Este es un caso de modulación donde tanto las señales de transmisión como las señales de datos son analógicas.
Un modulador AM es un dispositivo con dos señales de entrada, una señal portadora de amplitud y frecuencia constante, y la señal de información o moduladora. El parámetro de la señal portadora que es modificado por la señal moduladora es la amplitud.
Señal Moduladora (Datos)
Señal Portadora
Señal Modulada
Consideremos que la expresión matemática de la señal portadora está dada por
(1) vp(t) = Vp sen(2π fp t)
Donde Vp es el valor pico de la señal portadora y fp es la frecuencia de la señal portadora.
De manera similar podemos expresar matemáticamente a la señal moduladora
(2) vm(t) = Vm sen(2π fm t)
Siendo Vm el valor pico de la señal moduladora y fm su frecuencia.
La señal modulada tendrá una amplitud que será igual al valor pico de la señal portadora más el valor instantáneo de la señal modulada.
(3) v(t) = ( Vp + vm(t) )sen(2π fp t)
v(t) = ( Vp + Vm sen(2π fm t) )sen(2π fp t)
luego sacando Vp como factor común
(4) 
Se denomina índice de modulación
reemplazando m en (4)
Operando
(5)
recordando la relación trigonométrica
aplicamos esta entidad a la ecuación (5)
(6) 
La expresión (6) corresponde a la señal modulada en amplitud.
Si al índice de modulación se lo expresa en porcentaje se obtiene el porcentaje de modulación
M puede variar de 0% a 100% sin que exista distorsión, si se permite que el porcentaje de modulación se incremente más allá del 100% se producirá distorsión por sobre-modulación, lo cuál da lugar a la presencia de señales de frecuencias no deseadas.
M < 100%
M = 100%
M > 100%
En la ecuación (6), que describe a una señal modulada en amplitud, se observa que tiene tres términos. El primero de ellos corresponde a una señal cuya frecuencia es la de la portadora, mientras que el segundo corresponde a una señal cuya frecuencia es diferencia entre portadora y moduladora y el tercero a una frecuencia suma de las frecuencias de la portadora y moduladora. Todo este conjunto da lugar a un espectro de frecuencias de las siguientes características.
Donde
fp - fm: frecuencia lateral inferior
fp + fm: frecuencia lateral superior
Debido a que en general una señal analógica moduladora no es senoidal pura, sino que tiene una forma cualquiera, a la misma la podemos desarrollar en serie de Fourier y ello da lugar a que dicha señal esté compuesta por la suma de señales de diferentes frecuencias. De acuerdo a ello, al modular no tendremos dos frecuencias laterales, sino que tendremos dos conjuntos a los que se denomina banda lateral inferior y banda lateral superior.
Como la información está contenida en la señal moduladora, se observa que en la transmisión dicha información se encontrará contenida en las bandas laterales, ello hace que sea necesario determinado ancho de banda para la transmisión de la información.
Veamos un ejemplo:
Si consideramos que la información requiere de 10KHz de ancho de banda, se necesitaran 10KHz para cada banda lateral, lo que hace que la transmisión en amplitud modulada de dicha señal requiera un ancho de banda de 20KHz.
Banda lateral única
Como la información se repite en cada banda lateral, se han desarrollado equipos denominados de Banda Lateral Única (BLU) o Single Side Band (SSB), en los cuales se requiere la mitad del ancho de banda del necesario para la transmisión en amplitud modulada. En el ejemplo anterior una transmisión en banda lateral única requiere solo 10KHz de ancho de banda. Si consideramos la banda lateral superior, el espectro de frecuencias tiene la siguiente forma.
Dependiendo de la banda lateral que se transmita, superior o la inferior, se puede tener
Upper Side Band (USB): En este caso lo que se transmite es la banda lateral superior y son suprimidas la banda lateral inferior y la señal portadora.
Lower Side Band (LSB): En este caso lo que se transmite es la banda lateral inferior y son suprimidas la banda lateral superior y la señal portadora.
Potencia de la señal modulada
Como la potencia es proporcional a la tensión, el espectro de potencias tiene una forma similar al espectro de tensiones visto anteriormente.
Como la amplitud máxima de cada banda lateral está dada por y teniendo en
cuenta que la potencia es proporcional al cuadrado de la tensión, resulta
que la potencia de la señal modulada será:
Para tener la igualdad en la última expresión debemos considerar las potencias en lugar de las tensiones.
Si se modula al 100% resulta m=1 y por lo tanto la potencia de la señal modulada será igual a 3/2 de la potencia de la portadora.
Observamos en la última ecuación que la portadora consume 2/3 de la potencia total de la señal modulada y solo queda 1/3 para las bandas laterales.
Para obtener mayor rendimiento se han desarrollado sistemas que transmiten con portadora suprimida, de modo que toda la potencia de la señal modulada corresponde a las bandas laterales.
El espectro de frecuencias para modulación de amplitud con portadora suprimida tiene las siguientes características.
