无线电广播传送的音频信号、电视广播传送的视频信号都需要调制到射频载波信号上去才能进行发送。这里的所谓调制，是指使射频正弦波载波的某一特性（如振幅）按所传送信号的特性发生变化的过程。在无线电广播中，有的用调幅制，有的用调频制。在电视广播中，图像部分用调幅制，伴音部分用调频制。这些调制方式都是怎么工作的呢？为了理解调幅和调频的过程，我们先从以下几个概念入手。
1.调制信号
调制信号是我们用来改变载波的振幅或频率的信号，它包含着我们要传递的信息，例如音频信号、视频信号等。调制信号的频率比较低，如音频信号频率范围是20Hz～20kHz，视频信号的频率范围约为100Hz～6MHz。由于它们的频率较低，故不能直接进行发射。
2.载波
载波是一个频率、振幅和相位都不变的正弦波，它的频率比较高，适于作无线电波发射。
3.已调制波
载波作为正弦波具有3个基本参数，即振幅、频率和初相位。如果让它的某一参数按调制信号的规律发生变化，就形成了已调制波。
所以，调制过程就是调制信号对载波进行加工的过程。按照调制对象的不同，可以有调幅（对载波的振幅进行调制）、调频（对载波的频率进行调制）和调相（对载波的相位进行调制）三种方式，其中后两种方式通常合称为调频。
一、调幅（简写为AM）
调幅，就是用调制信号对载波的振幅进行调制。这样得到的已调波的振幅不再是恒定的，而是按照调制信号的规律变化，变化的振幅中包含了要传递的信息。
调幅的过程可以用图1加以说明。
其中图1（a）是调制信号为0的情况，载波未受到调制，保持等幅状态。
图1（b）～图1（d）中的调制信号逐渐增大幅度，已调波的振幅按调制信号的波形发生了变化。如果我们将已调波的顶点用圆滑的曲线连接起来，就得到了它的两条包络线（见图2），其变化规律与调制信号是一样的。在接收设备中利用检波电路检出已调波的包络线，就可以得到所传送的信号。
下面的数学表达式可以更细致地说明调幅过程。
设调制信号为vm=VmsinΩt
载波为v0=V0sinω0t
则已调制波的瞬时值为
v=V0（1+msinΩt）sinω0t
式中m叫做调幅度，数值介于0与1之间。
如果作三角函数变换的话，可以看到，经过调幅以后，输出信号有3个频率成分，分别是ω0、ω0+Ω、ω0-Ω，即载波成分和上、下边频成分。实际应用中，调制信号多是一个频率范围（如音频为20Hz～20kHz），这样已调制波的组成成分中就包含了载波和上、下边带。由于每个边带中都包含着调制信号的内容，所以，有时为了节省频谱资源，可以将载波或某个边带抑制掉，不予传送。例如我国的电视广播中，亮度信号就抑制掉了大半个边带。
二、调频（FM）
在调频方式中，调制信号对载波的频率进行调制，载波的振幅保持不变。已调波的角频率的瞬时值为
ω=ω0+ΔωsinΩt
式中ω0为载波的角频率， Ω是调制信号的角频率， Δω为已调波的最大频偏。已调波的瞬时值为
v=V0sin（ω0t-McosΩt）
这就是调频信号的基本表达式。要得到这个表达式需要一些高等数学知识，所以我们只是把它列在这里，供读者参考。式中M=Δω/Ω，称为调频指数，它与调制信号的幅度成正比，与调制频率成反比。
调频波的调制过程可以用图3加以说明。
其中图3（a）是调制信号为0的情况，载波未受到调制，信号频率未发生变化。
图3（b）～图3（d）中的调制信号逐渐增大幅度，已调波的频率按调制信号的波形发生了变化。对应调制信号的正峰值，频率升高；对应负峰值，频率下降。已调波的振幅保持不变，波形的疏密程度反映了调制信号的变化。在接收设备中需要利用鉴频电路将调制信号检出来。由于调频信号的振幅不包含要传送的信息，所以在传送过程中即使混入幅度较大的杂波，也可以在接收端用限幅电路将杂波去掉，从而保证较高品质的信号传输。
三、帮助理解调幅和调频原理的程序
为了帮助读者理解调幅和调频的基本原理，笔者编写了一个Windows程序，其界面如图4所示。该程序可以在Windows98或以上版本的操作系统下运行，其所用控件都是常见的类型，所以，对于广大无线电爱好者来说，在自己的电脑上运行它很容易。
该程序界面的主要部分是一个图形窗口，外观像一个示波器的显示屏，用来显示调制信号和已调波的波形。
程序界面的右侧是控制部分。我们可以通过程序提供的控件完成以下工作：
1.改变调制信号的振幅。为了观察调制信号的振幅对已调波波形的影响，我们可以通过“信号幅度”调节控件改变调制信号振幅的相对值，可取数值范围是0～1。
2.改变调制信号的频率。为了观察调制信号的频率对已调波波形的影响，我们可以通过“信号频率”调节控件改变调制信号频率的相对值，可取数值范围是0.4～1。
3.在“调制方式” 选择框中，我们可以选择“调频”或“调幅”中的一种调制方式。缺省调制方式为“调频”。
程序刚打开时，图形窗口中并无图形，当改变上述三个控件中的任意一个的值时，图形窗口中将画出相应的波形。图形窗口的上方是调制信号的波形，用白色显示；下方是已调波的波形，用彩色显示，以便强调已调波与调制信号的对应关系（对应调制信号瞬时值为0时，用绿色显示；瞬时值偏正时，波形变红；瞬时值偏负时，波形变蓝）。
现在，我们就可以调节调制信号的振幅和频率，观察它们对已调波波形的影响，加深理解调幅和调频的概念了。
如果想把某一个波形保存起来，可以单击“保存”按钮，在弹出的对话框中选择好文件保存的位置，填入适当的文件名，再单击对话框中的“保存”按钮就可以了。程序保存的是一个位图文件（.bmp）。
此程序可以从本期配刊光盘的“本期程序”文件夹中得到，可以在光盘上直接运行，也可以将全部文件复制到自己指定的一个文件夹中再运行。当不再需要这个程序时，只要将全部文件删除即可，不会在你的电脑中留下任何垃圾。
（于长江）