对于幅度调制/解调系统,原理上采用滤波法既可解决限制频带宽度,又可节省载波频率发送的问题,即采用单边带调制信号发送与接收。但是由于发送带通滤波器和接收带通滤波器很难做到陡峭的截止频率,而且需要按照各个系统进行单独调试,不易实现规范化、产业化的一致性生产制作。所以难以采用滤波法调制,而要采用移项网络调制。不能采用简单的检波解调,而要采用相干法解调。所以除标准幅度调制(AM)外,产生了双边带(DSB)调制、抑制载波双边带(DSB-SC)调制、残留边带(VSB)调制和单边带(SSB)调制等多种调制/解调方法。
各种调制/解调方式的比较主要在于:发送端的发送信号、接收端的接收信号的频率范围,也就涉及信号的频谱宽度;信号中是否含有载波频谱或含有载频分量的多少;自然所发送信号的平均功率和功率的效率,即调制信号功率所占全部功率的比例,与发送信号所包含的内容紧密相关;调制/解调器系统实现的难易程度与采取的方法相关。
采用滤波法完成各种调制/解调的原理框图如图2-30所示。
图2-30 幅度调制/解调系统原理框图
双边带调制、单边带调制和残留边带调制的频谱比较示意图如图2-31所示。其发送和接收的频率范围和频谱宽度见表2-1中相关部分所示。
发送频率和频带宽度( F 为调制频率, f 为载波频率)如下:
1)幅度调制(AM): B AM =2 F ,发送频率范围: -f H ~+ f H ;
2)双边带(DSB)调制: B DSB =2 F ,发送频率范围: f C -f H ~ f C + f H ;
3)抑制载波双边带(DSB-SC)调制: B DSB-SC =2 Ω max ,发送频率范围: f C -f H ~ f C + f H ;
4)残留边带(VSB)调制: B VSB > f H , B VSB ≈ f H ,发送频率范围:( f C -f H )(部分)~( f C + f H )或( f C + f H )(部分)~( f C -f H );
5)单边带(SSB)调制: B SSB = f H -f C ≈ f H ,发送频率范围: f L ~ f H 。
图2-31 双边带调制、单边带调制和残留边带调制的频谱比较示意图
幅度调制的功率计算如下:
令:①调制信号为单一频率的余弦函数信号;
②载波功率为 P C ;
③载波信号振幅为 U cm ;
④调制系数为 md
⑤上边频功率为 P USB ;
⑥下边频功率为 P LSB ;
⑦调制信号总功率为 P ∑ ;
⑧调制信号最大瞬时功率为 P max ;
⑨负载电阻为 R L 。
则有:
①载波功率:
;
②上边频、下边频功率:
;
③上边带功率:
;
④总平均功率:
;
⑤最大瞬时功率:
。
调幅的标准幅度调制、双边带调制、单边带调制和残留边带调制的发送功率和接收功率,以及功率效率的比较见表2-1中相关部分所示。
调幅的标准幅度调制(AM)、双边带(DSB)调制、单边带(SSB)调制和残留边带(VSB)调制有关载频的频带范围、频带宽度的比较;所发射信号形式、发射功率及功率效率等特性参数的比较;各种调制的调制/解调方法、滤波器截止频率特性、实现的难易程度及各自的优缺点的比较,均归纳在表2-1中。
表2-1 连续波调制技术参数比较表
(续)