CM · 调制基础
调幅 AM
把消息搭在载波的幅度上,波形的包络就成了消息本身。学习包络忠实跟随消息的条件,以及调制指数 m 为何不能超过 1。
包络是否跟住消息?
调节调制指数 m。包络(金色虚线)忠实地描出消息,可一旦 m 超过 1,它就折返、越过零点而失真。
调制指数 mm = 1.30
用滑块扫过调制指数。m = 1 是分界。
当前调制指数下的包络
s(t) = [1 + m cos(ωm t)] cos(ωc t)
过调 · 失真
把消息搭在幅度上
载波 cos(ωc t) 是快速振荡的信使。让它的幅度随消息上下起伏,连起快速振荡顶点的曲线,也就是包络,便原样描出缓慢的消息。接收机只要取出这条包络,就能还原消息。
调制指数 m 决定深度
在 s(t) = [1 + m cos(ωm t)] cos(ωc t) 中,m 是幅度起伏的深度。m 小,包络只轻微起伏,消息载得浅;m 接近 1,幅度几乎降到 0 又升到两倍。用峰值 Amax 与谷值 Amin 测量,m = (Amax − Amin)/(Amax + Amin)。
观察s(t) = [1 + m cos(ωm t)] cos(ωc t)
消息载在包络里。
选择m = (Amax − Amin) / (?)
调制指数由峰与谷测得。
过调制与带宽
当 m 超过 1,会出现 1 + m cos(ωm t) 为负的区段。包络穿过零点折返、上下翻转,简单的包络检波器就会读错消息。这就是过调制。另一方面,乘法把消息搬到 ωc 两侧,形成两个边带,所以 AM 的带宽是消息带宽的两倍,B = 2 fm。
填空m ? 1
不折返要求 m ≤ 1。
自己来B = ?
两个边带 → 带宽是消息的两倍。
回到第一屏
调高调制指数,包络越摆越深、把消息描得清晰;m 一过 1,包络就穿过零点折返、变红失真。在 0.45 与 1 之间,包络忠实跟住消息而呈金色。AM 要听懂的只有一件事:消息在幅度的包络里,而这条包络只有在 m ≤ 1 时才等于消息。
调幅(AM)把消息搭在载波的幅度上,构成 s(t) = [1 + m cos(ωm t)] cos(ωc t)。波形的包络就是消息,只有当调制指数 m ≤ 1 时,包络才不越过零点、忠实承载消息。m > 1 即过调制,包络折返而失真。带宽因两个边带为 B = 2 fm。
下一单元
AM 把消息放在幅度上,所以怕噪声——噪声一晃动幅度,包络立刻被弄脏。下一单元 FM 改把消息搭在载波的瞬时频率上,以多用带宽换取抗噪。