短波（30-300MHZ ）范围内；对于调幅发射机一般在中频（0.3-3MHZ ）和高频（3-30MHZ ）范围内[2]。

（3）总效率

发射系统发射的总功率与其消耗的总功率之比称之为发射系统的总效率，即

（1-3-2）

1.3.4 multisim 软件的特点与应用 A P /mW

50 100 200 300 400 500 s/km

2.84

3.38

4.02 4.45 4.82

5.08

{}{}4mW km 07.1A P s =c A A P P '=/η表1-3-1 发射功率与通信距离的关系

Multisim为美国国家仪器（NI）公司推出的以Windows为平台的仿真工具，适用于模拟与数字电路板的设计与仿真工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真和分析能力。

利用Multisim可以很好的解决理论与实践相脱节的问题,利用Multisim软件能够快速、轻松、高效地对电路进行设计与验证。

Multisim软件的特点：a.具有直观的图形界面b.具有丰富的元器件c.拥有强大的仿真能力d.拥有丰富的测试仪器e.拥有完备的分析手段等[6]。

1.3 论文的主要研究工作

(1)小功率调幅发射机设计包括载波振荡电路、低频单音振荡电路（电报功能）、音频放大电路、振幅调制电路、带通滤波电路、缓冲放大电路和丙类功率放大电路的设计；

（2）除振幅调制电路采用集成乘法器外，其余电路均采用分立元件设计；要求应用电路仿真软件设计，并通过仿真调试优化电路。

（3）设计指标：载波频率：fc=3.579MHz（或6MHz），频稳度≤10exp(-4)；低频单音振荡频率：F=1000Hz；单音调制调幅度：Ma≥0.8，音频调制平均调幅度Ma=0.4；无源带通滤波电路中心频率为载波频率，3dB带宽为9KHz，丙类功率放大电路的等效天线负载阻抗：RL=75Ω；发射功率：Po≥1W；效率：ηc≥60％以上。电源电压：Vcc=+12V。

第二章小功率调幅发射机方案设计及单元电路方案选择2.1 发射机的总体方案设计

简易的调幅发射机就是利用模拟乘法器将话筒输入的音频信号加入到主振级产生的高频载波信号中，再经过谐振功率放大器的作用，将已调信号进行功率放大，最后由天线辐射到空间进行传播。

根据设计要求，要求工作频率为6MHz，输出功率为1W。由于输出功率小，因此总体电路具有结构简单，体积较小的特点。其总体电路结构可分为载波振荡电路；单音振荡电路；音频放大电路；振幅调制电路；带通滤波电路；缓冲放大电路等。

发射机的主要任务是要完成有用的低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽，适合通过天线发射的电磁波[2]。

发射机一般分为三个部分：高频部分，低频部分和电源部分[3]。

高频部分一般包括：主振荡级，缓冲放大级，中间放大级，功率推动级以及末级功放级。

低频部分一般包括话筒，低频电压放大级，低频功率放大级和末级低频功率放大级。低频信号通过各级放大级的层层放大，最终在末级功放处获得所需的功率电平，从而可以对高频功率放大器进行调制。

采用典型的调幅发射机设计方案即可达到设计指标的要求，发射机的主要单元电路见下图（图2-1）：

图2-1 发射机的主要单元电路

图中各部分主要作用为：

主振级：有晶体振荡器产生频率为6MHz 的振荡载波信号。

缓冲级：将晶体振荡级与振幅调制级隔离，减少振幅调制级对晶体振荡器的干扰。

音频放大：将话筒发出的信号放大到调制电路所需要的调制电压。

振幅调制级：将音频信号加入到高频载波中，从而产生调幅波。

高频功放：对信号进行功率放大，加入到天线中，从而向空间辐射。

2.2 单元电路形式选择

2.2.1本机振荡电路

振荡电路选择要根据载波频率的高低和频率稳定度来确定，在频率稳定度要求不是很高的情况下，可以采用电容反馈式振荡电路，如克拉泼电路，希勒电路等。在频稳度要求较高的情况下，一般可以选用晶体振荡电路，也可以选用单片集成电路。本机设计要求频稳度要达到10exp(-4)，一般的LC 振荡电路频稳度约为231010-- ，达不到设计要求，因此由于本机频稳度要求较高，可以采用晶振作为主振级振荡器，从而可以达到较高的频率稳定度

[1][2][5]。

2.2.2高频电压放大器

高频电压放大器的主要作用是将振荡电路产生的振荡电压放大到一定程度后送到振幅调制器，可以选用高频谐振放大器。具体需要几级放大器需要看振幅调制器所选用的电路类型。当选用集成模拟乘法器作为振幅调制器时，由于输入信号要求为小信号，因此当输出电压能够满足要求是，可以考虑不用外加高频电

压放大器。但如果采用集电极调幅电路，就要另加一至二级高频电压放大器，用来满足集电极调幅电路的大信号输入。为简便起见，本机调幅器采用模拟乘法器MC1496进行调幅[4]。

2.2.3振幅调制电路

振幅调制器的任务是将所需传送的信息“加载”到高频振荡电压中，从而以调幅波的形式将已调信号发射出去。通常调制分为低电平调制和高电平调制，采用模拟乘法器实现调制的方法是属于低电平调制，低电平调幅电路具有输出功率小的特点，适用于功率较低的系统。模拟乘法器的出现，使高质量的调幅信号的产生变得很简单，而且成本也很低，因此本机采用模拟乘法器MC1496构成调幅电路[6]。

2.2.4功率激励级

由模拟乘法器调制电路输出的已调信号较小，不能满足末级功放的输入要求，因此，要在模拟乘法器后边加上功率激励级来放大已调调制的信号功率，从而满足后级电路的输入要求[7]。

2.2.5功率放大级

功率放大器是调幅发射机的最末级，它的主要任务就是要发射出发射机设计指标所要求的输出功率。本机所设计的为小功率调幅发射系统，通常采用丙类谐振功率放大器，如果一级放大器不能满足要求，可以选用两级或者三级[2]。

2.2.6传输线与天线

天线的主要作用是把已调制的高频信号变成电磁波，辐射到空间去，从而实现无线电的发射功能[6]。

由于无线设备本身的传播距离的限制，因此，若想达到比较理想的传播距离，必须外接天线[6]。这里面就必须涉及到两个概念：

1、频率范围

频率范围指的是天线的工作频段，这个参数决定了它适用于哪个无线标准的无线设[6]。

2、增益值

增益值表示天线的功率放大倍数，增益值越大代表对输入信号的放大倍数越大，传输质量也就越好[6]。

第三章单元电路的设计与仿真

3.1 主振级与小信号电压放大级的设计

主振级是调幅发射机的核心部件，其性能的好坏直接影响到发射信号的质量，因此，主振级产生的载波信号必须有较高的频率稳定度和较小的波形失真度，本机主振级备选方案可以有三种，RC正弦波振荡器，石英晶体振荡器，三点式LC正弦波振荡器等。

方案一：采用石英晶体振荡器，石英晶体振荡器具有较高的频率稳定度，在

10 数量级，而且，其工作状态稳选择合适的偏置电路的情况下，频稳度可达到11

定，波形失真度也比较小，因此，在频稳度要求较高的电路中，可以选用石英晶体振荡器作为主振级。

方案二：采用RC正弦波振荡器，由于RC振荡器主要是由电阻和电容组成的，在电路中并没有谐振回路，因此，RC振荡器不适合于作为高频振荡器。

方案三：采用LC三点式正弦波振荡电路，三点式振荡电路有电容三点式和电感三点式之分，相对来说，电容三点式的输出波形相对电感三点式要稳定，且频率变化不会改变电抗的性质，因此振荡器一般都采用电容三点式形式。在频率稳定度要求不是很高的情况下，可以采用普通的电容三点式振荡电路，如克拉泼电路和西勒电路。LC回路由于受到标准性和品质因数的限制，其频稳度一般只

能达到410-数量级。

为使整机电路简单并且频稳度度较高，本机采用石英晶体振荡器。

石英是一种各向异性的结晶体，其化学成分是二氧化硅。石英晶片所以能做成谐振器，是基于他具有压电效应的原理。晶片的固有机械振动频率又称为谐振频率，其值与晶片的几何尺寸有关，具有很高的稳定性[19]。

石英晶体振荡器是利用石英晶体谐振器作为滤波元件构成的振荡器，其振荡频率由石英晶体谐振器决定。与LC 谐振回路相比，石英晶体谐振器具有很高的标准性和极高的品质因数，因此石英晶体振荡器具有较高的频率稳定度，采用高精度和频稳措施后，石英晶体振荡器可以达到491010-- 的频率稳定度。

根据设计指标的要求晶体振荡电路如下所示，晶振，C1，C2，C3与T1构成改进型电容三点式振荡电路，振荡频率由晶振的等效电容和等效电感决定。电路中的T1静态工作点由R1R2和R3决定，在设计静态工作点时，应首先决定集电极电流Icq ，一般都取0.5mA~4mA ，Icq 过大会引起波形失真，有时还伴随产生高次谐波[6]。设晶体管β=60，Icq=2mA ，，由三极cc eq V V )3/1~2/1(=管的回路计算方法可推算出R1=150k Ω，R2=100Ω，R3=3k Ω。晶体振荡级与小信号放大级联合电路图如图（图3-1-1）所示[7]：

此电路中主振级工作在较低的6MHz 的频率上，一般晶体振荡器都能达到要求，且具有一定的输出电压，而且频率稳定度较高，无需进行倍频[3]。

频率输出需要通过C1微调，使振荡频率稳定在6MHz 。R1 、R2和0p R 构成图3-1-1 主振级单元电路

分压式偏置电路，C2和C3的串接电容直接并接在晶体两端，为晶体的负载电容。主振级的模拟仿真结果如下（图3-1-2和图3-1-3）所示，

由晶振产生的信号由于振幅较小，因此需要加入小信号放大器，从而提高振荡级的输出振幅，T1构成小信号电压放大器，由0

p R 控制输出电压的振幅。高频电压放大器的任务是将振荡电压放大以后送到振幅调制器，可以选用高频调谐放大器。需要使用几级放大器要看振幅调制器选择什么样的电路型式。如果选用集成模拟乘法器作振幅调制器，输入信号是小信号。当振荡器输出电压能够满足要求时，可以不加高频电压放大器。如果采用集电极调幅电路，就要使用一至二级高频电压放大器，以满足集电极调幅的大信号输入。谐振放大器的调试方法与阻容耦合放大器相同，首先应调整每一级所需的直流工作点，但要注意一点：在多级谐振放大器中，由于增益高，容易引起自激振荡。因此，在测试其直流工作点时，应先用示波器观察一下放大器的输出端是否有自激振荡波形。如果已经有自激振荡，应先设法排除它，然后再测试其直流工作点。否则，所测数据是不准确的。对于调谐放大器的频率特性、增益及动态范围的调整及测试，一般有两种方法，一种是逐点法；一种是扫频法。后者比较简单、直观。但由于其频标较粗，对于窄带调谐放大器难以精确测试[6]。

经过小信号放大后输出波形(图3-1-4）如下[5]：

图3-1-2 晶振产生的载波频率 图3-1-3 晶体振荡器输出波形

与未加入放大器时相比，波形和频率都没有变化，指示振幅（电压）有所增加。

3.2 缓冲隔离级的设计

为了减小调制级对主振级的影响，需要采用加入缓冲级的方法。在缓冲隔离级的选择上不论是在低频电路还是高频电路的整机设计中，缓冲隔离级常采用射极跟随器电路[1]。调节射极电阻Rp1，可以改变射极跟随器输入阻抗。如果忽略晶体管基极体电阻rb'b 的影响，则射极输出器的输入电阻'//i B L R

R R β= ，式中，'612()//L p p R R R R =+,45//B R R R '=，输出电阻Ro 为 Ro=(R6+Rp1)//r0 。式中，r0

很小，所以可将射极输出器的输出电路等效为一个恒压源[3]。缓冲隔离级单元电路图（图3-2-1）如右：

电压放大倍数V A 为：

式中，m g ——晶体管的跨导，一般情况下 。所以图示射极输出

器具有输入阻抗高、输出阻抗低、电压放大倍数近似等于1的特点。晶体管静态工作点应位于交流负载线的中点，一般取

，310CQ I mA = 。对于L

m L m V R g R g A '+'=11>>'L m R g CC

CEQ V V 21=图3-2-1 缓冲隔离级单元电路

图示电路，取6C E Q V V =，4CQ I mA =，若晶体管电流放大倍数β=60，则

61/ 1.5p EQ CQ R R V I k +==Ω，取R6=1k Ω的电阻，Rp1=1k Ω的电位器。10RB BQ I I ≈，βCQ

BQ I I =，

K I c q V c e q I e q V e q R k Rb Veq

Vbq Vcc R 1010)7.0Vcc 1055.824=+-===-=

β（ 估算功率激励级的输入阻抗为335Ω，即射随器的负载电阻Rp2=335Ω，并可计算出射随器的输入电阻Ri ，即 3.6B i L

R R K R β'==Ω' 输入电压Vi 为

为减小射随器对前级振荡器的影响，耦合电容C1不能太大，一般为数十皮法。C2为0.022μF 左右。

3.3 语音放大级电路设计

语音放大器主要是对语音信号进行放大和限频，经过放大后的语音信号送入调制级对高频载波信号进行调制，本机采用LM386进行语音功率放大。电源由6脚引入，4脚接地，8脚与地之间接有源滤波退耦电容C7。信号由3脚引入，经放大后由1脚经输出电容C8送到受调放大级。3脚到地之间接入C6和RP4组成负反馈电路，决定放大倍数的大小。RP4越小，电路增益越高；反之，增益越小[9]。语音放大级单元电路图（图3-3-1）如下:

V

1.2≈=i i i R P V

音频放大器输出波形模拟图（图3-3-2）如下[5]：

3.4 幅度调制电路的设计

所谓振幅调制就是用被传输的低频信号去控制高频振荡器，使其输出信号的幅度随着低频信号的变化而变化，从而实现低频信号搬移到高频段，被高频信号携带并有效进行远距离传输的目的。完成这种调制过程的装置称为振幅调制器。

振幅调制（AM ）就是用低频信号（调制信号）)(t U 去控制高频载波)(t U c 的振幅，使载波的振幅随调制信号成正比变化。调制过程如图所示：

图3-3-2 音频放大器输出波形模拟图

（a ）调制信号波形 （b ）载波信号波形 （c ）Ma ＜1时的已调波形

t t t

(1)普通调幅信号的数学表达式

为了突出基本概念，简化分析，假设调制信号为单频等幅余弦波，即

t U t U m Ω=ΩΩcos )( （3-4-1）

设载波电压为

t U t U c cm c ωcos )(= （3-4-2）

通常载波频率远远大于调制频率，即满足c ωΩ ，根据调幅的定义可直接

写出调幅波的表示式

t t m U t t U t U c a cm c AM ωωcos )cos 1(cos )()(Ω+== （3-4-3）

（2）调幅度的定义

调幅度（又称调制度或调制指数）反映了调制信号对高频载波幅度的控制能力，它是m a c U k U Ω=?与载波振幅之比，即

cm m

a cm c a U U k U U m Ω=?= （3-4-4）

式中，a k 为比例常数。但在实际测量中并不利用此公示计算，一般采用波形测量的方法，如右图（图3-4-2）所示，)cos 1(t m U a cm Ω+是包络函数，它反映了调幅信号包络线的变化。因此，在调制信号的一个周期内调幅信号的最大振幅为)1(max a cm cm m U U +=，最小振幅为)1(min a cm cm m U U -=，由此可得调幅度，

min max min

max cm cm cm cm a U U U U m +-= （3-4-5）

（d ）Ma=1时的已调波波形 （e ）Ma ＞1时的已调波波形 图3-4-1 调幅波调制过程 t t