乘法器与调制器

2017-11-15 15:47:26 0评

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 虽然许多有关调制的描述都将其描绘成一种乘法过程,但实际情况更为复杂。
  首先,为清晰起见,若信号Acos(ωt)和未调制的载波cos(ωt)施加于理想乘法器的两路输入,则我们将得到一个调制器。这是因为两个周期波形Ascos(ωst)和Accos(ωct)施加于乘法器(为便于分析,假定比例因子为1 V)输入端,产生的输出为:
  乘法器与调制器
  但在大多数情况下,调制器是执行此功能更好的电路。调制器(用来改变频率的时候也称为混频器)与乘法器密切相关。乘法器的输出是其输入的瞬时积。调制器的输出是该调制器其中一路输入的信号(称为信号输入)和另一路输入的信号符号(称为载波输入)的瞬时积。图1显示了调制函数的两种建模方法:作为放大器使用,通过载波输入上的比较器输出切换正增益和负增益;或者作为乘法器使用,并在其载波输入和其中一个端口之间放置一个高增益限幅放大器。两种架构都可用来形成调制器,但开关放大器架构(用于AD630平衡调制器中)运行较慢。大多数高速IC调制器含有一个跨导线性乘法器(基于吉尔伯特单元),并在载波路径上有一个限幅放大器,用来过驱其中一路输入。该限幅放大器可能具有高增益,允许低电平载波输入——或者具有低增益和干净的限幅特性,从而要求相对较大的载波输入以正常工作。
  乘法器与调制器
  图1.调制函数的两种建模方法
  出于某些原因,我们使用调制器而非乘法器。乘法器的两个端口均为线性,因此载波输入的任何噪声或调制信号都会与信号输入相乘,降低输出;同时,大多数情况下可忽略调制器载波输入的幅度变动。二阶特性会导致载波输入的幅度噪声影响输出,但最好的调制器都会尽可能减少这种影响,因此不纳入本文的讨论范围。简单的调制器模型使用由载波驱动的开关。(理想)开路开关具有无限大的电阻和零热噪声电流,且(理想)闭路开关具有零电阻和零热噪声电压;因此,虽然调制器的开关并非理想,但相比乘法器而言,调制器依然具有较低的内部噪声。另外,比起乘法器,设计与制造类似的高性能、高频率调制器也更为简便。
  与模拟乘法器相同,调制器将两路信号相乘;但与模拟乘法器不同的是,调制器的乘法运算是非线性的。当载波输入的极性为正时,信号输入乘以+1;而当极性为负时,则乘以-1.换言之,信号乘以载波频率下的方波。
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