调制计算器

分析 AM、FM 和 PM 信号,计算调制指数、边带范围与实用带宽估计值。

计算调制参数
选择调制类型,并使用一致单位输入载波和消息信号参数。

关于信号调制

调制将较低频率消息信号中的信息加载到较高频率的载波上,以便有效传输。无线电、电视、遥测、无线链路及许多测量系统,都会受控地改变载波的幅度、频率或相位。本计算器比较三种经典模拟调制方式,给出无量纲调制指数、估算占用带宽,以及实用的频率上下限。 调幅时,载波幅度随消息波形变化。对于单一正弦音调,AM 调制指数等于消息幅度除以载波幅度。指数 0.5 对应 50% 调制;超过一则表示过调制,可能使传统接收机产生包络失真。普通双边带 AM 在载波频率加减消息频率处产生频谱分量,因此带宽为最高消息频率的两倍。 调频时,载波瞬时频率在标称值上下变化。FM 调制指数等于峰值频偏除以消息频率。理论上,FM 会产生无限多个边带;卡森法则将包含大部分信号功率的带宽估算为峰值频偏与最高消息频率之和的两倍。本计算器采用以调制指数表示的等价公式。该估计广泛用于信道规划,但法规频谱模板与实际消息频谱可能要求额外余量。 调相使载波相位与消息信号成比例变化,调制指数为以弧度表示的峰值相偏。对于单音 PM 信号,峰值频偏等于相位指数乘以消息频率,因此卡森法则给出的带宽是消息频率乘以一加相位指数,再乘以二。FM 与 PM 都是密切相关的角度调制方式,但偏移量对消息频率的依赖关系不同。 所有模式都显示载波和消息幅度,便于使用同一表单比较。幅度值决定 AM 指数,FM 使用输入频偏,PM 使用峰值相偏。频率以千赫输入,显示的上下限也保持千赫单位。上下限是围绕载波对称分布的规划边界,并非每个离散边带的列表。 结果可用于通信入门题目、发射机检查、信道间隔估算及信号处理教学。实际信号可能包含多个消息频率、滤波、预加重、噪声和非线性效应。此时应使用最高有效调制频率,并以频谱分析仪或适用的通信标准核实估计结果。

调制示例

信号参数计算结果含义
AM:载波 10 V、100 kHz,消息信号 5 V、5 kHz指数 0.5,带宽 10 kHz载波调制深度为 50%,边带位于 95 和 105 kHz。
FM:载波 1000 kHz,频偏 75 kHz,消息信号 5 kHz指数 15,带宽 160 kHz卡森法则给出的规划边界约为 920 和 1080 kHz。
PM:载波 500 kHz,相偏 2 rad,消息信号 10 kHz指数 2,带宽 60 kHz等效峰值频偏为 20 kHz。

如何使用调制计算器

  1. 按待分析信号选择调幅、调频或调相。
  2. 输入载波幅度和频率,再输入消息信号幅度及其最高有效频率。
  3. FM 输入峰值频偏;PM 输入以弧度表示的峰值相偏。
  4. 选择“计算调制”,获取调制指数、估算带宽及频率上下限。
  5. 处理受监管系统时,将估计结果与信道频谱模板或实测频谱比较。

调制计算器常见问题

调制指数表示什么?

调制指数衡量相对于载波或消息频率的调制深度。其精确定义取决于信号使用 AM、FM 还是 PM。

AM 调制指数超过一会怎样?

传统 AM 会发生过调制,包络穿过零点。此时包络检波器会产生失真,尽管相干检波仍可能恢复信息。

卡森带宽法则有多准确?

卡森法则估计的带宽包含单音角度调制信号约 98% 的功率。它是工程估计,并非精确的频谱边界。

为什么 FM 有很多边带?

正弦调频可展开为位于消息频率整数倍偏移处的贝塞尔函数分量。高阶分量逐渐减弱,因此可以估算实用带宽。

调相和调频相同吗?

两者都属于角度调制,可通过对消息信号积分或微分相互生成。它们的调制指数对消息频率的响应不同,因此不能互换输入定义。