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為什么不能將乘法器用作調(diào)制器或混頻器?

發(fā)布時(shí)間:2020-01-19 來(lái)源:ADI 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】調(diào)制器(或混頻器)也有兩個(gè)輸入,但信號(hào)輸入是線性的,而載波輸入包含一個(gè)限幅放大器,或利用受它限制的足夠大信號(hào)驅(qū)動(dòng)。無(wú)論何種情況,載波信號(hào)都會(huì)變成一個(gè)方波,因此其幅度相對(duì)不重要——只要足夠大,而且其噪聲或幅度變化不會(huì)出現(xiàn)在輸出端。
 
Q:為什么我不能將乘法器用作調(diào)制器或混頻器?它們不是一回事嗎?
A:并非如此,了解它們之間的區(qū)別十分重要。
 
乘法器有兩個(gè)模擬輸入,輸出與兩個(gè)輸入幅度的乘積成比例(注1)。
 
為什么不能將乘法器用作調(diào)制器或混頻器?
 
其中,K是維數(shù)為1/V的常數(shù)。理論上,一個(gè)信號(hào)可以輸入任一輸入端,輸出不受影響。
 
調(diào)制器(或混頻器)也有兩個(gè)輸入,但信號(hào)輸入是線性的,而載波輸入包含一個(gè)限幅放大器,或利用受它限制的足夠大信號(hào)驅(qū)動(dòng)。無(wú)論何種情況,載波信號(hào)都會(huì)變成一個(gè)方波,因此其幅度相對(duì)不重要——只要足夠大,而且其噪聲或幅度變化不會(huì)出現(xiàn)在輸出端。公式變成:
 
為什么不能將乘法器用作調(diào)制器或混頻器?
 
乘法器用于模擬計(jì)算。一個(gè)例子是計(jì)算電路中的功率。與瞬時(shí)電壓和電流成比例的信號(hào)施加于乘法器的輸入端,其輸出與瞬時(shí)功率成比例。
 
像調(diào)制器一樣,乘法器將信號(hào)輸入的幅度編碼到載波輸入的信號(hào),但與調(diào)制器不同,載波信號(hào)幅度的變化也會(huì)出現(xiàn)在其輸出端。在采用調(diào)制器的通信應(yīng)用中,不希望看到這一變化。假設(shè)將兩個(gè)正弦(注2)波輸入一個(gè)乘法器,則其簡(jiǎn)化(注3)公式為:
 
為什么不能將乘法器用作調(diào)制器或混頻器?
 
調(diào)制器的簡(jiǎn)單描述常常使用上述公式,但載波信號(hào)削波為方波意味著它包含奇數(shù)諧波。方波的簡(jiǎn)化公式為奇數(shù)諧波傅里葉級(jí)數(shù):
 
為什么不能將乘法器用作調(diào)制器或混頻器?
 
這些奇數(shù)諧波也會(huì)通過(guò)載波調(diào)制,因此調(diào)制器輸出不僅包含期望的基波產(chǎn)物,而且包含奇數(shù)諧波的產(chǎn)物:
 
為什么不能將乘法器用作調(diào)制器或混頻器?
 
許多應(yīng)用中,這些諧波產(chǎn)物會(huì)被濾除和忽略,但正確的調(diào)制器功能描述必須將其包括在內(nèi)。有時(shí)候它們有作用,有時(shí)候則與基波產(chǎn)物重疊,導(dǎo)致意想不到的結(jié)果。
 
因此,選擇乘法器、調(diào)制器或混頻器之前,應(yīng)當(dāng)考慮清楚您的目的是什么,哪一種器件產(chǎn)生的誤差最小。
 
各位小伙伴,明白了嗎?明白了就在下方留個(gè)“印”吧~
 
注1:輸入和輸出可以是電壓或電流,具體取決于器件。本例使用電壓。
注2:為簡(jiǎn)明起見,輸入和輸出幅度被歸一化。
注3:公式使用更容易處理的余弦函數(shù)。最終結(jié)果相同。
 
 
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