簡單應(yīng)用中，使用調(diào)制器優(yōu)于使用乘法器，但如何定義“簡單”？資料下載

雖然，許多有關(guān)調(diào)制的描述，都將其描繪成一種乘法過程，但，實際情況更為復(fù)雜。 首先，為清晰起見，若信號Acos和未調(diào)制載波cos(ωt)施加于理想乘法器的兩路輸入，則我們將得到一個調(diào)制器。這是因為兩個周期波形Ascos(ωst) 和 Accos(ωct)施加于乘法器（為便于分析，假定比例因子為1 V）輸入端，產(chǎn)生的輸出為： Vo(t) = ?AsAc[cos((ωs ωc)t) cos(ωs– ωc)t))] 若載波Accos(ωct)幅度為1 V (Ac = 1)，則該式進一步簡化為： Vo(t) = ?As[cos((ωs ωc)t) cos((ωs – ωc)t)] 但在大多數(shù)情況下，調(diào)制器是執(zhí)行此功能更好的電路。調(diào)制器（用來改變頻率的時候也稱為混頻器）與乘法器密切相關(guān)。 乘法器的輸出是其輸入的瞬時積。 調(diào)制器的輸出是該調(diào)制器其中一路輸入的信號（稱為信號輸入）和另一路輸入的信號符號（稱為載波輸入）的瞬時積。 圖1所示為調(diào)制函數(shù)的兩種建模方法： 作為放大器使用，通過載波輸入上的比較器輸出切換正增益和負增益； 作為乘法器使用，并在其載波輸入和其中一個端口之間放置一個高增益限幅放大器。 圖1. 調(diào)制函數(shù)的兩種建模方法 兩種架構(gòu)都可用來形成調(diào)制器，但開關(guān)放大器架構(gòu)（用于AD630平衡調(diào)制器中）運行較慢。大多數(shù)高速IC調(diào)制器含有一個跨導(dǎo)線性乘法器（基于吉爾伯特單元），并在載波路徑上有一個限幅放大器，用來過驅(qū)其中一路輸入。該限幅放大器可能具有高增益，允許低電平載波輸入——或者具有低增益和干凈的限幅特性，從而要求相對較大的載波輸入以正常工作。 出于某些原因，我們使用調(diào)制器而非乘法器。乘法器的兩個端口均為線性，因此載波輸入的任何噪聲或調(diào)制信號都會與信號輸入相乘，降低輸出；同時，大多數(shù)情況下可忽略調(diào)制器載波輸入的幅度變動。二階特性會導(dǎo)致載波輸入的幅度噪聲影響輸出，但最好的調(diào)制器都會盡可能減少這種影響，因此不納入本文的討論范圍。簡單的調(diào)制器模型使用由載波驅(qū)動的開關(guān)。 （理想）開路開關(guān)具有無限大的電阻和零熱噪聲電流，且（理想）閉路開關(guān)具有零電阻和零熱噪聲電。因此，雖然調(diào)制器的開關(guān)并非理想，但相比乘法器而言，調(diào)制器依然具有較低的內(nèi)部噪聲。另外，比起乘法器，設(shè)計與制造類似的高性能、高頻率調(diào)制器也更為簡便。 與模擬乘法器相同，調(diào)制器將兩路信號相乘；但與模擬乘法器不同的是，調(diào)制器的乘法運算是非線性的。當(dāng)載波輸入的極性為正時，信號輸入乘以 1；而當(dāng)極性為負時，則乘以–1。換言之，信號乘以載波頻率下的方波。 頻率為ωct 的方波可使用傅里葉序列的奇次諧波表示： K[cos(ωct) – 1/3cos(3ωct) 1/5cos(5ωct) – 1/7cos(7ωct) …] 對該序列求和：[ 1, –1/3, 1/5, –1/7 ...] 為 π/4。因此，K數(shù)值為4/π，這樣當(dāng)正直流信號施加到載波輸入時，平衡調(diào)制器可作為單位增益放大器使用。 載波幅度并不重要，只要它足夠大，可驅(qū)動限幅放大器即可；因此，由信號Ascos(ωst)和載波 cos(ωct)驅(qū)動的調(diào)制器產(chǎn)生的輸出即為信號與載波平方的乘積： 2As/π[cos(ωs ωc)t cos(ωs – ωc)t –1/3{cos(ωs 3ωc