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简单应用中，使用调制器优于使用乘法器，但如何定义“简单”？资料下载
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2021-04-07
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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和未调制载波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：
Vo(t) = ½AsAc[cos((ωs ωc)t) cos(ωs– ωc)t))]
若载波Accos(ωct)幅度为1 V (Ac = 1)，则该式进一步简化为：
Vo(t) = ½As[cos((ωs ωc)t) cos((ωs – ωc)t)]
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所示为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；
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。
图1. 调制函数的两种建模方法
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。
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。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。
频率为ωct 的方波可使用傅里叶序列的奇次谐波表示：
K[cos(ωct) – 1/3cos(3ωct) 1/5cos(5ωct) – 1/7cos(7ωct) …]
对该序列求和：[ 1, –1/3, 1/5, –1/7 ...] 为 π/4。因此，K数值为4/π，这样当正直流信号施加到载波输入时，平衡调制器可作为单位增益放大器使用。
载波幅度并不重要，只要它足够大，可驱动限幅放大器即可；因此，由信号Ascos(ωst)和载波 cos(ωct)驱动的调制器产生的输出即为信号与载波平方的乘积：
2As/π[cos(ωs ωc)t cos(ωs – ωc)t –1/3{cos(ωs 3ωc
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