第二节调制和解调

欢迎一起进入无线电发射、接收基础知识第二节无线电波的调制和解调

调制、信号、频谱

无线电波调制的分类

无线电波解调的基本概念无线电波解调的分类一、调制、信号、频谱发射无线电波的目的：传递信息（信号）。

但是我们要传递的信号不是等幅高频振荡电流，而是一些低频信号（如：声音信号频率只有几百至几千赫兹，图象信号频率也不过上万赫兹）。而这些低频信号是不能用来直接发射的。如何将音频信号等低频信号远距离传输呢？高频率的无线电波在空间却可传播得很远很远。如果能将高频信号作为运载工具，把音频信号装载在高频信号上，就能把音频信号通过空间传向远方了。一、调制、信号、频谱低频信号是不可能直接有效地辐射出去的。必须将要发送的低频信号去控制高频振荡的某一个或几个参数（振幅、频率或相位），让该参数随低频信号的变化规律而线形变化，然后再发射出去，这种控制过程就称为调制。进行调制的装置叫做调制器。在无线电技术里，把载运音频信号（或其它低频信号）的高频无线电波称为载波，载波实际起着运载低频信号的运输工具作用，它的频率叫载频或射频。用来调制载波的音频信号叫作调制信号或基带信号。经过调制的载波信号称为已调信号或带通信号。

调制的基本概念

调制信号

载波信号

已调信号（基带信号）调制信号已调信号(带通信号)载波信号调制器载波振荡器类比：(电磁波发射——汽车运货)“货物”——要传送的声音、图象等讯号（调制信号）“汽车”——运载工具（载波信号）“装上货物”的过程——调制信号过程调制的目的：实现低频信号搬移到高频段信号载波信号（高频信号）：（等幅）高频正弦波振荡信号调制信号（低频信号）：需要传输的电信号语言图像数据已调(波)信号（高频信号）：经过调制后的高频信号（原始信号）

在无线电电路中,我们要处理的无线电信号主要有三种:基带信号、高频载波信号和已调信号。所谓基带信号,就是没有进行调制之前的原始信号,也称调制信号。1.时间特性

一个无线电信号,可以将它表示为电压或电流的时间函数,通常用时域波形或数学表达式来描述。

例如一个正弦波载波信号可以表示为uc＝Umsin（ωt＋θ0）

无线电信号的时间特性就是信号随时间变化快慢的特性。信号的时间特性要求传输该信号的电路的时间特性（如时间常数）与之相适应。

信号、频谱（基带信号）调制信号已调信号(带通信号)载波信号调制器载波振荡器2.频谱特性对于较复杂的信号（如话音信号、图像信号等）,用频谱分析法表示较为方便。这是因为任何形式的信号都可以分解为许多不同频率、不同幅度的正弦信号之和。UmtH频率为F,振幅为H的方波脉冲信号F(t)＝+(sin2πFt＋sin6πFt+sin10πFt+···+sin2nπFt)312Hπ2H51n1式中，n为奇数。它只含有一、三、五、·····等奇次谐波分量。图1信号分解

将上述方波展开为傅立叶级数H2所谓周期性函数的傅里叶分解就是将周期性函数展开成直流分量、基波和所有ｎ阶谐波的迭加。

对于周期性信号,可以表示为许多离散的频率分量（各分量间成谐频关系）,例如方波的傅立叶级数展开;对于非周期性信号,可以用傅里叶变换的方法分解为正弦波,信号为各正弦波的总和。

频谱特性包含幅频特性和相频特性两部分,它们分别反映信号中各个频率分量的振幅和相位的分布情况。频谱分析的方法：将信号的数学表达式展开成正弦（或余弦）项之和的形式，即(2)以每一正弦（或余弦）项的频率ωi或fi为横坐标上的点，其幅度Ami为纵坐标上的点，画出频谱分布图。UmtHF(t)＝+(sin2πFt＋sin6πFt+sin10πFt+···+sin2nπFt)312Hπ2H51n1我们仍以方波信号为例，画出方波的频谱图方波的傅立叶级数展开为：

方波频谱图π2H3π2H5π2H7π2H2H任何信号都会占据一定的带宽。从频谱特性上看,带宽就是信号能量主要部分（一般为90%以上）所占据的频率范围或频带宽度。不同的信号，其带宽不同。比如，话音的频率范围大致为100Hz～6KHz，其主要能量集中在300Hz～3.4KHz。3.频率特性任何信号都具有一定的频率或波长。我们这里所讲的频率特性就是无线电信号的频率或波长。电磁波辐射的波谱很宽,从10到10cm。

对频率或波长进行分段，分别称为频段或波段。不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同，传播的能力和方式也不同，因而它们的分析方法和应用范围也不同。

7-2电磁波波谱宇宙射线

射线X射线紫外线可见光红外线微波毫米波厘米波分米波超短波短波中波长波无线电波超长波3103×710丝米波无线电波频段划分表

调制的概念，无线通信为什么要进行调制？无线电电路中需要处理的三种信号是什么，它们之间有什么关系？信号的频谱特性指什么，信号如何进行频谱分析？画出信号f(t)＝1+3cos（106πt+10°）＋4cos（2×106πt＋20°）＋0.8cos（3×106πt＋45°)+0.5cos(6×106πt＋30°)的幅频频谱图和相频频谱图。写出振幅变化范围为0.5～－0.5，频率为500KHz方波的傅立叶级数展开式，并画出此方波幅频频谱图。作业：二、调制的分类

按调制的次数分类：用调制信号直接去调制高频载波。：经过两次调制过程，第一次用数字信号或模拟信号去调制第一个载波(称为副载波）或在多路通信中用调制技术实现多路复用（频分多路复用和时分多路复用）。第二次用已调副载波或多路复用信号再调制一个公共载波，以便进行无线电传输。第二次的调制称为二次调制。一次调制双重调制在电视广播技术中，既要传递音频信号又要传递视频信号，音频信号的频率范围是20Hz～20KHz，视频信号的频率范围是0～6.0MHz，这两个信号在频谱上是重合的，如果混合到一起传输，在接收机中将无法恢复声音信息和图象信息。为了克服频谱重叠，完成传递，使用两个载波，一个是实际发射的载波，另一个是频率为6.5MHz的第二载波，也就是副载波，并采用二次调制，成功地完成信息的传递工作。调制过程是这样的，先让音频信号对6.5MHz的副载波调频，这时音频信号的频谱就位于6.5MHz的地方，然后再和0～6.0MHz的视频信号混合，一起对第一载波调幅，完成调制工作。电视的复合调制指调制信号是离散的，而载波是连续波的调制方式。指调制信号和载波都是连续波的调制方式。

按调制信号的性质分类模拟调制：数字调制：

模拟调制按载波的形式分类正弦波调制(载波调制)脉冲调制(双重调制)调幅（AM）调频（FM）调相（PM）

模拟式脉冲调制数字式脉冲调制

普通调幅（AM）双边带调幅（DSB-SC）单边带调幅（SSB-SC）脉幅调制（PAM）脉宽调制（PDM）脉位调制（PPM）脉频调制（PFM）脉码调制（PCM）增量调制（△M）载波是连续的正弦信号载波是离散的矩形脉冲序列角度调制

正弦波调制一个载波信号u(t)＝Umcos(ωt＋θ0)有三个参数：振幅Um、角频率ω（ω=2πf）、相角θ，让其中之一按照基带信号规律变化，就是正弦波调制，并形成了三种调制方式。调幅（AM）：载波频率和相角不变，使载波的幅度Um按调制信号线性变化的过程称为调幅(AM)，被调制后的已调波称为调幅波。调频（FM）：载波的振幅不变，使载波的瞬时频率f、ω按调制信号线性变化的过程称为调频(FM)，被调制后的已调波称为调频波。调相（PM）：载波的振幅不变，使载波的瞬时相位角θ按调制信号线性变化的过程称为调相(PM)，被调制后的已调波称为调相波。振幅调制

普通的调幅方式(AM)抑制载波的双边带调制方式(DSB－SC)抑制载波的单边带调制方式(SSB-SC)

►振幅调制是由调制信号去控制载波的振幅，使之按调制信号的规律变化。严格地讲，是使高频振荡的振幅与调制信号成线性关系，其它参数(频率和相位)不变。

高频振荡的振幅载有信息的调制方式振幅调制三种方式:

普通调幅（AM）1、AM波数学表达式调制信号：载波信号：ωc＞＞Ω调幅波的振幅：根据调幅的定义：已调波的振幅随调制信号线性变化Ka为比例系数，一般由调制电路确定，故又称为调制灵敏度。调幅波表达式：调幅度：（调制度）用一单频正弦波信号作为调制信号，其中uΩ为调制信号的瞬时幅度，UΩm为调制信号的振幅，Ω为调制信号的角频率uc为载波的瞬时幅度，Ucm为载波振幅，ωc为载波角频率。ΔUcm（t）为已调波振幅对载波振幅的增量函数，它与调制信号的瞬时幅度成正比，Ka称调制灵敏度。是由调制电路决定的比例常数。ma表示载波振幅受调制信号控制的程度，它与调制信号振幅UΩm呈正比，调制信号振幅UΩm越大，ma就越大。调制信号载波信号的幅度控制载波信号调幅波的幅度已调信号(调幅波)上面的分析是在单一正弦信号作为调制信号的情况下进行的，而一般实际中传送的调制信号并非单一频率的信号，常为一个连续频谱的限带信号。若将分解为：则有

其中：

272、AM信号波形特征波形特征：(1)调幅波的振幅（包络）变化规律与调制信号波形一致(2)调幅波频率（即变化快慢）与载波频率一致28波形特征：(3)调幅度ma反映了调幅的强弱程度一般ma值越大调幅越深：

已调波包络注意：调制度ma的计算方法避免过调幅现象。例1.已知某调幅波的最大值为10V，最小值为6V，且调制信号为正弦波。求：（1）调幅度ma；（2）定性画出调幅波的波形。应用例2：已知调制信号波形如下图a所示，载波信号波形如图b所示，画出ma=1时的普通调幅波的波形。3、调幅波的频谱频谱分析的方法：将调幅（电压）信号的数学表达式展开成余弦（或正弦）项之和的形式，即(2)以每一余弦（或正弦）项的频率ωi或fi为横坐标上的点，其幅度Ami为纵坐标上的点，画出频谱分布图。32调幅波的频谱特征

Ω调制信号ωc载波调幅波ωc

+Ω上边频ωc

-Ω下边频单频调制的调幅波包含三个频率分量，它是由三个高频正弦波叠加而成结论：调幅的过程就是在频谱上将低频调制信号

搬移到高频载波分量两侧的过程。调制信号频谱、载波信号频谱、已调波频谱之间的关系。已调波频谱的中心分量就是载波分量，它与调制信号无关，不含信息。而两个边频分量ωc＋Ω及ωc－Ω则以载频为中心对称分布，两个边频幅度相等并与调制信号幅度成正比。边频相对于载频的位置仅取决于调制信号的频率，这说明调制信号的幅度及频率信息只含于边频分量中。34同样含有三部分频率成份限带信号的调幅波频谱（多频调制）Ωmaxωcω限带信号ω

c载波ω调幅波ωc-Ωmax

下边频带ωc+Ωmax上边频带ΩmaxΩmaxΩmax

由图可见，已调波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。所谓频谱结构相同，是指各频率分量的相对振幅及相对位置没有变化。这就是说，AM调制是把调制信号的频谱搬移到载频两侧，在搬移过程中频谱结构不变。这类调制方式属于频谱线性搬移的调制方式4.普通调幅波带宽(B,Bandwidth)（1）调制信号为单一频率（=2F）的正弦波，则

B=2Fmax即已调波频谱所占频带宽度（2）实际上，调制信号是包含若干频率分量复杂波(F=Fmin～Fmax)

-------多频调制情况则

B=2F

调幅波的频谱与带宽调幅波所占频带带宽为调制信号最高频率的两倍。信号带宽是决定无线电台频率间隔的主要因素。例如：用30～15KHz的音频信号去调制990KHz的载频，它的上边带为990.03～1005KHz；它的下边带为989.97～975KHz。这个已调波的频率范围为975～1005KHz。已调波所占的频带宽度为1005KHz－975KHz=30KHz，广播电台发射的调幅波的频带宽度为音频最高频率的两倍。在实际上，广播电台的频带宽度是没有30KHz的。中波调幅广播的频率范围为535～1605KHz。若按30KHz计算，仅能设台（1605—535）／30≈36（座）。为了在有限的广播频率段中，既要防止临近频率电台相互干扰，又要设置更多的电台数目，只能压缩每个电台的频带宽度。国际上规定中波广播的频道间隔为9KHz。即每一电台的频带宽度限制于9KHz之内。故音频信号中的高音频率被限制在4.5KHz以下。在收听中波调幅广播时，其高音成分感到欠缺。尤其是播送音乐节目时，更是明显。这是调幅广播的一大弱点。此外，调幅广播的另一不足是抗干扰能力差。因为各种工业干扰和天电干扰也会以调幅的形式叠加在载波上，成为干扰和杂音，影响收听效果。5、调幅波的功率计算方法：(设调幅波电压加于负载电阻R上）①载波功率②每一边频平均功率③调制一周内调幅波的平均总功率此时表明:对单频调制的调幅波，最大调制时（ma＝1）的功率为载波功率的1.5倍。其中边频功率是载波功率的1/2，即只占整个调幅波功率的1/3。而当ma＝50％时，POT＝8/9Pav。在普通的AM调制方式中，载频与边带一起发送，不携带调制信号分量的载频占去了2/3以上的功率，而带有信息的边频功率不到总功率的1/3，功率浪费大，效率低。但仍广泛地应用于传统的无线电通信及无线电广播中，其主要原因是设备简单，特别是AM波解调简单，便于接收，而且AM占用的频带窄。当

时，边频功率最大Pav＝1.5POTma＝1④在负载电阻RL上，一个载波周期内调幅波消耗的功率为

由此可见，调幅波的功率是调制信号的函数，是随时间变化的。

⑤调幅波的最大瞬时功率和最小瞬时功率

Pmax限定了用于调制的功放管的额定输出功率PH，要求PH≥Pmax例题3：某发射机输出级在负载RL＝100Ω上的输出信号为

求总的输出功率Pav、载波功率POT和边频功率P边频

解：Ucm＝4Vma＝0.5

抑制载波的双边带调幅（DSB/SC-AM）一、数学表达式、波形二、频谱、带宽三、功率在调制过程中，将载波抑制就形成了抑制载波双边带信号，简称双边带信号。1、DSB/SC-AM波数学表达式抑制载波后，双边带信号可用载波与调制信号相乘得到DSB信号的包络正比于调制信号的绝对值

(2)

DSB信号载波的相位反映了调制信号的极性，即在调制信号负半周时，已调波高频与原载波反相。因此严格地说，DSB信号已非单纯的振幅调制信号，而是既调幅又调相的信号。2、DSB/SC-AM波形特征(3)高频振荡的相位在uΩ(t)=0瞬间有180o突变。结论1：

DSB波的频谱成份中抑制了载波分量3、DSB/SC-AM波频谱特征结论2：下边频上边频调制信号载波47Ωmaxω限带信号ω

c载波ω调幅波ωc-Ωmax

下边频带ωc+Ωmax上边频带ΩmaxΩmaxΩmax

4、DSB/SC-AM波带宽即已调波频谱所占频带宽度BDSB=2Ωmax

或BDSB=2Fmax在频域上，DSB与普通调幅波AM，所占带宽相同。结论3：5、DSB/SC-AM波功率比普通调幅波节省了发射功率，即不发射载波。调制信号载波上边频下边频结论4：全部功率为边带占有，发送的全部功率都载有消息，功率利用率高于AM波。在现代电子通信系统的设计中，为节约频带，提高系统的功率和带宽效率，常采用单边带（SSB）调制系统抑制载波的单边带调幅波（SSB/SC-AM）单边带(SSB)信号是由双边带(DSB)调幅信号中取出其中的任一个边带部分而成。一、数学表达式二、调幅波的频谱三、调幅波的功率与普通AM波、DSB/SC-AM相比，SSB/SC-AM不同的地方。注意总结：

抑制载波的单边带调幅波（SSB/SC-AM）由DSB信号通过边带滤波器滤除一个边带1、数学表达式上边带信号下边带信号可得从上两式看，单频调制时的SSB信号仍是等幅波，但它与原载波电压是不同的。SSB信号的振幅与调制信号的幅度成正比，它的频率随调制信号频率的不同而不同，因此它含有消息特征。单边带信号的包络与调制信号的包络形状相同。在单频调制时，它们的包络都是一常数。单频调制的SSB信号波形单频调制的SSB信号频谱总结：SSB/SC-AM单边带调幅波的特点：1.比普通调幅波、抑制载波的双边带调幅波，都要节省发射功率，即只发送一个边带的功率。2.在频域上，所占带宽仅为一个边带的宽度，节约了频带。3.但在电路实现上，单边带的产生和接收，比普通调幅波和DSB/SC-AM要复杂。SSB/SC－AM是短波通信中一种重要的调制方式指出下列电压是什么已调波？写出已调波电压的表达式，并指出它们在单位电阻上消耗的平均功率Pav及频谱宽度BW。综合例：Ucm＝2VFC＝2MHzma＝0.1FΩ＝4KHz则Pav＝2.01w/ΩBWAM＝8KHz调制信号载波已调波调幅器小结：作业1、已知调制信号uΩ(t)=2cos(2π×500t)V，载波信号uc(t)=4cos(2π×105t)V，令比例常数Ka=1，试写出调幅波表达式，求出调幅系数及频带宽度，画出调幅波波形及频谱图。2、已知调幅波信号u0＝[1＋cos(2π×100t)]cos(2π×105t)V，试画出它的波形和频谱图，求出频带宽度B。3、已知调制信号uΩ=[2cos(2π×2×103t)＋3cos(2π×300t)]V，载波信号uc＝5cos(2π×5×105t)V，令比例常数Ka＝1，试写出调幅波表达式，求出频带带宽B，画出频谱图。4、已知调幅波表示式u(t)=[20+12cos(2π×500t)]cos(2π×106t)V,试求该调幅波的载波振幅Ucm、调制信号频率F

、调幅系数ma和带宽B的值。5、已知调幅波表示式试求出调幅系数及频带宽度，画出调幅波波形和频谱图。6、已知调幅波表示式试画出它的波形和频谱图，求出频带宽度。若已知RL＝1Ω，试求载波功率、边频功率、调幅波在调制信号一周期内平均总功率。

7、已知试画出它的波形及频谱图

8、已知调幅波的频谱图和波形如图P5.8(a)(b)所示，试分别写出它们的表示式。9、试分别画出下列电压表示式的波形和频谱图，并说明它们各为何种信号。（令ωc＝9Ω）（1）u(t)＝[1+cos(Ωt)]cos(ωct)（2）u(t)＝cos(Ωt)cos(ωct)（3）u(t)＝cos[(Ω＋ωc)t]（4）u(t)＝cos(Ωt)＋cos(ωct)

10、已知调幅波电压试画出该调幅波的频谱图，求出其频带宽度。1、振幅调制电路的功能将输入的调制信号和载波信号通过电路变换成高频调幅信号输出。2、功能的表示当载波为调制信号为时，三种振幅调制电路的功能可以用频谱表示，如右图所示。

振幅调制电路调幅电路的类别1、分类：分低电平调幅和高电平调幅两大类2、要求①低电平调幅是在低功率电平级进行振幅调制，输出功率和效率不是主要指标。重点是提高调制的线性，减小不需要的频率分量的产生和提高滤波性能。②高电平调幅是直接产生满足发射机输出功率要求的已调波。利用丙类或丁类高功放改变来实现调幅。其优点是效率高。设计时必须兼顾输出功率、效率和调制线性的要求。

高电平调制

将功放和调制合二为一，调制后的信号不需再放大就可直接发送出去。如许多广播发射机都采用这种调制，这种调制主要用于形成AM信号。

低电平调制

将调制和功放分开，调制后的信号电平较低，还需经功率放大后达到一定的发射功率再发送出去。DSB、SSB以及调频(FM)信号均采用这种方式。

对调制器的主要要求

调制效率高、调制线性范围大、失真要小等。＋非线性器件带通滤波器ucuΩuiu0uAM振幅调制电路的基本组成一般来说，振幅调制电路由输入回路、非线性器件和带通滤波器三部分组成。非线性器件：用来产生新的频率。输入回路：将载波信号uc和调制信号uΩ耦合到非线性器件上。带通滤波器：取出调幅波的频率成分，抑制不需要的频率。无线电元件线性元件：非线性元件：时变参量元件：元件参数与通过元件的电流或施与其上的电压无关。线性元件组成的电路叫做线性电路元件参数与通过它的电流或施于其上的电压有关非线性电路必定含有一个或多个非线性器件（晶体管或场效应管等），而且所有的电子器件都工作在非线性状态元件参数是按照一定规律随时间变化的由时变参量元件组成的电路叫参变电路，有时也称时变线性电路图解法所谓图解法，就是根据非线性元件的特性曲线和输入信号波形，通过作图直接求出电路中的电流和电压波形。非线性电路分析方法---图解法和解析法如果在一个线性电阻元件上加某一频率的正弦电压，那么在电阻中就会产生同一频率的正弦电流。反之，给线性电阻通入某一频率的正弦电流，则在电阻两端就会得到同一频率的正弦电压。可以用图解法表示。此时，线性电阻上的电压和电流具有相同的波形与频率。对于非线性电阻来说，情况就大不相同了。右图（a）表示半导体二极管的伏安特性曲线。当某一频率的正弦电压v(t)＝Vmsinωt作用于该二极管时，根据图中（b）所示v(t)的波形和图（a）二极管伏安特性曲线即可用作图的方法求出通过二极管的电流i(t)的波形，如图(c)所示。显然，它已不是正弦波形（但它仍然是一个周期性函数）。所以非线性元件上的电压和电流的波形是不相同的。解析法就是借助于非线性元件特性曲线的数学表达式列出电路方程，从而解得电路中的电流和电压。非线性器件的伏安特性，可用下面的非线性函数来表示：式中，u为加在非线性器件上的电压。一般情况下，u=EQ+ui。其中EQ为静态工作点，ui为输入电压。二极管和三极管的输入特性是指数函数，场效应管的转移特性是二次函数。我们可以根据对频率变换的需求选择不同的元器件。利用非线性器件进行频率变换非线性器件的特点是流过的电流与加在其上的电压之间的关系是非线性的，其特性曲线不是直线。如果将二极管电流i（t）用傅立叶级数展开，可以发现，它的频谱中除包含电压v（t）的频率成分ω（即基波）外，还新产生了ω的各次谐波及直流成分。也就是说，半导体二极管具有频率变换的能力。一般来说，非线性元件的输出信号比输入信号具有更为丰富的频率成分。许多重要的无线电技术过程，正是利用非线性元件的这种频率变换作用才得以实现的。我们可以通过对二极管的幂级数分析了解非线性电路进行频率变换的原理。设二极管的伏安特性为，二极管的静态工作点为U，则在该点附近的泰勒级数也叫幂级数的展开式为该式也可简化为式中二极管的非线性函数的级数展开分析法3、低电平调幅电路一、单二极管开关状态调幅电路（平方率调幅）

二极管的导通电阻

1、电路原理2、开关状态当二极管在两个不同频率电压下进行频率变换时，其中一个电压振幅足够大，另一个电压振幅较小，二极管的导通或截止将完全受大振幅电压的控制，可以近似认为二极管处于理想开关状态。二极管电路工作在大信号状态下。所谓大信号，是指输入的信号电压振幅大与0.5V。uΩ为输入信号或要处理的信号，uc为控制信号，其振幅Uc远比uΩ的振幅UΩ大，即UC>>UΩ，且有Uc>0.5V。忽略输出电压u0对回路的反作用，这样，加在二级管两端的电压为输入电压ui。ui＝uΩ＋uc由于二极管工作在大信号状态，主要工作在截止区和导通区。因此可将二极管的伏安特性用折线近似。为什么说二极管处于理想开关状态，并完全受大振幅电压的控制这样，二极管可等效为一个受控开关，控制电压就是ui。由前已知，UC>>UΩ，而ui＝uΩ＋uc，可进一步认为二极管的通断主要由uc控制。一般情况下，Vp较小，有UC>>Vp，可令VP＝0(也可在电路中加一固定偏置电压E0，用以抵消VP，在这种情况下，ui＝E0+uΩ＋uc）当二极管两端的电压ui大于二极管导通电压Vp时，二极管导通，流过二极管的电流iD与加在二极管两端的电压ui成正比；当二极管两端电压ui小于导通电压Vp时，二极管截止，iD＝0.iD＝gDuiui≥VP0

ui＜VPiD＝gDuiuc≥00uc＜0＋二极管带通滤波器ucuΩuiu0uAM非线性器件为二极管，它的输出电压可表示为二极管输入电压········直流项········载波频率······调制信号基频··上、下边频······载波二次谐波······调制信号基频·····调制信号二次谐波其中产生调幅作用的是项，故称为平方律调幅。经中心频率为ωc，通频带略大于2Ω的带通滤波器取出ωc、ωc±Ω的普通调幅波信号输出。滤波后，输出电压为由上式可知：调幅度调幅度ma的大小由调制信号电压振幅uΩ及调制器的特性曲线所决定，即由a1、a2所决定。3、结论：通常a2＜＜a1，因此用这种方法得到的调幅度是不大的，效率不高。二极管的导通电阻

二极管的线性时变电路分析方法uc＞＞uΩ，二极管工作在uc(t)状态下S(ωct)＝＋1cosωct≥0

0

cosωct＜0rdS(ωct)uc(t)uc＋uΩ因此，s(ωct)是一个振幅等于1、重复频率为的矩形波。ωc2π其傅里叶级数展开式为：其输出电压u0为：

二极管的输出电压中的频率分量有:

(1)调制信号uΩ和控制信号uc的频率分量Ω和ωc

(2)控制信号uc的频率ωc的偶次谐波分量;

(3)由调制信号uΩ的频率Ω与控制信号uc的奇次谐波分量的组合频率分量(2n+1)ωc±Ω

，n=0，1，2，…。经中心频率为ωc，通频带略大于2Ω的带通滤波器取出的普通调幅波信号输出。流过二极管电流中含有:直流、ωc、ωc±Ω、3ωc±Ω、5ωc±Ω、····和2ωc、4ωc、···

3、通过带通滤波器选出调幅波输出结论:单二极管开关状态调幅电路只能实现普通调幅波(AM)801、电路特点图中变压器为理想变压器:B1为1:1；B2为1:2B3为2:1载波信号

是大信号,调制信号是小信号，二极管D1、D2均工作于受uc(t)控制的开关状态。二、二极管平衡调幅电路将两个平方律调幅器对称连接，就构成平衡调幅器。平衡调幅器的输出电压只有两个上、下边带，没有载波。亦即平衡调幅器的输出是载波被抑制的双边带。由于两个二极管是相同的，可以假定它们的特性曲线能用同一个平方律公式来表示：式中求得输出电压为：结论：与单二极管电路相比，输出中没有载波分量，只有上下边带（ωc±Ω）与调制信号频率Ω（可用滤波器滤掉）。亦即平衡调幅器的输出是载波被抑制的双边带（DSB-SC）。应该指出，在以上这些电路中，无形中都已假定所有的二极管的特性都相同，电路完全对称。这样，输出中才能将载波完全抑制。事实上，电子器件的特性不可能完全相同，所用变压器也难于做到完全对称。这就会有载波漏到输出中去，形成载漏。因此，电路中往往要加平衡装置，以使载漏减至最小。从平衡调幅器获得载波被抑制的双边带后，再设法滤去一条边带，即可获得单边带输出。平衡调幅器是单边带技术中的基本电路。

(1)选用特性相同的二极管;用小电阻与二极管串接，使二极管等效正、反向电阻彼此接近，但串接电阻后会使电流减小，所以阻值不能太大，一般为几十至上百欧姆。减少控制信号的泄漏的方法:

(2)变压器中心抽头要准确对称，分布电容及漏感要对称，这可以采用双线并绕法绕制变压器，并在中心抽头处加平衡电阻。同时，还要注意两线圈对地分布电容的对称性。为了防止杂散电磁耦合影响对称性，可采取屏蔽措施。

(3)为改善电路性能，应使二极管工作在理想开关状态，且二极管的通断只取决于控制电压uc，而与输入电压uΩ无关。为此，要选择开关特性好的二极管，如热载流子二极管。控制电压要远大于输入电压，一般要大十倍以上。2、用时变分析法来分析流过二极管D1、D2的电流为根据变压器B3的同名端及假设的次级电流的流向。由于i1和i2流过B3初级方向相反，所以电流i为由于i中包含Ω、ωc±Ω、3ωc±Ω

···等频率成分，经中心频率为ωc，带宽略大于2Ω的带通滤波器取出ωc±Ω的频率成分电流在负载RL上建立双边带调幅电压输出。所谓斩波调幅，就是将要传送的调制信号uΩ(t)通过一个受载波频率ωc控制的开关电路（斩波电路），已使它的输出波形被“斩”成周期为的脉冲，因而包含ωc±Ω及各种谐波分量等，再通过中心频率为ωc的带通滤波器，取出所需要的调幅波输出，即实现了调幅。ωc2π斩波后的电压u0(t)＝uΩ(t)K(ωct)为一系列振幅按照uΩ(t)规律变化的矩形脉冲波。通过带通滤波器，变成双边带输出。三、斩波调幅开关函数K(ωct)对音频信号uΩ(t)进行斩波K(ωct)是一个振幅等于1、重复频率为ωc/2π

的矩形波。rdK(ωct)uc(t)uΩ(t)u0(t)二极管环形电路基本电路平衡二极管电路ab1、在uc(t)的正半周，D1和D2导通，D3和D4截止。D1和D2的开关函数为在无带通滤波器的条件下，流过负载的总电流：2、在uc(t)的负半周，D1和D2截止，D3和D4导通。而D3和D4的开关函数为：在无带通滤波器的条件下，流过负载的总电流：1:22:1则3、负载RL中的电流开关函数K′(ωct)为上、下对称的方波，峰－峰值等于2。结论:①二极管环形调幅电路能实现平衡调幅(DSB)②与双二极管调幅电路相比输出信号的频谱少了Ω的成份，即没有了低频分量，且高频分量的幅度提高了一倍。4、通过带通滤波器取出双边带调幅波流过负载的总电流中含有等频率分量。经过中心频率为，通带略大于的带通滤波器，则在上只取的双边带调幅电压。平衡电路的又一种形式，称为二极管桥式电路，也是一种斩波电路，二极管的通断完全由v1(t)控制，既当va>vb时，四个二极管导通，AB两点短路使输出电压v(t)等于0；当va<vb时，四个二极管截止，使v(t)=vΩ(t)，亦即实现了调幅。由于二极管结成了桥型，若二极管特性完全一致，A、B端无v1(t)泄漏。AB左声道信号(L)和右声道信号(R)经各自的预加重在矩阵电路中形成和信号（L＋R）和差信号（L－R）。和信号（L＋R）照原样成为主信道信号，差信号（L－R）经平衡调制器对负载波进行抑制载波的双边带调幅（DSB），成为副信道信号。为了使接收端易于生成副载波，通常在发射机中把副载波频率的二分频信号作为导频信号。把主信道信号、副信道信号和导频信号合称为复合信号。复合信号对主载波进行调频，就成为调频立体声广播信号。调频立体声广播为调幅－调频调制方式。四、模拟乘法器调幅电路模拟乘法器模拟乘法器是有两个输入端对(即X和Y输入端对)和一个输出端对的非线性有源器件。②模拟乘法器符号①模拟乘法器是完成两个模拟信号（电压或电流）相乘作用的电子器件。③模拟乘法的传输特性方程为式中，K乘法器的增益系数，单位为1/V。④分类根据输入信号的极性可分为：一象限模拟乘法器二象限模拟乘法器⑤常用于频率变换的模拟乘法器的型号国内同类产品：CB1595CB1596BG314…….国外同类产品：MC1496MC1596MC1495MC1496LM1496LM1596……..AD834（宽带）、AD630（多功能）、AD734（高精度）…….四象限模拟乘法器

双差分对管振幅调制电路它由两个单差分对管电路T1、T2、T5和T3、T4、T6组合而成。输入信号u1加在两个单差分对管的输入端，控制信号u2加在T5和T6的输入端。T5和T6也是一对差分放大器，受u2控制，作为T1和T2、T3和T4这两对放大器的电流源。为T1和T2、T3和T4提供射极电流。u0＝Ku1u2作业1、理想模拟相乘器的增益系数AM=0.1V-1，若uX、uY

分别输入下列各信号，试写出输出电压表示式并说明输出电压的特点。(1)uX=uY=3cos(2π×106t)V；(2)uX=2cos(2π×106t)V，uY=cos(2π×1.465×106t)V；(3)uX=3cos(2π×106t)V，uY=2cos(2π×103t)V；(4)uX=3cos(2π×106t)V，uY=[4+2cos(2π×103t)]V2、普通调幅波电路组成模型如图P5.12所示，试写出

表示式、说明调幅的基本原理。3、二极管构成的电路如图P5.16所示，图中两二极管的特性一致，已知u1＝U1mcos(ω1t)，u2＝U2mcos(ω2t),u2为小信号，U1m≥U2m，并使二极管工作在受u1控制的开关状态，试分析其输出电流中的频谱成分，说明电路是否具有相乘功能？，，，4、二极管环形相乘器接线如图P5.15所示，L端口接大信号u1＝U1mcos(ω1t)，使四只二极管工作在开关状态，R端口接小信号，u2＝U2mcos(ω2t)，且U1m>>U2m，试写出流过负载RL中电流i的表示式。5、已知调幅信号uΩ(t)=3cos(2π×3.4×103t)＋1.5cos(2π×300t)V，载波信号uc(t)=6cos(2π×5×106t)V，相乘器的增益系数AM=0.1V-1，试画出输出调幅波的频谱图。6、二极管环形调幅电路如图P5.20所示，载波信号uc=Ucmcos(ωct)，调制信号uΩ=UΩmcos(Ωt)，Ucm>>U

m，uc为大信号并使四个二极管工作在开关状态，略去负载的反作用，试写出输出电流

的表示式。7、图5.3.5所示电路中，已知

，fc1＝100KHz

，fc2＝2MHz，fc3＝26MHz，调制信号

的频率范围为0.1～3

kHz，试画图说明其频谱搬移过程。正弦波调制(载波调制)脉冲调制(二次调制)调幅（AM）调频（FM）调相（PM）

模拟式脉冲调制数字式脉冲调制

普通调幅（AM）双边带调幅（DSB-SC）单边带调幅（SSB-SC）脉幅调制（PAM）脉宽调制（PDM）脉位调制（PPM）脉频调制（PFM）脉码调制（PCM）增量调制（△M）载波是连续的正弦信号载波是离散的矩形脉冲序列角度调制(调角)

角度调制在调频或调相制中，载波的瞬时频率或瞬时相位受调制信号的控制，作周期性的变化，变化的大小与调制信号的强度成线性关系，变化的周期由调制信号的频率所决定。但已调波的振幅则保持不变，为等幅波，不受调制信号的影响。无论是调频或调相，都会使载波的相角发生变化，因此调频和调相统称为角度调制，简称调角，属于频谱的非线性变换。调频与调相所得到的已调波及方程式是非常相似的。因为当频率有所变动时，相位必然跟着变动；反之，当相位有所变动时，频率也必然随着变动。因此，调频波和调相波的基本性质有许多相同的地方。和振幅调制相比，角度调制的主要优点是抗干扰能力强。因为干扰主要是影响载波的幅度，对载波的频率几乎没有影响。因此在接收机中用限幅器很容易将干扰消除掉。调频主要应用于调频广播、广播电视、通信及遥测等，调相主要应用于数字通信系统中的移相键控。在调频广播中规定最高频偏为75KHz，每个电台所占频带宽宽为200KHz（带宽＝（频偏+音频）×2，单声道为180KHz，立体声为198KHz）。比调幅广播的二十倍还多。因而在调频广播中，可将音频信号的高音频率扩大至15KHz。所以调频电台的节目听起来要比调幅广播高音丰富、清晰、逼真。特别是在聆听立体声高保真音乐节目时，更是调幅广播无法比拟的。中波与短波是不适合用作调频广播的，必须移至超短波的频率范围。我国使用的调频广播频率范围为88～108MHz。调频波数学表达式、频偏及相偏波形调相波数学表达式、频偏及相偏波形调角波的频谱与带宽单频调制时调频波与调相波的比较调角波的基本性质

瞬时频率和瞬时相位所谓频率，就是简谐振荡每秒钟重复的次数。观察下图所示波形，其波形的疏密是变化的，最密集处频率最高，最稀疏处频率最低。每一瞬间的频率是各不相同的。画出它的瞬时频率变化规律。每一瞬间的频率即瞬时频率，瞬时频率与瞬时相位有什么关系呢？为此，我们来研究表示简谐振荡的旋转矢量图。图中矢量长度为Um（最大振幅值），围绕原点O反时针方向旋转，角速度为ω(t)。t＝0时，矢量与实轴之间的夹角即初相位为θ0，时间为t时，该夹角为θ(t)。矢量在实轴上的投影为u(t)＝Umcosθ(t)其瞬时相角θ(t)等于矢量在t时间内转过的角度与初始相角θ0之和。当矢量以角速度ωc均速旋转时，ω(t)＝ωc其瞬时相角θ(t)θ(t)＝ωct＋θ0

在实轴上的投影为u(t)u(t)＝UmCOS(ωct＋θ0)θ0t＝t实轴t＝0OUmω（t）θ(t)Umu(t)θ0t＝t实轴t＝0OUmω（t）θ(t)当ω(t)不等速运动时，其瞬时相角θ(t)式中，积分是矢量从0到t时间间隔内所转过的角度。将上式两边微分，得

瞬时频率（即旋转矢量的瞬时角速度）ω(t)等于瞬时相位θ(t)对时间的变化率。

载波电压

调制电压根据定义，调频时调频波的瞬时频率ω(t)随uΩ(t)成线性变化。则调频信号的瞬时角频率

则调频信号的瞬时相位

设初相角

1、调频信号的参数与波形角度调制信号分析ω(t)=ωc+Δω(t)=ωc+kfuΩ(t)=ωc+Δωm

cosΩt

调频信号的基本参数可得FM波的表示式为：

1）Δωm=kfUΩ

---相对于载频的最大角频偏(峰值角频偏)

。

►kf为调频灵敏度，单位调制电压产生的频率偏移量。

►Δfm=Δωm/2π称为最大频偏。

►瞬时频率变化范围为：

fc－Δfm～fc+Δfm

►瞬时频率的最大变化值为：

2Δfm=kfUΩ/π2）mf=Δωm/Ω=Δfm/F----调频波的调频指数。►mf是调频波与未调载波的最大相位差Δθm；►mf与UΩ成正比（因此也称为调制深度），与Ω成反比。Jn(mf)是宗数为mf的n阶第一类贝塞尔函数,它可以用无穷级数进行计算:2、调频波的频谱（1）调频波的展开式Jn(mf)=J-n(mf),n为偶数Jn(mf)=-J-n(mf),n为奇数第一类贝塞尔函数曲线调频波是由载波ωc与无数边频ωc±nΩ组成，这些边频对称地分布在载频两边，其幅度决定于调制指数mf（2）调频波的特点：载频分量上、下各有无数个边频分量，它们与载频分量相隔都是调制频率的整数倍。载频分量与各次边频分量的振幅由对应的各阶贝赛尔函数值所确定。奇数次的上、下边频分量相位相反。调制指数mf越大，具有较大振幅的边频分量就越多。这与调幅波不同，在简谐信号调幅情况下，边频数目与调制指数ma无关。根据贝赛尔函数曲线，对于某些mf值，载频或某边频振幅为零。可以利用这一现象测定调制指数mf。载频第一对边频第二对边频第三对边频单频调制时FM波的振幅谱虽然调频波的边频分量有无数多个，但是对于任一给定的mf值，高到一定次数的边频分量其振幅已经小到可以忽略，以至滤除这些边频分量对调频波形不会产生显著的影响。因此调频信号的频带宽度实际上可以认为是有限的。3、调频波的信号带宽通常采用的准则是，信号的频带宽度应包括振幅值大于未调载波振幅1%以上的边频分量，即

|Jn(mf)|≥0.01当mf>>1时，即Δfm>>F,为宽带调频，此时带宽为

Bs=2nF=2mfF=2Δfm当mf很小时，如mf<0.5，为窄带调频，此时

Bs=2F这就是广泛应用的调频波的带宽公式，又称为卡森公式。它对应于最高边频分量幅度大于未调载波的10％和调频信号功率的98％左右。此式在mf>>1和mf<1的两种极端情况下，可化为宽带调频和窄带调频公式。通常调频广播中规定的峰值频偏Δfm为75KHz，最高调制频率F为15KHz，故mf＝5，由上式可计算出FM信号的频带宽带为180KHz。更准确的调频波带宽计算公式为：

对于一般情况，带宽为：

调频信号uFM(t)在电阻RL上消耗的平均功率为由于余弦项的正交性,总和的均方值等于各项均方值的总和,4、调频波的功率根据贝塞尔函数具有特性，因此有此结果表明，调频波的平均功率与未调载波平均功率相等。当mf由零增加时，已调制的载波功率下降，而分散给其它边频分量。也就是说调制的过程只是进行功率的重新分配，而总功率不变。调频器可以理解为一个功率分配器，它将载波功率分配给每个边频分量，而分配的原则与调频指数mf有关。

调相波是其瞬时相位以未调载波相位φc为中心按调制信号规律变化的等幅高频振荡。如果

则其瞬时相位为从而得到调相信号为

5、调频波与调相波的比较（1）调相波调相波的瞬时频率为调相波Δfm、mp与F的关系

调相波波形

至于PM波的频谱及带宽，其分析方法与FM相同。调相信号带宽为

Bs=2(mp+1)F调频与调相的关系

角度调制是非线性调制,在单频调制时会出现（ωc±nΩ）分量,在多频调制时还会出现交叉调制（ωc±nΩ1±kΩ2+…）分量。调频的频谱结构与mf密切相关。mf大,频带宽。与AM制相比,角调方式的设备利用率高,因其平均功率与最大功率一样。

（2）调频波与调相波的比较

调频波与调相波的比较正弦波调制(载波调制)脉冲调制(双重调制)调幅（AM）调频（FM）调相（PM）

模拟式脉冲调制数字式脉冲调制

普通调幅（AM）双边带调幅（DSB-SC）单边带调幅（SSB-SC）脉幅调制（PAM）脉宽调制（PDM）脉位调制（PPM）脉频调制（PFM）脉码调制（PCM）增量调制（△M）载波是连续的正弦信号载波是离散的脉冲序列角度调制(调角)

脉冲调制通常人们谈论的调制技术是采用连续振荡波形(正弦波信号)作为载波的，然而，正弦波信号并非是唯一的载波形式。在时间上离散的脉冲串，同样可以作为载波，这时的调制是用基带信号去改变脉冲的某些参数而达到的，人们常把这种调制称为脉冲调制。通常，按基带信号改变脉冲参数(幅度、宽度、时间位置)的不同，把脉冲调制分为脉幅调制(PAM)、脉宽调制(PDM)和脉位调制(PPM)等。脉冲调制属于模拟调制，首先使脉冲本身的参数（脉冲振幅、脉冲宽度与脉冲位置等）按照调制信号的规律变化，亦即使脉冲本身先包含调制信号，然后再用这个已调脉冲数字信号对高频载波进行调制，这就是脉冲调制的过程。由此可见，脉冲调制是双重调制：第一次是用基带信号去调制脉冲；第二次是用这已调脉冲信号对载波（高频正弦波）进行调制，这就是二次调制。脉幅调制（PAM）：用调制信号控制脉冲序列的幅度，使脉冲幅度在其平均值上下随调制信号的瞬时值变化。这是脉冲调制中最简单的一种。脉宽调制（PDM）：用调制信号控制脉冲序列中各脉冲的宽度，使每个脉冲的持续时间与该瞬时的调制信号值成比例。此时脉冲序列的幅度保持不变，被调制的是脉冲的前沿或后沿，或同时是前后两沿，使脉冲持续时间发生变化。脉位调制（PPM）：用调制信号控制脉冲序列中各脉冲的相对位置（即相位），使各脉冲的相对位置随调制信号变化。此时脉冲序列中脉冲的幅度和宽度均保持不变。脉位调制在第二次世界大战中期已付之实用。脉位调制的传输性能较好，常用于视距微波中继通信系统。PDM中波发射机的调制分成两部分，高频部分（载波）采用幅度调制（AM），而低频部分（基带信号）采用脉宽调制(PDM)。中波发射机的音频调制系统的作用是把微弱的音频信号不失真地放大到高频功率放大器所要求的电平才能进行幅度调制。通常，音频信号放大器是线性放大器，效率较低。为提高效率，需要对音频信号进行一下转换。在PDM发射机中的音频转换系统采用脉冲宽度调制(PDM)。它的原理是通过脉宽调制器把连续的音频信号变换为调宽脉冲信号，再用工作于开关状态的丁类放大器把调宽脉冲放大到需要的电平，最后通过解调器（低通滤波器）把音频＋直流还原出来去调制高频末级功率放大器。其中直流成分决定载波功率，音频成分决定调制度的大小。PDM中波调幅广播发射机调制原理脉宽调制器是一个高速比较器，有两个输入端，一个同相输入端，一个反相输入端，带有直流分量的三角波送到高速比较器的同相端，与送入反相端的直流＋音频信号进行比较，在输出端就得到了PDM脉冲串。如果在高速比较器反相端只有直流电平，而没有音频信号，输出的就是等宽脉冲串，这对应于发射机的载波状态。音频信号经平衡／不平衡变换后成为单边信号，接着通过模拟乘法器进行增益自动控制，压缩其节目动态范围，然后再放大并与直流电平相加送至比较器，同时72kHz三角波电路产生的三角波也送至比较器，经电平比较后实现脉宽调制，输出随音频变化的调宽脉冲。通过控制可变阻抗电路改变与音频相加的直流电平，即可改变脉冲空度比，从而达到改变发射机输出功率。另外还设有高频电流过大时低音频正峰切削电路进行保护。。PDM脉冲不能用来直接调制高频末级功率放大器，要用低通滤波器把音频信号解调出来，并作为调制信号送到高末级，这一过程的执行电路设在调制功放内。脉频调制（PFM）：脉冲信号的频率随调制信号幅值而变化，其幅度和宽度保持不变。由于脉冲信号通常为频率变化的方波信号，因此，PFM也叫做方波FM。脉冲频率调制(PFM)传输性能远优于基带直接光强调制及成本远低于脉冲编码调制而在光纤通信中得到广泛的应用。脉码调制（PCM）：1937年脉幅调制和脉宽调制的发明者A.H.里夫提出用脉冲的有无的组合来传递声音，后来把这种方法称为脉码调制。但脉码调制到20世纪50年代才开始实用化。脉码调制有三个过程：采样、量化和编码。即先对信号进行采样，并对采样值进行量化（整量化），再对经过采样和量化后的信号幅度进行编码，将模拟信号转换成数字信号，因此脉码调制的本质不是调制，而是数字编码，所以能充分保证传输质量。由编码得到的数字信号可根据需要再对高频振荡载波进行调制。脉码调制不是用改变脉冲序列的参数来传输信息，而是用参数固定的脉冲的不同组合来传递信息，因此抗干扰能力强，失真很小，是现代通信技术的发展方向。数字调幅中波广播发射机（DAM）调制原理现在10KW及以上功率的中波广播发射机均采用数字调幅（DAM）进行调制，其实质即脉码调制（PCM）。DAM发射机将输入的音频基带信号通过模拟音频处理板，变成直流＋音频信号，通过A/D转换器和调制编码器的采样、量化、编码转换成12比特的数字编码信号，直接和间接控制末级功放模块的通断，用来得到调幅波。DAM发射机的调制编码DAM发射机的调制编码由调制编码器完成，产生控制末级功放模块的12bit数字开关信号。受调制编码器控制的射频功放共有48块，即42个射频电压相等的大台阶放大器和6个二进制台阶放大器。12bit的前6位用于42块大台阶功放的开关控制，这些数字位作为地址码，用于读出只读存储器（ROM）中预存的开关信息，去控制大台阶的开关。二进制地址码所对应的ROM大台阶编码数据，即为大台阶功放开通的数目。12bit数字码的后6位7～12位各控制一块二进制射频放大器，如果为“1”则放大器工作，为“0”则放大器关断。例如A××××××/000001=B12开，即输出1/64大台阶功率。B××××××/000011=B11、B12开，即输出3/64功率。C××××××/100011=B7、B11、B12开，即输出35/64功率。增量调制（ΔM）:最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别(增加、还是减少)而不是代表抽样值本身的大小，因此把它称为增量调制。在增量调制系统的发端调制后的二进制代码1和0只表示信号这一个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加(用1码)还是减少(用0码)。收端译码器每收到一个1码，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶，而收到一个0码，译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。增量调制是一种特殊的脉码调制，它不是对信号本身进行采样、量化和编码，而是对信号相隔一定重复周期的瞬时值的增量进行采样、量化和编码。现在已有多种增量调制方法，其中最简单的一种，是在每一采样瞬间当增量值超过某一规定值时发正脉冲，小于规定值时发负脉冲。这样每个码组只有一个脉冲，故为二进制一位编码，每个码组不是表示信号的幅度，而是表示幅度的增量。这种增量调制信号的解调也很简单，只要将收到的脉冲序列进行积分和滤波即可复原，因此编码和解码设备都比较简单。

指调制信号是离散的，而载波是连续波的调制方式。指调制信号和载波都是连续波的调制方式。

按调制信号的性质分类模拟调制：数字调制（键控）：数字调制（键控）振幅键控(ASK)：数字脉冲信号对载波振幅进行调制移频键控(FSK)：数字脉冲信号对载波频率进行调制移相键控(PSK)：数字脉冲信号对载波相位进行调制差分移相键（DPSK）不以难以在接收端准确判定的未调制载波的初始相位为参考，而是用前后码元之间载波相位的变化来表示绝对移相键控（CPSK）以未调制载波的初始相位最为参考，可用0°(或180°)代表码元1，用180°(或0°)代表码元0码元传输速率RB在数字通信中，一个数字脉冲称为一个码元。如字母A的ASCII码是0100001，可用7个脉冲来表示，亦可认为由7个码元组成。码元传输速率又称为传码率或波特率，是指单位时间（通常为秒，下同）内通信系统所传输的码元数目（即脉冲个数），记为RB，其单位为波特（Baud）。例如某数字通信系统，每秒传送4800个数字波形（或者说4800个码元），则传输速率为4800波特（或记为4800B）。

数字通信系统指标信息传输速率Rb信息传输速率Rb又称传信率，是单位时间内通信系统所传送的信息量，单位为比特每秒（bit/s或b/s）。根据信息量的定义，1个二进制码元代表1比特（bit）的信息量。因此，在二进制码元中，码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的，即RB＝Rb，但它们的含义不同，前者是指单位时间内传输的码元数目，后者是指单位时间内传输的信息量。如果所传输的码元是M进制（M≥2），则每个码元含有的信息量I为I＝log2M（单位为bit）在数字通信系统中，若所传输的码元是M进制，则码元传输速率RB与信息传输速率Rb在数值上存在如下关系，即Rb＝RBlog2M例如，在四进制（M＝4）中，已知码元传输速率RB＝600B，则信息传输速率Rb＝1200b/s。由此可见，采用多进制码传输，能提高信息传输速率。

数字调制的优缺点与模拟调制系统相比，数字调制的突出优点之一，抗干扰（或噪声）能力强。在采用模拟调制的传输系统中，一旦产生失真或引入干扰，且这些干扰的频率又有信号频谱重叠，则它们对解调信号的影响是难以消除的。而在采用数字调制的传输系统中，尽管解调信号存在失真或干扰，但只要取样判决电路能正确判定每个码元所代表的是1还是0，就可不失真地重现原数字信号。图中，（a）原数字信号；（b）为解调后的波形，存在失真和干扰；（c）从解调信号中取出与数字信号同步的窄脉冲时钟信号；用它对解调信号在最大值上取样；（d）为取样后的信号，将它与判决电平V0比较，当取样值大于V0时，判为1，否则判为0；（e）为判别后的窄脉冲序列，由它触发单稳态电路，便得到（f）中的重现波形。由此可见，只要失真和干扰引起取样后，信号幅度的变化不超过V0值，就不会产生误判。数字调制系统易于保密，便于与计算机联网，可同时传递声音、图像、数据、文件等信息诸多优点。随着中、大规模数字集成电路技术的日益成熟，数字通信系统设备越来越容易制造，成本低，体积小，可靠性高。它的不足之处是：占据信道宽。例如，一路模拟电话仅占4KHz带宽；而一路数码率为64Kb/s的数字电话却要占64kHz带宽。另一不足之处是，必须具备同步系统，因而系统结构较复杂。振幅键控（ASK）相当于模拟信号中的调幅，就是把频率、相位作为常量，而把振幅作为变量，只不过调制信号是二进制数码而已。由于调制信号只有0或1两个电平，结果相当于将载频关断或者接通。用二进制信号进行振幅键控，称为二进制振幅键控，用2ASK或BASK表示。振幅键控实现简单，但抗干扰能力差。

振幅键控（ASK）

振幅键控这种调制技术最简单和最常用的形式是开关，它的实际意义是当调制的数字信号为“1”时，传输载波；当调制的数字信号为“0”时，不传输载波。是最节省能量的调制方式，因为只有在发送“1”时辐射能量。

移频键控（FSK）移频键控相当于模拟信号中的调频，是数字通信中使用较早的一种调制方式，基本原理是利用载波的频率变化来传递数字信息.当数字信号的振幅为正时载波频率为f0，当数字信号的振幅为负时载波频率为f1。移频键控能区分通路，但抗干扰能力不如移相键控。它的主要优点是:实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用,例如无绳电话。

移相键控（PSK）相移键控(PSK)：一种用载波相位表示输入信号信息的调制技术。以二进制调相为例，取码元为“1”时，调制后载波与未调载波同相；取码元为“0”时，调制后载波与未调载波反相；“1”和“0”时调制后载波相位差180°。在PSK调制时，载波的相位随调制信号状态不同而改变。如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，此时它们就处于“同相”状态；如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为“反相”。把信号振荡一次（一周）作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期，两个波的相位差180度，也就是反相。当传输数字信号时，“1”码控制发0度相位，“0”码控制发180度相位。移相键控抗干扰能力强，但在解调时需要有一个正确的参考相位，即需要相干解调。产生PSK信号的两种方法：1、调相法：将基带数字信号（双极性）NRZ与载波信号直接相乘的方法。双极性不归零码(NRZ):"1"码和"0"码都有电流,但是"1"码是正电流,"0"码是负电流,正和负的幅度相等,故称为双极性码。2、选择法：用数字基带信号去对相位相差180度的两个载波进行选择。2PSK的调制原理如图所示。由“0”和“1”表示的二进制调制信号通过电平转换后，变成由“–1”和“1”表示的双极性NRZ（不归零）信号，然后与载波相乘，即可形成2PSK信号。调相法举例电平转换器载波发生器Acosω0t二进制调制信号双极性NRZ信号

2PSK

信号带通滤波器