Рассмотрение модулированных сигналов начнем с сигналов, у которых в качестве изменяемого параметра выступает амплитуда несущего колебания. Модулированный сигнал в этом случае является амплитудно-модулированным или сигналом с амплитудной модуляцией (АМ-сигналом).
Как уже было отмечено выше, основное внимание будет уделено сигналам, несущее колебание которых представляет собой гармоническое колебание вида
,
где 
– амплитуда несущего колебания,
– частота несущего колебания.
Здесь и далее полагается, что начальные фазы гармонических колебаний равны нулю.
В качестве модулирующих сигналов сначала рассмотрим непрерывные сигналы 
. Тогда модулированные сигналы будут являться сигналами с непрерывной амплитудной модуляцией. Такой сигнал описывается выражением
, (4.2)
где 
– огибающая АМ-сигнала,
– коэффициент амплитудной модуляции.
Из выражения (4.2) следует, что АМ-сигнал представляет собой произведение огибающей 
на гармоническую функцию 
. Коэффициент амплитудной модуляции 
характеризует глубину модуляции и в общем случае описывается выражением
. (4.3)
Очевидно, при 
сигнал представляет собой просто несущее колебание.
Для более детального анализа характеристик АМ-сигналов рассмотрим простейший АМ-сигнал, в котором в качестве модулирующего сигнала 
выступает гармоническое колебание
, (4.4)
где 
, 
– соответственно амплитуда и частота модулирующего (управляющего) сигнала, причем 
. В этом случае сигнал описывается выражением
, (4.5)
и называется сигналом однотональной амплитудной модуляции.
На рис. 4.2 изображены модулирующий сигнал 
, колебание несущей частоты 
и сигнал 
.
Для такого сигнала коэффициент глубины амплитудной модуляции равен
.
Воспользовавшись известным тригонометрическим соотношением
после несложных преобразований получим
(4.6)
Выражение (4.6) устанавливает спектральный состав однотонального АМ-сигнала. Первое слагаемое представляет собой немодулированное колебание (несущее колебание). Второе и третье слагаемые соответствуют новым гармоническим составляющим, появившимся в результате модуляции амплитуды несущего колебания; частоты этих колебаний 
и 
называются нижней и верхней боковыми частотами, а сами составляющие – нижней и верхней боковыми составляющими.
Амплитуды этих двух колебаний одинаковы и составляют величину
, ( 4.7)
На рис. 4.3 изображен амплитудный спектр однотонального АМ-сигнала. Из этого рисунка следует, что амплитуды боковых составляющих располагаются симметрично относительно амплитуды и начальной фазы несущего колебания. Очевидно, ширина спектра однотонального АМ-сигнала равна удвоенной частоте управляющего сигнала
.
В общем случае, когда управляющий сигнал характеризуется произвольным спектром, сосредоточенным в полосе частот от 
до 
, спектральный характер АМ-сигнала принципиально не отличается от однотонального.
На рис. 4.4 изображены спектры управляющего сигнала и сигнала с амплитудной модуляцией. В отличие от однотонального АМ-сигнала в спектре произвольного АМ-сигнала фигурируют нижняя и верхняя боковые полосы. При этом верхняя боковая полоса является копией спектра управляющего сигнала, сдвинутой по оси частот на
величину 
, а нижняя боковая полоса представляет собой зекальное отображение верхней. Очевидно, ширина спектра произвольного АМ-сигнала
, (4.8)
т.е. равна удвоенной верхней граничной частоте управляющего сигнала.
Возвратимся к сигналу однотональной амплитудной модуляции и найдем его энергетические характеристики. Средняя мощность АМ-сигнала за период 
управляющего сигнала определяется по формуле:
. (4.9)
Так как 
, а 
, положим 
, где 
. Подставляя выражение (4.6) в (4.9), после несложных, но достаточно громоздких преобразований с учетом того, что 
и с использованием тригонометрических соотношений
и 
,
получим
. (4.10)
Здесь первое слагаемое характеризует среднюю мощность несущего колебания, а второе – суммарную среднюю мощность боковых составляющих, т.е.
.
Так как суммарная средняя мощность боковых составляющих делится поровну между нижней и верхней, что вытекает из (4.7), то отсюда следует
. (4.11)
Таким образом, на передачу несущего колебания в АМ-сигнале тратится более половины мощности (с учетом того, что 
), чем на передачу боковых составляющих. Так как информация заложена именно в боковых составляющих, передача составляющей несущего колебания нецелесообразна с энергетической точки зрения. Поиск более эффективных методов использования принципа амплитудной модуляции приводит к сигналам балансной и однополосной амплитудной модуляции.