如果您只传输音频信号，您将有效地拥有一个每个人都必须共享的单一频道。他们将使用相同的一小部分电磁频谱。您无法将一个发射器正在发送的内容与另一个发射器正在发送的内容分开。这就像试图在一个房间里与数百名试图保持自己对话的人进行对话。

通过将语音信号调制到载波上，您可以分离各个传输。

如果我使用 1MHz 的载波，而你使用 2MHz 的载波，接收器可以调到听你的，而忽略我。

承运人在那里使这种区别成为可能。

它还有其他优点。

很难制造覆盖大频率范围的高功率放大器。

音频范围通常被认为是 20Hz 到 20kHz。这是您的放大器必须覆盖的几个八度音阶。它必须在所有这些八度音阶上正常工作。

如果您使用更高的载波频率，您的放大器只需在一个倍频程的一小部分内正常工作。例如，20kHz 是 1MHz 的一小部分。1MHz 载波的发射器只需覆盖 0.998MHz 至 1.02MHz。一个八度音阶是从 1MHz 到 2MHz。

要考虑的另一件事是天线尺寸。

20kHz 的信号波长为 150 公里。四分之一波偶极子天线需要近 40 公里长的杆。

在 1MHz 时，天线变得更易于管理 - 四分之一波偶极子天线只需要 75 米长的杆。

我提到的关于发射机放大器的带宽问题也适用于天线。天线只能在相对较小的频率范围内有效地辐射。与放大器一样，该范围通常是八度音程的一小部分。

为音频制造的天线必须覆盖从 15000 公里到 15 公里的波长。在这些极端情况之间折衷的天线不会非常有效地辐射 - 而且它仍然必须非常大。

作为用户，您只对调制到载波上的信号感兴趣——您只想听到当地广播电台的音乐。

作为一名工程师，您必须考虑如何最好地将信号从它所在的位置传输到您想要的位置。对于无线电来说，这使得载波信号非常重要。

当我们实际上不关心这个而是关心另一个信号（有用信号）时，载波信号是什么？

介绍

_{• 将载波与基带音频信号“混合”，将音频重新定位在较高射频频谱中的载波周围。
• 一旦“混合”，音频不再出现在频谱的基带
• “混合”是用于调制（或乘法）的术语
• 这允许音频与其他（不同）音频通道共存使用稍微不同的载波频率。
• 然后您可以通过将调谐拨盘移动到另一个载波频率来调谐到您想要的任何音频频道。} $$$$

简单的模拟电路

使用三角波音频输入和 1 MHz 载波的简单 AM 调制器示意图：-

调制输出

这是 Vout 的样子（蓝色）以及红色的原始调制三角波：-

调制输出的频谱

现在，如果我在调制载波 (Vout) 上使用我的 FFT 工具，我会看到：-

使用正弦波作为调制输入

如果我将调制信号更改为 10 kHz 正弦波（更好的信号纯度）并专注于更接近 1 MHz 的结果频谱，我会看到：-

为什么不只使用有用的信号，而是将其与载波混合？

由于与载波混合，基带信号（音频）在 1 MHz 的频谱中重新定位。这意味着，如果您有另一个基带信号，您可以将其重新定位在（例如）1.1 MHz，然后您可以将 AM 接收器调谐到任一频率并听到任一频率的基带信号（无交叉干扰）。

这就是 AM 收音机的工作原理。

天线不能使用基带音频

但是，它也归结为天线的工作方式。如果你只有一个基带音频信号（比如从 100 Hz 到 10 kHz），那么要制造一个可以在 100 Hz 下工作的有效发射天线意味着它的波长大约是 100 Hz 波长的四分之一。因此，100 Hz 的波长为 3,000 km，您是否看到这不仅不切实际，而且很愚蠢。

但是，比这更糟糕，因为您的天线还需要能够使用 10 kHz，而 10 kHz 的波长为 30 km。这意味着您的基带天线无法处理如此广泛的基带频率。

另一方面，当基带调制为 1 MHz 时，有用边带（见上图）为 990 kHz 和 1010 kHz（当调制信号为 10 kHz 时）。

在较低的调制频率（例如 100 Hz）下，有用的边带在 999.90 kHz 和 1000.10 kHz。这意味着固定天线长度可以处理两个边带，因为各自的波长（10 kHz）分别为 300.033 米和 299.97 米。

这就是天线工作的原因。

对于天线计算，请点击此链接。

为什么不只使用有用信号而不是与载波混合？

这个想法是低频需要大天线来发送/接收，而高频需要更小的天线。

如图所示，该过程如下：您有一个携带一些信息的调制信号。它的频率比载波低得多。

您可以传输运营商，但它没有信息。如果您在接收端收到一个载体周期，那么您只需要重新创建所有周期。

如果您将载波与调制信号混合（乘以），您将得到一个调制信号，该信号具有信息（目前嵌入在变化的幅度中）并且可以使用可管理的天线尺寸进行传输。

在接收端，您将调制信号与本地生成的载波再次混合（相乘），该载波应该处于完全相同的频率，以恢复信息承载调制信号。

现在可以通过对频率比信息信号高得多的载波进行低通滤波来恢复调制信号。它在教科书中被称为包络检测。

这是幅度调制 (AM)，受信道噪声的影响很大。您可以将相同的信息嵌入到载波的相位或频率中，从而产生对信道干扰更加稳健的 PM/FM 方案。

对于存在一个源和多个接收器的 FM 和其他场景，这种解释就足够了。

对于手机来说，很多用户都在发送和接收；因此不能使用相同的载体。一个频段内的多个载波被分配给服务提供商，并使用精心设计的方案来跳频并传输您的数据和对话。当您参加无线通信课程时。你的概念将被清除。

我希望这能解决你的一些问题。

想象一下，你买了一个巨大的衣柜，你需要把它带回家。但是您唯一拥有的运输设备是一辆小型汽车。由于尺寸限制（带宽），无法将衣柜放在车内，将衣柜绑在车上对负担（损失）是危险的。那么，如果你把衣柜拆掉，把这些碎片放进你的车里，然后在你家重新装上衣柜，那不是更好吗？

这就是 AM 调制和解调。媒介是你的车，衣柜是有用的信号。但需要更多的努力（复杂性）才能将负担从 A 点安全可靠地运送到 B 点。

另一个例子是光纤。想象一下，您有 4 个不同的信号，并且所有这些信号都应该同时传输。但是你有一个单芯光纤。您所能做的就是携带不同波长的每个信号，并将接收器设置为对不同波长敏感。巧妙的把戏，尼特？

简单地说，带宽、范围、节点数量和许多其他参数带来了限制。因此，在通过任何介质传输信号时，调制信号几乎总是必须的。