Амплитудно-модулированный сигнал записывается в виде

(1)

где U₀ – средняя амплитуда сигнала;

λ(t) – нормированное сообщение, которое модулирует сигнал, нормировка выполнена по условию ;

M – коэффициент амплитудной модуляции;

ω₀, φ₀ – соответственно частота и фазовый сдвиг сигнала.

Закон изменения амплитуды (огибающей) сигнала S_AM(t) можно записать следующим образом:

(2)

На рисунке 1 показан закон изменения сигнала и его огибающей U_AM(t).

Рисунок 1 – Закон изменения сигнала и его огибающей при амплитудной модуляции

Из приведенных выражений (1) и (2) можно сделать следующие выводы:

1. Амплитудно-модулированный сигнал S_AM(t) и его огибающая U_AM(t) линейно зависят от сообщения λ(t).

2. Для осуществления амплитудной модуляции необходимо использовать линейный элемент с переменным коэффициентом передачи, либо нелинейный элемент с избирательной цепью, настроенной на частоту несущей. Избирательная цепь необходима для выделения составляющих спектра, образующих амплитудно-модулированный сигнал, на фоне многочисленных спектральных компонент, образованных взаимодействием низкочастотного сообщения и несущего колебания в нелинейном элементе.

В настоящей лабораторной работе используется виртуальная модель нелинейного элемента (модулятора) – резонансного усилительного каскада на полевом транзисторе, в котором управляющий (модулирующий) процесс поступает в цепь затвора наряду с постоянным напряжением смещения. Такой способ осуществления модуляции называется модуляцией смещением [1, 2].

Рассмотрим сначала процессы модуляции, происходящие в реальном радиотехническом модуляторе. Упрощенная принципиальная схема такого модулятора приведена на рисунке 2.