(Fr.: modulation d’amplitude; Du.: Amplitudenmodulation, Amplitudenmodelung; Eng.: amplitude modulation), afk.: AM, een vorm van modulatie waarbij de amplitude van de draaggolf varieert als functie van het over te dragen signaal.
Meestal is de amplitude evenredig met de grootte van deze modulerende trilling die de over te brengen informatie bevat. De omhullende, d.w.z. de ligging van de toppen, van de gemoduleerde trilling komt dan overeen met de vorm van de modulerende trilling, mits de draaggolffrequentie voldoende hoog is en de modulatiediepte m kleiner dan 1; de modulatiediepte is de mate waarin de amplitude gevarieerd wordt. Amplitudemodulatie verkrijgt men met een modulator.
Dubbelzijbandmodulatie.
De gemoduleerde trilling kan worden beschreven door de vergelijking:
M(t) = A{1 + m S(t)} cos ωdt
waarin M(t) de momentele waarde van de trilling voorstelt, A de amplitude van de ongemoduleerde draaggolf, m de modulatiediepte, S(t) de momentele waarde van de modulerende trilling en ωd = 2𝜋fd de hoekfrequentie of pulsatie; fd is de draaggolffrequentie. Indien het signaal een harmonische trilling met frequentie fs is, en er geldt: S(t) = cos ωs = cos 2𝜋fst, dan wordt:
M(t) = A{1 + m cos ωst} cos ωst
Dit kan ook worden geschreven als de som van drie trillingen:
M(t) = A cos ωdt
+ ½Am cos ωd + ωs)t
+ ½Am cos ωd − ωs)t
De eerste component betreft de draaggolf; deze is onafhankelijk van de modulatiediepte m. De tweede en de derde component noemt men de zijfrequenties; zij liggen in het frequentiespectrum symmetrisch ten opzichte van de draaggolf en vormen het deel van de gemoduleerde golf dat de informatie bevat.
In het algemene geval dat het modulerende signaal S(t) niet sinusvormig is, kan het worden uitgedrukt in hetzij een reeks van Fourier, hetzij een integraal van Fourier, al naar gelang het signaal een periodieke of niet-periodieke functie van de tijd is. In beide gevallen ontstaan componenten die te zamen in het spectrum twee frequentiebanden met gelijke bandbreedte vormen ter weerszijden van de draaggolf, de zijbanden. Uit het bemonsteringstheorema (zie Pulsmodulatie), een van de grondslagen van de informatietheorie, volgt dat de draaggolffrequentie meer dan tweemaal zo groot dient te zijn als de hoogste over te brengen signaalfrequentie om te sterke vervorming van het over te brengen signaal te voorkomen. Met praktische filters geldt minimaal een factor 2,2. Meestal worden echter veel grotere factoren toegepast. Het is duidelijk dat modulatie een geheel ander proces is als superpositie van een hoogfrequente en een laagfrequente trilling; ook de golfvorm ziet er dan anders uit.
Het vermogen Pt van de gemoduleerde golf is verdeeld over de draaggolf en de zijbanden. Het vermogen in de zijbanden (Pzb) bedraagt voor sinusvormige modulalatie:
Pzb = {m2/(2 + m2)}Pt.
Voor een modulatiediepte van 0,3 bedraagt Pzb minder dan 5% van het totale vermogen. Dubbelzijbandmodulatie wordt onder meer toegepast voor radio-omroep in de lange-, midden- en kortegolfband.
Onderdrukking van de draaggolf.
Daar het energetisch rendement van de informatieoverdracht betrekkelijk slecht is door de aanwezigheid van de (sterke) draaggolf, heeft men modulatiemethoden ontwikkeld waarbij de draaggolf onderdrukt wordt. De gemoduleerde trilling kan dan worden gegeven door;
M(t) = A S(t) cos ωdt
Er ontstaan daarbij uitsluitend zijbanden. De omhullende van de gemoduleerde golf is nu niet meer vormgetrouw aan het modulerende signaal S(t).
Enkelzijbandmodulatie.
Reeds in 1915 zag J.R. Carson in dat de informatie die het modulerende signaal bevat geheel aanwezig is in elk van de zijbanden. Men kan dus de bandbreedte die nodig is bij de informatieoverdracht halveren door een van de zijbanden na modulatie met een elektrisch filter uit te zeven. De draaggolf wordt hierbij meestal ook geheel of gedeeltelijk onderdrukt. Een probleem is dan wel dat deze draaggolf weer in de ontvanger geregenereerd dient te worden om demodulatie mogelijk te maken. Enkelzijbandmodulatie met onderdrukte draaggolf is in wezen een frequentietransformatie: de trilling met frequentie fs wordt een trilling met frequentie fd + fs of fd − fs. Toepassing vindt deze vorm van modulatie o.a. bij radiotelefonie en draaggolftelefonie. Soms onderdrukt men een der zijbanden slechts gedeeltelijk: restzijbandmodulatie, semi-eenzijbandmodulatie of ‘vestigial-sidebandmodulation’, o.a. bij de televisieomroep.
Kwadratuurmodulatie.
Deze mogelijkheid voor het beperken van de bandbreedte bestaat hierin dat men een draaggolf A cos ωdt moduleert met het signaal S1(t) en de draaggolf A sin ωdt met het signaal S2(t); het betreft twee signalen overgedragen met frequentie fd. Het gemoduleerde signaal na onderdrukking van de draaggolf wordt dan beschreven door:
M(t) = S1(t) cos ωdt + S2(t) sin ωdt
Bij demodulatie zijn de signalen S1(t) en S2(t) weer gescheiden van elkaar te reproduceren. Verdergaande bandbreedtereductie door nu ook van dit signaal slechts een zijband over te dragen is niet mogelijk: de signalen zouden dan volledig in elkaar overspreken. Kwadratuurmodulatie wordt toegepast bij de kleurentelevisie.