调制就是将低频或基带信号（如声音、音乐和数据等）转换成高频信号。在调制过程中，载波信号的某些特征（通常是频率或幅度）随基带信号幅度的瞬时变化作相应比例变化。调制技术在无线电通信技术中应用十分广泛，因此测量调制信号的参数是非常重要的。本章将讨论利用频谱分析仪测量调制信号的方法。目前信号调制的方式有幅度调制、频率调制和脉冲调制。
1）幅度调制信号分析
幅度调制（AM）是传输信号控制载波的一种方式，其调制体制比较简单。一个具有幅度调制的载波可表示为：
式中：V（t）——幅度调制信号；
Uc——载波信号的幅度；
m——调制指数（0≤m≤1）；
a（t）——归一化调制信号；
fc——载波频率。
正弦调制是最常用的一种调制方式，其调制信号可表示为：
式中：fm——调制频率。
将式（4-41）代入式（4-42）进行整理化简可得：
由上面的分析可知，幅度调制信号V（t）由幅度为Uc、频率为fc的载波和两个边带组成。幅度调制的两个边带中，一个处在fc-fm处，一个处在fc+fm处，且上下边带的幅度均为
边频幅度Us和调制系数的关系为：
在对数模式情况下，调制信号电平与载波信号的电平差值为A（dB），则：
图4-49 正弦幅度调制信号的时域波形
观察或测量幅度调制信号的方法有时域法和频域法。在时域内，可用示波器观察和测量时域信号。如图4-49所示为正弦幅度调制信号的时域波形。
图4-49中，Emax为调制信号包络的最大电压值，Emin为调制信号包络的最小电压值，Ec为调制信号包络的最大电压值与最小电压值的平均值，用公式表示为：
幅度调制信号的调制指数为：
在频域中，可用频谱分析仪观察和测量幅度调制信号。用频谱分析仪可测量幅度调制信号的载波频率、幅度、调制频率和调制指数等特性。如图4-50所示为利用频谱分析仪测量的幅度调制信号。(www.xing528.com)
图4-50 利用频谱分析仪测量的幅度调制信号
图中A为相对于载波的边带幅度，fm为调制频率。幅度调制信号的载波频率和幅度可用频谱分析仪的码刻和码刻Δ功能直接进行测量。将频谱分析仪的码刻调到调制信号的最大值处，可直接测出（或读出）调制信号的幅度和频率，调制频率是载波频率与其中一个边带频率的差（边带相对载波呈对称性），可用频谱分析仪的码刻Δ直接测量。用频谱分析仪的码刻Δ测量出相对载波的边带幅度A，则调制系数百分比可用式（4-47）进行计算。
表4-2给出了调制系数与相对载波的边带幅度。
表4-2 调制系数与相对载波的边带幅度
2）幅度调制信号测量
要获得一个幅度调制信号，可以通过一台信号源来产生幅度调制信号，也可以用一个天线接收幅度调制广播信号，输入至频谱分析仪。如图4-51所示为利用一个信号源输出一个幅度调制信号，用频谱分析仪测量幅度调制信号的原理图。
图4-51 幅度调制信号测量原理图
测量幅度调制信号的步骤如下：
（1）按照如图4-51所示建立测试系统，系统加电预热，使系统仪器设备工作正常。
（2）将信号源的射频输出端口用测试电缆与频谱分析仪的射频输入端口连接，设置信号源的状态参数，如输出载波频率为100 MHz，幅度为-15 dBm，调制系数为10%，调制频率为1 kHz。打开信号源射频输出开关，这样信号源输出一个幅度调制信号。
（3）合理设置频谱分析仪的状态参数。例如，频谱分析仪的中心频率设置为100 MHz，扫频带宽设置为10 kHz等。
（4）测量幅度调制信号参数。如图4-52所示为在频谱分析仪CRT屏幕上观测到的幅度调制信号波形。利用频谱分析仪的峰值码刻功能可直接测量出载波信号的幅度和频率，利用码刻Δ可直接测量出调制频率和相对于载波的边带幅度。图4-52中测量的调制频率为1 kHz，边带幅度为-26 dB，则调制系数为
利用频谱分析仪测量幅度调制信号时，应注意以下问题：为了区分幅度调制信号的载波信号和边带信号，频谱分析仪的分辨带宽应小于幅度调制信号的调制频率，因此应采用高分辨率的频谱分析仪测量调制信号。用频谱分析仪测量幅度调制信号时，频谱分析仪分辨带宽的设置应满足以下条件：
式中：RBW——频谱分析仪的分辨带宽；
fm——幅度调制信号的调制频率；
SF——频谱分析仪的形状因子。
图4-52 幅度调制信号波形
因此，当测量的幅度调制信号频率小于频谱分析仪的最小分辨带宽时，频谱分析仪将无法区分附加的调制，也就无法实现调制参数的测量。
频谱分析仪的显示动态范围一般大于70 dB，测量的调制系数小到0.063 2%，并可得到较高的绝对和相对频率测量精度。利用频谱分析仪亦可以方便地测量出调制失真。幅度调制信号的载波失真是由于调制信号二阶以上的后续谐波和过调制（m%＞100%）引起的，同理用频谱分析仪在频域内可直接测量调制失真。
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