寄生调幅是指调频波通过RLC回路产生调幅波的现象。宽频带调频波中包含不同频率的信号分量（频率连续分布）。当通过RLC回路时，RLC回路对不同频率分量显现出不同的输出阻抗，从而导致输出信号幅度变化，成为调幅波形式。
为了讨论寄生调幅问题，我们选用如图1所示的典型采集系统，假定系统输入信号
为单一频率的正弦波，系统增益为1。设:
其中， 。当采样信号频率与被采样信号频率成整数倍关系时，对被采样信号来说，每个周期的采样点个数是一样的，对应点的相位是不变的。因此, 采样所得信号的幅值是一个稳定的值。
当采样信号频率大于被采样信号频率两倍时，输出信号不会产生假频，采样输出信号频率与被采样信号频率相等。
但由于采样效应的存在, 采样输出信号的幅值的随机性所决定的。采样后信号幅度误差的概率分一般总是小于被采样信号的幅值。
这是由于采样信号与被采样信号之间初始相位的随机性所决定的。采样后信号幅度误差的概率分布如表1所示。
表1 采样后信号幅值误差概率分布表
最大采样误差(%) | 采样误差概率分布(P) | 最大采样误差(%) | 采样误差概率分布(P) | ||||||||
>5% | <5% | >5% | 5~4% | 4~3% | 3~2% | 2~1% | <1% | ||||
10 | 4.84 | 0 | 0.07 | 0.13 | 0.14 | 0.15 | 0.51 | ||||
2 | 100.00 | 0.82 | 0.18 | 20 | 1.21 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.11 | 0.89 |
3 | 49.72 | 0.78 | 0.22 | 30 | 0.54 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
4 | 29.17 | 0.69 | 0.31 | 40 | 0.30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
5 | 18.13 | 0.48 | 0.52 | 50 | 0.20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
6 | 13.00 | 0.37 | 0.63 | 60 | 0.13 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
7 | 9.81 | 0.31 | 0.69 | 70 | 0.10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
8 | 7.56 | 0.29 | 0.71 | 80 | 0.07 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
9 | 0.98 | 0.11 | 0.89 | 90 | 0.06 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
10 | 4.84 | 0 | 1 | 100 | 0.05 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
当采样信号频率与被采样信号频率不成整数倍关系时, 对被采样信号来说, 每个周期内的采样点数可能是不一样的, 其对应点的相位是不同的。因此,采样输出信号幅值是随时间呈周期性变化的, 而不再是一个稳定的值
，其中 的最大值等于被采样信号得幅值，即 .这种由于采样产生的信号幅值的变化, 是我们所不期望的, 这种信号幅值变化是寄生在采样过程中的。又由于采样信号频率与被采样信号频率不成整数倍关系, 其采样输出信号的幅值变化与调幅波有些类似, 因此, 我们称这种幅度变化为寄生调幅。
当采样信号频率与被采样信号频率不成整数倍关系时, 对被采样信号每个周期的采样点相位是不一样的, 这可以从图2 中直观地看出。
图3 给出了实测的几种典型寄生调幅波形图。
从图3 中可以直观地看出, 当采样信号频率与被采样信号频率不成整数倍关系时, 其产生的寄生调幅波有如下特点:
1、寄生调幅波的包络线类似于整流正弦波;
2、当采样信号频率与被采样信号频率接近偶数倍时, 寄生调幅波是正负对称的( 这是由于对采样信号正负半周采样个数相等造成的) ;
3、当采样信号频率与被采样信号频率接近奇数倍时, 寄生调幅波幅波振幅正负是不对称的(这是由于对被采样信号正负半周采样个数不同造成的) ;
4、当采样信号频率与被采样信号频率之比越大时, 寄生调幅幅度越小, 反之亦然( 这与表1 的计算结果是一致的)。
若将寄生调幅的调制度
定义为:式中， 为采样输出最大幅值； 为采样输出最小幅值。
寄生调幅的调制度是
的函数。表l 中最大采样误差即为寄生调幅的调制度。在实际设计数字化信号采集系统时, 采样信号频率fs 至少大于两倍的被采样信号频率(
), 即式中， 为采样信号频率， 为被采样信号频率，N为正整数（N>=2）, 为 的余数，且 .
寄生调幅波的调制频率可由下式确定:
其中， 为寄生调幅波包络线频率； 为 的余数；为被采样信号频率；上式表明, 当等于零时, 寄生调幅波包络线频率为零, 即没有寄生调幅现象产生。当不等于零时, 即不成整数倍关系时, 则会产生寄生调幅现象。
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