振幅调变

振幅调变（Amplitude Modulation，AM），简称调幅，是电子通讯使用的一种调变方法，最常用于无线电载波传输讯息。在振幅调制，载波的振幅（讯号强度）与发送波形成比例变化。例如，波形可能是对应扬声器的声音，也可能是对应电视像素的光强度。这方法与载波频率变化的频率调制，以及相位变化的相位调制均形成对比。

调变方式
连续调变
调幅 调频 调角 模拟 AM （SSB · DSB） FM PM 数字 ASK （OOK · QAM） FSK （MSK · GFSK） PSK （CPM） 其他 SM （类比）
脉冲调变
模拟	PAM · PDM · PPM
数字	PCM · PWM
扩频
CSS · DSSS · THSS · FHSS
另见
调变 · 线路码 · 调制解调器 · ΔΣ调变 · OFDM · FDM

AM是最早用于通过无线电传送声音的调制方法。它在20世纪前二十年间发展，开始于Roberto Landell De Moura与范信达在1900年的无线电话实验。今天仍在多种通讯形式中使用，如用在便携对讲机、VHF航空无线电、公民波段无线电与电脑调制解调器中。“AM”通常指中波调幅无线电广播。

图1：音频讯号（最上面）可由载波频率使用调幅或调频方式承载。

示意图

简单的振幅调变示意图如下：

振幅调变的讯号No.4就是(No.1+No.2)×No.3得来。

交换调变器(switching modulator)

交换调变器是一种产生AM波的方法。假设接到二极体的载波$c(t)$振幅大到它可以在二极体特性曲线两边来回震荡，而且二极体是理想开关，在顺向偏压时阻抗为零。这样就可以用片段线性来近似这个二极体与负载电阻组合的转换特性。

标准AM的简化分析

幅度调制图解

考虑以下频率$f_{c}$，幅度$A$的载波（正弦波）：

$c(t)=A\cdot \sin(2\pi f_{c}t)\,$.

$m(t)$是调制波形。此例只须用比$f_{c}$小很多，频率为$f_{m}$的正弦波调制：

$m(t)=M\cdot \cos(2\pi f_{m}t+\phi )\,$，

$M$是调制幅度。我们须让$M<1$以使$1+m(t)$总是正数，若$M>1$则会出现过调制，从传输讯号中重构消息讯号会使原始讯号丢失。幅度调制的结果就是载波$c(t)$乘以正数$1+m(t)$：

$y(t)\,$	$=[1+m(t)]\cdot c(t)\,$
	$=[1+M\cdot \cos(2\pi f_{m}t+\phi )]\cdot A\cdot \sin(2\pi f_{c}t)$

在这简单情形$M$与调制指数相同。当$M=0.5$，调幅讯号$y(t)$对应图4中最上面的图（标记为“50%调制”）。

运用积化和差恒等式，$y(t)$可用三波正弦波的和表示：

$y(t)=A\cdot \sin(2\pi f_{c}t)+{\begin{matrix}{\frac {AM}{2}}\end{matrix}}\left[\sin(2\pi (f_{c}+f_{m})t+\phi )+\sin(2\pi (f_{c}-f_{m})t-\phi )\right].\,$

因此，调制讯号有三部份：载波$c(t)$没有变，还有频率略高和略低于载波频率$f_{c}$的两波纯正弦波（称为边带）。

解调方法

调幅解调器的最简单的形式包括一支充当包络检波器的二极管。另一种解调器——乘积检波器的电路更复杂，但能提供更好的解调品质。

优点

调幅是最早发明的调变方式，优点是容易产生及恢复讯号；可在发射器用交换调变器或平方率调变器（square-law modulator）来完成调变；可在接收器用波封检测器或平方率检测器（square-law detector）来完成解调。调幅系统成本十分低廉，AM无线电广播非常受欢迎。

缺点

1. 浪费功率

   载波$c(t)$与带有资讯的基频讯号$m(t)$不相关，传输载波就会浪费功率，也就是说在调幅的总功率中，一部分真正受$m(t)$影响，另一部分是浪费的。

2. 浪费频宽

   AM波上边带及下边带相互对称于载波频率，知道其中一组边带的振幅谱及相位谱就知道另一组，也表示资讯传输时，其实只有一组边带就够，通道也因此只须提供基频讯号的频宽，所以从这观点来看，调幅所需的传输频宽是讯息频宽的两倍，可说是浪费频宽。

调幅的变化形式

要克服调幅的缺点可以修改调幅过程，但这样改往往会令系统更复杂，也就是说我们在牺牲系统复杂度来使通讯资源能够更好的使用。

1. 双边带抑制载波调变（DSB-SC调变）

   DSB-SC的发射波只由上下边带组成。抑制载波可以节省传输功率，但通道频宽需求还是跟原来一样，也就是讯息频宽的两倍。

2. 残留边带调变（VSB调变）

   VSB调变让一组边带几乎全部通过，而另一组几乎全不通过，有少量残留，VSB的频宽需求比讯息频宽多了前述的残留边带的宽度。这种调变适合用在电视讯号等宽频讯号，在极低频率处有显著的成份。又例如说，电视广播很强的载波会跟被调波一起传送，我们能在接收端处用波封检测器来解调讯号，接收器设计得以简化。

3. 单边带调变（SSB调变）

   SSB的被调波只由上边带（upper sideband）或下边带（lower sideband）组成，SSB调变的功能是在振幅调变的基础上将使用频宽减半。这调变方法需要的传输功率及通道频宽都最少，但需更精密的滤波器才能精准滤出单一边带，因此缺点是增加成本、系统更复杂。适合传送声音讯号。

参见

• 调幅广播
• AM立体声
• 用于AM无线电广播的中波波段
• 用于AM无线电广播的低频波段
• 频率调制
• 短波普遍使用调幅，很少的情况下当频率在25 MHz以上时用调频。
• 调变，一些其他调制方法
• 幅度调制信号系统（AMSS），一种用于向调幅讯号加入低比特率讯息的数字系统。
• 边带
• 无线电发射的类型，ITU指定的发射类型
• 波段
• 民用波段无线电台
• 正交幅度调制
• DSB-SC

参考文献

注释

来源

• Newkirk, David and Karlquist, Rick (2004). Mixers, modulators and demodulators. In D. G. Reed (ed.), The ARRL Handbook for Radio Communications (81st ed.), pp. 15.1–15.36. Newington: ARRL. ISBN 0-87259-196-4.

外部链接

• Amplitude Modulation by Jakub Serych, Wolfram Demonstrations Project.
• Amplitude Modulation （页面存档备份，存于互联网档案馆）, by S Sastry.
• Amplitude Modulation （页面存档备份，存于互联网档案馆）, an introduction by Federation of American Scientists.
• Amplitude Modulation tutorial video with example transmitter circuit. Archive.is的存档，存档日期2014-12-29