調幅——幅值調制
一個(gè)單一頻率的振動(dòng),其幅值隨時(shí)間周期性地變化,稱(chēng)為調幅。其單一頻率的振動(dòng)信號為載波信號。而幅值隨時(shí)間變化的信號為調制信號。所以,調幅就是由調制信號對載波信號進(jìn)行幅值調制。
這種調幅信號的頻譜在載波峰兩側各有一個(gè)幅值相同的峰,此即邊頻(如下圖)。設載波頻率為fc,調制頻率為fs,則邊頻的頻率為fc±fs。其中,fc+fs為上邊頻,fc-fs為下邊頻,它們與載波峰的頻率間隔都是fs。
如果調制信號是一般的周期信號,它包含多個(gè)諧波分量,則每個(gè)諧波分量對載波信號調制的結果都在載波峰兩側產(chǎn)生一對邊頻,最終組成邊頻族。最靠近載波峰的一對邊頻由調制信號的基頻產(chǎn)生,再往外一對由調制信號的二次諧波產(chǎn)生,如此等等。相鄰邊頻的間距等于調制信號頻率,各邊頻幅值比例與調制信號各次諧波幅值比例相同。
在調制信號的特殊情況下,載波峰幅值可能為零,也就是說(shuō),只剩上邊頻和下邊頻。
調頻——頻率調制
一個(gè)單一頻率信號的幅值保持不變,但是頻率隨時(shí)間周期性的變化,稱(chēng)為調頻(頻率調制)。最簡(jiǎn)單的情況是調制信號單一頻率的正弦信號(如下圖),但即使這種最簡(jiǎn)單的情況,頻譜也十分復雜。載波峰兩邊等間隔地分布著(zhù)邊頻族,相鄰邊頻的間距等于調制頻率。
只有頻率調制而不存在幅值調制時(shí),載波峰兩側左右對稱(chēng)。但實(shí)際上兩種調制往往同時(shí)存在,使載波峰兩側一般不對稱(chēng)、不規則,而且載波峰和某些邊頻的幅值有可能很小,甚至為零,這使得在某些情況下難于確認究竟哪個(gè)是載波峰。若調制信號不是單一頻率,而是一般周期信號,則頻譜更加復雜。但是,相鄰邊頻的間距仍然等于調制信號的基本頻率。
例如,齒輪齒距的改變、載荷波動(dòng)、局部缺陷以及連成片的缺陷都會(huì )對嚙合頻率產(chǎn)生調制作用(如下圖)。其中,齒輪局部缺陷激發(fā)的是窄脈沖,其頻譜在較寬的頻率范圍內具有相等而較小的幅值。連成片的缺陷激發(fā)的脈沖較寬,其頻譜的頻率范圍窄,幅值衰減較快。由上述兩種缺陷的調制作用而形成的邊帶也不同:局部缺陷情況下,邊帶范圍寬,幅值小,變化平緩;連成片的缺陷情況下,邊帶范圍窄,集中于載波峰附近,幅值較大,衰減較快。
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