乘法器與調制器

　雖然許多有關調制的描述都將其描繪成一種乘法過程，但實際情況更為復雜。
　　首先，為清晰起見，若信號Acos（ωt）和未調制的載波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，產生的輸出為：
　　
　　但在大多數情況下，調制器是執行此功能更好的電路。調制器（用來改變頻率的時候也稱為混頻器）與乘法器密切相關。乘法器的輸出是其輸入的瞬時積。調制器的輸出是該調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顯示了調制函數的兩種建模方法：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；或者作為乘法器使用，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。兩種架構都可用來形成調制器，但開關放大器架構（用于AD630平衡調制器中）運行較慢。大多數高速IC調制器含有一個跨導線性乘法器（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。
　　
　　圖1.調制函數的兩種建模方法
　　出于某些原因，我們使用調制器而非乘法器。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制信號都會與信號輸入相乘，降低輸出；同時，大多數情況下可忽略調制器載波輸入的幅度變動。二階特性會導致載波輸入的幅度噪聲影響輸出，但最好的調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。簡單的調制器模型使用由載波驅動的開關。（理想）開路開關具有無限大的電阻和零熱噪聲電流，且（理想）閉路開關具有零電阻和零熱噪聲電壓；因此，雖然調制器的開關并非理想，但相比乘法器而言，調制器依然具有較低的內部噪聲。另外，比起乘法器，設計與制造類似的高性能、高頻率調制器也更為簡便。
　　與模擬乘法器相同，調制器將兩路信號相乘；但與模擬乘法器不同的是，調制器的乘法運算是非線性的。當載波輸入的極性為正時，信號輸入乘以+1；而當極性為負時，則乘以-1.換言之，信號乘以載波頻率下的方波。