双边带调幅波信号波形
幅度调制（AM调制、DSB（双边带）调制、SSB、VSB）
幅度调制（AM调制、DSB（双边带）调制、SSB、VSB）幅度调制（线性调制）是由调制信号去控制⾼频载波的幅度，使之调制信号的频谱线性变化。
载波信号：c(t)=A cosωc t，基带信号为m(t)，则已调信号为：（设基带信号m(t)的频谱为M(ω)）s m(t)=Am(t)cosωc tS m(ω)=A2[M(ω+ωc)+M(ω−ωc)]可以看到，幅度调制就是把基带信号的频谱搬移到ωc处，再乘以1/2 。
是线性变换。
AM调制s AM(t)=[A0+m(t)]cosωc tS AM=πA0[δ(ω+ωc)+δ(ω−ωc)]+12[M(ω+ωc)+M(ω−ωc)]为使⽤包络检波的⽅式进⾏解调，要求 |m(t)|<=A0 clear all;%% AM调制fs = 800; % 采样速率，单位kHzdt=1/fs; % 采样时间间隔，单位msT = 200; % 采样的总时间。
频谱分辨率（df=1/T）。
t = 0 : dt : T-dt;fm = 1; % 调制信号的频率，单位kHzfc = 10; % 载波信号的频率，单位kHzm = cos(2*pi*fm*t); % 调制信号A = 3; %直流信号s = (m+A).*cos(2*pi*fc*t); %已调信号[f,sf] = T2F(t,s);figure(1)plot(t,s);axis([0,2,-4,4]);figure(2)plot(f,abs(sf));axis([-15,15,0,max(abs(sf))]);DSB调制s DSB(t)=m(t)cosωc t S DSB(ω)=12[M(ω+ωc)+M(ω−ωc)]，只能⽤相⼲解调clear all;%% DSB调制% DSB（双边带）只需将调制信号m(t)与载波信号cos(wt)直接相乘即可dt=1/800;T = 200; % 采样的总时间。
频谱分辨率（df=1/T）。
普通双边带调幅与解调实验设计报告
普通双边带调幅与解调实验设计报告一、实验目的1．掌握普通双边带调幅与解调原理及实现方法。
2．掌握二极管包络检波原理。
3．掌握调幅信号的频谱特性。
4．了解普通双边带调幅与解调的优缺点。
二、实验内容1．观察普通双边带调幅波形。
2．观察普通双边带调幅波形的频谱。
3．观察普通双边带解调波形。
三、实验器材1. 信号源模块2. PAM、AM模块3. 终端模块4. 频谱分析模块5. 20M双踪示波器一台6. 立体声耳机一副7. 连接线若干四、AM调制解调电路基本原理2.1振幅调制电路2.1.1振幅调制AM调制也称普通调幅波，已调波幅度将随调制信号的规律变化而线性变化，但载波频率不变。
设载波是频率为ωc的余弦波： uc(t)=Ucm cosωct, 调制信号为频率为Ω的单频余弦信号，即UΩ(t)=UΩmcosΩt(Ωωc),则普通调幅波信号为:uAM(t)= (Ucm+kUΩm cos Ωt)cosωct =Ucm(1+MacosΩt)cosωct （1）——式中：Ma＝kUΩm/Ucm，称为调幅系数或调幅度AM调制信号波形如图1所示：图1.普通调幅波形显然AM波正负半周对称时：MaUcm＝Umax－Ucm ＝Ucm－Umin，调幅度为：Ma=( Umax－Ucm )∕Ucm =( Ucm－Umi n )∕Ucm。
Ma＝0时，未调幅状态Ma＝1时，满调幅状态（100％），正常Ma值处于0～1之间。
Ma>1时，普通调幅波的包络变化与调制信号不再相同，会产生失真，称为过调幅现象。
所以，普通调幅要求Ma必须不大于1。
图2所示为产生失真时的波形。
图2.Ma>1时的过调制波形2.1.2 振幅调制电路的组成模型从调幅波的表达式（1）可知，在数学上调幅电路的组成模型，可以由一个相乘器和一个相加器组成。
如图3所示：图3.低电平调幅原理图2.2振幅解调电路2.2.1包络检波原理振幅解调是振幅调制的逆过程，从频谱的角度看就是将有用信号从高频段搬到低频段。
双边带调幅波的频谱、带宽及功率要点
由图可见，上下边频分量对称的排列在载波分量的两侧，
则调幅波的带宽fbw为:
fbw ( f c F ) ( f c F ) 2F
与普通调幅波带宽的表达式一样。
2.多频调制时的频谱与带宽
利用积化和差可把式
uDSB (t ) U cm cos ct maj cos j t
谢谢
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《高频电子技术》课程
双边带调幅波频 谱、带宽及功率
目 录
01 单频调制时的频谱与带宽
02 多频调制时的频谱与带宽
03 双边带调幅波功率的计算
1.单频调制时的频谱与带宽
利用积化和差可把式
uDSB （t）= u（ ） cos ct maUcm cos t cos ct t
fbw ( fc Fn ) ( fc Fn ) 2Fn 2Fmax
与普通调幅波带宽的表达式一样。
3.双边Байду номын сангаас调幅波功率关系
双边带调制方式可以大大节省发射机的功率。其平均功率为：
Pav Psb Psb 上 Psb 下
1 2 ma Pc 2
3.双边带调幅波功率关系
本节课我们主要给大家讲解了双边带调幅波的频谱、 带宽和功率的计算。
从频谱中知道:双边带调幅波仍然是频谱搬移电路；
与普通调幅波带宽一样，都是调制信号最高频率的2倍。
从功率公式我们知道 : 双边带调幅波的功率中已不再
有载波分量，其总功率是上、下两个边频功率之和。
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2.多频调制时的频谱与带宽
频谱：
Um/V 调制信号 下边带 上边带
0 F F 1 2
双边带调幅
计算机与信息工程学院验证型实验报告一、实验目的1.掌握普通双边带调幅与解调原理及实现方法。
2.掌握调幅信号的频谱特性。
3.了解普通双边带调幅与解调的优缺点。
二、实验仪器装有MATLAB的计算机一台三、实验原理1、具有离散大载波的双边带幅度调制信号AM该幅度调制是由DSB-SC AM信号加上离散的大载波分量得到，其表达式及时间波形图为：应当注意的是，m(t)的绝对值必须小于等于1，否则会出现下图的过调制：AM信号的频谱特性如下图所示：由图可以发现，AM信号的频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量。
2.信号解调从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调。
对于振幅调制信号，解调就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程。
解调是调制的逆过程。
可利用乘积型同步检波器实现振幅的解调，让已调信号与本地恢复载波信号相乘并通过低通滤波可获得解调信号。
3..滤波器解调后的信号还需要进行低通滤波滤去高频部分才能获得所需信号。
低通滤波器种类繁多，每一种原理各不相同。
本系统有FIR与IIR两种滤波器可供选择。
三、仿真设计实验结果&分析讨论实验仿真结果从仿真结果看，AM调制信号包络清晰，可利用包络检波恢复原信号，接收设备较为简单。
其频谱含有离散大载波，从理论分析可知，此载波占用了较多发送功率，使得发送设备功耗较大。
3、结果分析：根据通原理论课的知识可知，信号的AM调制比较容易实现，但其功率谱中有相当大一部分是载频信号，效率非常低。
四、程序代码//基带信号m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),fc=20khz,求AMclear allexec t2f.sci;exec f2t.sci;fs=800; //采样速率T=200; //截短时间N=T*fs; //采样点数dt=1/fs; //时域采样间隔t=[-T/2:dt:T/2-dt]; //时域采样点df=1/T; //频域采样间隔f=[-fs/2:df:fs/2-df]; //频域采样点数fm1=1; //待观测正弦波频率，单位KHz，下同fm2=0.5; //待观测余弦波频率fc=20; //载波频率//以上为初始化参数设置m1=sin((2*%pi)*fm1*t); //待观测正弦波部分M1=t2f(m1,fs); //傅里叶变换MH1=-%i*sign(f).*M1; //希尔伯特变换mh1=real(f2t(MH1,fs)); //希尔伯特反变换m2=2*cos((2*%pi)*fm2*t); //待观测余弦波部分M2=t2f(m2,fs); //傅里叶变换MH2=-%i*sign(f).*M2; //希尔伯特变换mh2=real(f2t(MH2,fs)); //希尔伯特反变换s1=(1+(m1+m2)/abs(max(m1+m2))).*cos((2*%pi)*fc*t); //AM信号时域表达式S1=t2f(s1,fs); //AM信号频域表达式//以上是仿真计算部分//以下为绘图部分//AM信号xset('window',1)plot(f,abs(S1))title('AM信号频谱')xlabel('f')ylabel('S(f)')mtlb_axis([-25,25,0,max(abs(S1))]);xset('window',2)plot(t,s1)title('AM信号波形')xlabel('t')ylabel('s(t)')mtlb_axis([-3,3,-3,3]);。
单边带双边带残留边带调幅
残留边带调幅（VSB）
由于单边带调制复杂，解调质量较差，低频衰减很大，无法传送直流成分， 故在单边带调幅和双边带调幅间折衷为残留边带调幅。 残留边带：传送被抑制边带（下边带）的一部分 (I) ，
抑制被传送边带（上边带）的一部分 (II) ， 且两部分互相对称。 物理意义：上下边带之和构成完整信息。 残留边带信号带宽比单边带略宽，实际只传送上边带信息，但可传直流成份。
双边带调幅（DSB）
2、双边带（抑制载波）调幅，DSB 调制信息全部包含在上下边带内， 载波信号中不包含任何信息，且占有绝大部分发射功率。 因此抑制载波不影响信息传输，且可节省发射功率。
调制：V (t)
VC (t)
VDSB (t) V (t) VC (t)
乘法器可产生 DSB 信号
VDSB (t) V (t) VC (t) cos t cosCt
选非互补两彩色（保证方程独立）计算压缩系数：
黄: [kU (0 0.89)] 2 [kV (1 0.89)] 2 1.33 0.89 得： kU 0.493
青: [kU (1 0.70)] 2 [kV (0 0.70)] 2 1.33 0.70
kV 0.877
PAL 制对红色差信号FV 逐行倒相来克服色调失真：
将红蓝色差信号进行幅度压缩 (见后面) ：
红色差 V 0.877 (R Y )
蓝色差 U 0.493 (B Y )
将色差信号 U、V 对副载波 SC 进行正交凋幅，形成色度信号： F FU FV U sin SCt V cosSCt Fm sin(SCt )
Fm U 2 V 2 色饱和度（深浅）
我国电视制式：PAL - D
黑白制式 彩色制式
PAL 制色度信号
双边带和单边带调幅原理
双边带和单边带调幅原理小伙伴，今天咱们来唠唠双边带和单边带调幅这个超有趣的事儿哦。
咱先来说说调幅是啥。
你可以把它想象成是给一个信号穿上不同的“衣服”，这个信号呢，就像是一个小模特。
调幅就是改变这个小模特身上衣服的样式，不过这里的衣服就是信号的幅度啦。
那双边带调幅又是咋回事呢？你看啊，当我们有一个载波信号，就像是一个很有规律的小波浪，它有自己的频率和幅度。
然后呢，我们有一个要传输的信息信号，这个信息信号就像是一个调皮的小精灵，它会跑来跑去地改变载波信号的幅度。
双边带调幅呢，就是把这个信息信号和载波信号混合起来，结果就产生了两个边带哦。
这两个边带就像是载波这个小波浪两边多出来的小尾巴，它们包含了我们想要传输的信息呢。
比如说，载波信号是一个很漂亮的正弦波，频率是f0，信息信号频率是fm，那双边带调幅之后，就会在f0 + fm和f0 - fm的地方出现这两个边带。
这就像是在原本单调的载波道路上，开了两条岔路，这两条岔路上跑着的就是我们的信息啦。
再来说说单边带调幅。
单边带调幅就更酷啦。
你想啊，双边带调幅虽然把信息放在了两个边带上，但是呢，这两个边带其实有很多重复的信息，就像是你穿了两件一模一样的衣服出门，有点浪费资源呢。
单边带调幅就很聪明啦，它只保留了双边带中的一个边带，把另外一个边带给扔掉了。
这样做有啥好处呢？一方面呢，它节省了频谱资源。
频谱资源就像是一条很窄的小胡同，大家都想在里面走，单边带调幅占的地方小，就给其他信号留出了更多的空间。
另一方面呢，它的功率利用效率更高哦。
就好像是你本来要给两件衣服都洗干净花很多力气，现在只需要洗一件衣服，省力又高效。
你可能会问，那怎么把双边带变成单边带呢？这就需要一些特殊的方法啦。
有一种方法是滤波法。
就像是用一个超级精细的小筛子，把我们不需要的那个边带给筛掉，只留下我们想要的单边带。
不过这个小筛子可不好做呢，它需要非常精准地把不需要的边带过滤掉，不能把有用的信号也给弄丢了。
常规双边带调幅与解调电路分析
王晓彤
常规双边带调幅（AM）信号的特点是载波的振幅受调制信号的控制 作周期性的变化，变化的周期与调制信号的周期相同，振幅变化与 调制信号的振幅成正比。常规双边带调幅波（AM）信号的解调是把 接收到的已调信号还原为调制信号。它的解调方法有两种：相干解 调与包络解波。本文对常规双边带调幅波（AM）信号的原理、具体 实现电路、解调的的原理、解调的具体实现电路进行了研究和分析
ห้องสมุดไป่ตู้
包络检波的具体实现电路
在解调电路中，常采用二极管包络检波对调幅信号进行解
调。因为二极管的作用是实现高频包络检波，所以要求二 极管的正向导通压降越小越好。R 为负载电阻，C 为负载 电容，它的值应该选取在高频时，其阻抗远小于R ，可视 为短路；而在调制频率（低频）时，其阻抗则远大于R ， 可视为开路。利用二极管的单向导电性和检波负载RC 的充 放电过程，就可以还原出与调幅信号包络基本一致的信号。 具体电路如下图所示。
调制的方式可分为连续波调制与脉冲波调 制两大类，连续波调制是用信号来控制载 波的振幅、频率或相位，因而分为调幅、 调频和调相三种方式；脉冲波调制是先用 信号来控制脉冲波的振幅、宽度、位置等， 然后再用这已调脉冲对载波进行调制，脉 冲调制有脉冲振幅、脉宽、脉位、脉冲编 码调制等多种形式。幅度调制是用调制信 号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调 制信号的规律 变化的过程
常规双边带调幅波的特点是载波的振幅受调制信号的控制作周期性 的变化，这变化的周期与调制信号的周期相同，振幅变化与调制信 号的振幅成正比。调制信号m(t )叠加上 直流后再与载波相乘， 则 输 出 的 信 号 就 是 常 规 双 边 带 调 幅 （ AM ） 号 。 调制模型如图1所示
调幅(AM)与双边带(DSB)调制
调幅（AM）与双边带（DSB）调制幅度调制：是正弦波的幅度随调制信号线性变化。
幅度调制信号一般模型为图1 幅度调制器的一般模型4.2.1 调幅波的时域分析（时间表达式和时间波形）定义：载波的幅度随调制信号线性变化。
由标准调幅的定义可以得出标准调幅的模型，如图4.2.2所示。
图4.2.2 标准调幅的模型AM信号的时域表示式通常，设。
AM信号的时域波形图4.2.3 AM时域波形由波形知AM信号的特点：⑴幅度调制：将已调波AM信号与调制信号相比，AM 信号的包络是随调制信号线性变化。
⑵频率未变：将已调波AM信号与载波相比，AM信号的频率与载波相同，也就是说，载波仅仅是幅度受到了调制，频率没有发生变化。
⑶线性调幅的条件在情形下，AM信号的包络随调制信号呈线性关系变化，此时是线性调幅。
线性调幅的AM信号的包络中携带了基带信号的全部信息。
当时，AM信号的包络和调制信号相比，不再呈线性关系变化，此时仍然是调幅信号，但不是线性调幅。
图4.2.4 临界调幅与过调幅AM信号时域波形通常，我们称这种现象为过调现象，也称这种情况下的调制为过调制。
为了衡量标准调幅的调制程度，定义AM信号的调制指数线性调幅的条件为，当时出现过调幅。
4.2.2 调幅波的频谱AM信号的频域表示式为绘出AM频谱图如图4.2.5所示。
图4.2.5 AM信号的频谱AM信号频谱特点：（1）上、下边带均包含了基带信号的全部信息。
通常我们把图 4.2.5（c）中的正频率高于和负频率低于的频谱合称为上边带（USB）；正频率低于和负频率高于的频谱合称为下边带（LSB）。
可见，上、下边带均包含了基带信号的全部信息。
无论是线性调幅还是过调幅，AM信号的上、下边带都均包含了基带信号的全部信息。
（2）幅度减半，带宽加倍。
（3）线性调制。
比较调制信号的频谱与AM信号的频谱，可以发现，AM信号频谱中的边带频谱是由调制信号的频谱经过简单的线性搬移到和两侧构成的。
在这个频谱搬移过程中，没有新的频率分量产生。
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任务4.2 振幅调制电路
4.2.1各类调幅波的基本性质 4.2.2普通调幅电路
4.2.3双边带调幅电路 4.2.4单边带调幅电路
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教学内容 4.2.1各类调幅波的基本性质 教学目的 理解各类调幅波的基本性质：数学表达式、波形、 频谱、带宽、功率关系等。
式中， UcmkUm为受调后载波电压振幅的最大变化量。
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调幅系数或调幅度为： m akU m /U cm U cm /U cm 它反映了载波振幅受调制信号控制的程度，ma与UΩm 成正比。
U c m (t) U c （ m 1 m ac o s t）
是高频振荡信号的振幅，它反映了调制信号的变化规 律，称为调幅波的包络。 由此可得调幅波的最大振幅为： U cm m axU c（ m1m a）
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2）多频调制的波形
即式（7-6）非正弦的周期信号的调制。
uΩ
0
t
uAM
t 0
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22
3、普通调幅波的频谱与带宽
1）单频调制的频谱与带宽 利用积化和差可把式（7-4）分解为:
U cm (t)U cmu (t)
式中，kα是一个与调幅电路有关的比例常数。因此，调 幅波的数学表达式为:
u A M ( t ) U c m ( t ) c o s c t ( U c m u ( t ) ) c o s c t 式(7-2)
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7
1）单频调制
若调制信号为： u ( t) U m c o s t U m c o s 2F t 式(7-3)
(b)载波信号波形
t
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(c)调幅波波形
t
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uAM
波形：
0
t
（d）ma=1调幅波波形
由以上图可见，在ma≤1时，调幅波的包络与 调制信号的形状完全相同，它反映了调制信号的 变化规律。
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uAM
波形：
t 0
（e）ma>1调幅波波形（理想调幅 ）
uAM
t
0
t1
t2
（f） ma>1调幅波波形（实际调幅 ）
式中 F 1F 2 F nf c 此时调制信号为非正弦的周期信号。则 ：
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u A ( t ) M U c ( 1 m m a 1 c 1 t o m a 2 c s 2 t o m s a c n n t o ) c w c s t os
n
Ucm(1 majcosjt） cosct 式(7-6) j1
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3
教学重点
普通调幅波、双边带及单边带调幅波的基本性质
教学难点
普通调幅波的基本性质
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4
§ 4.2.1各类调幅波的基本性质
调幅电路是频谱搬移电路。按照调幅方式，可分
为:
普通调幅（AM）
双边带调幅 （DSB）
单边带调幅（SSB） 本章先讲各类调幅波的基本性质，然后介 绍几种不同的调幅电路。
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实际上，当ma>1时，在t1-t2时间间隔内,
1maco st0 即:
Ucm(t) 0
由于振幅值恒大于零，所以uAM(t)可改写为:
u A( M t) U cm 1 m aco tc socts 1 (0 8 ) 0
此时调幅波有1800的相移，相位突变1发ma生c在o st0 的时刻，我们称为“零点突变”。
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一、普通调幅波的基本性质
1、普通调幅波的数学表
达式
普通调幅信号是载波信号振幅按调制信号规律变化
的一种振幅调制信号，简称调幅信号。
设高频载波uc(t)的表达式为:
u c ( t) U c m c o sc t U c m c o s 2fc t式(7-1)
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调幅时，载波的频率和相位不变，而振幅将随调 制信号uΩ(t)线性变化。则调幅波的振幅Ucm(t)可写成 :
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由（e）可知，在ma>1时，此时其包络已不能 反映调制信号的变化规律。而在实际调幅器中，图（f） 对基极调幅来说，在t1-t2时间内由于管子发射结加反偏 电压而截止，使uAM(t)=0，即出现包络部分中断。此时 调幅波将产生失真，称为过调幅失真。而ma>1时的调幅 称为过调幅。 因此，为了避免出现过调幅失真，应使调幅系数ma≤1 。
式中：
m a 1 U m 1 / U c m , m a 2 U m 2 / U c m ,, m a n U m n / U c m
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2、普通调幅波的波形
1）单频调制的波形
根据式（7-3）、（7-1）、（7-4）可画 出uΩ（t）、uc（t）和不同ma条件下uAM（t）的波 形：
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uΩ
波形： UΩm
0
t
(a)调制信号波形
uc
Ucm
0
t
(b)载波信号波形
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波形： uAM
Ucm
(1+ma)Ucm (1-ma)Ucm
0
t
包络Ucm(1+macosΩt)
(c)ma<1时调幅波波形
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uΩ
波形： UΩm
0 uc Ucm 0
Ucm
0
(a)调制信号波形
t
调幅波的最小振幅为 ： Ucmm inUc（ m1m a）
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则有 ：m a U U c c m m m m a a x x U U c c m m m m i in n U c m m U a x c m U c m U c m U U c m c m m in
Ucm
0
t
上式第一种表示常用于在实验室中根据调幅波的波 形去求ma 。
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举例说明： 1、已知一调幅波的最大振幅值为10V，最小振幅值 为6V，则调幅度ma为多少？ 2、u（t）=5（1+0.4cos100пt)cos107пt（V）
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2）多频调制
如果调制信号为多频信号，即：
u ( t ) U m 1 c o s 1 t U m 2 c o s 2 t U m n c o s n t
其中F《fc。把（7-3）代入（7-2）得:
u A M ( t ) ( U c m U m c o s t ) c o sc t U c （ m 1 U U c m m c o s t ） c o s c t
U c m ( 1 U U c m c m c o s t) c o sc t U c （ m 1 m a c o s t ） c o s c t 式(7-4)