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标题: [原创]关于调制器、混频器、乘法器的区别 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2010-11-8 15:12

作者: 泰麒 标题: [原创]关于调制器、混频器、乘法器的区别

去年发帖问过调制器和混频器的区别，当时对这两种器件还不了解，经过一年多，个人认为对这两种器件有了比较深刻的理解了，现在来说一下我对混频器、调制器再加上乘法器区别上的认知吧，如果还有什么不对还请大家多多指教。

混频器主要作用是使两个信号相乘，有3个端口。一端口输入基带信号IF，这种信号有一定的带宽（宽频信号）且携带信息。二端口输入本振点频信号LO，不能输入宽频信号，且输入频率必须是基带信号频率的两倍以上。三端口输出上变频后的信号RF。输出信号主要包含两部分，一部分是上变频的信号，在频域上表示为LO+IF，另一部分为镜像信号，频域表示式为LO-IF，镜像信号与信号与LO成完全对称关系。

现在用调制器一般都是正交调制器，可以完成两种调试，一种是QAM调制，一种是单边带调制。这两种调试原理这里不多说，大家可以去百度上查。调制器中的主要元器件就是混频器，工作原理跟上面说的混频器一摸一样，作用是使两个信号相乘。
混频是调制的一种。混频其实可以看做一种双边带调制。

乘法器。乘法器的作用虽然同样是使两个信号进行相乘，但它和混频器还有本质区别。乘法器有两个输入端口，这两个端口都能输入宽频信号，且这两个端口的线性度很高，输入的信号不会因为器件的局限造成相位及频率上的失真。所以输出的组合干扰信号较少。乘法器主要有一相限乘法器，二相限乘法器和四相限乘法器，区别我也不多少了，大家可以百度。
两个端口都能输入宽频信号是与混频器的本质区别，也是为什么乘法器比混频器贵很多的原因。在实际运用中（如混频等应用），混频器的其中一个端口只需要输入点频，所以这个端口不需要那么高的线性度，所以便宜很多。

时间: 2010-11-9 08:34

作者: laozhu

学习了

时间: 2010-11-9 12:40

作者: gdxky

楼主你最好做个图上来，描述，你直接说，不直观，用途，直观具体

时间: 2010-11-9 13:47

作者: zhuch

用的人会比较清楚，楼主谈谈价格和用处吧。

时间: 2010-11-9 14:56

作者: 泰麒 标题: 混频器

混频器最早应用在超外差收音机中，现在在移频直放站、选频直放站等需要有源滤波及变频的设备中用的非常多。主要完成一个频谱搬移的作用。
混频器是一种非线性器件，在时域上可以把它看成一个乘法器。但它跟理想乘法器有很大的不同，理想乘法器不会产生杂波，而混频器会产生很多杂波。
由于混频器的非线性性，在使两个信号相乘后不仅会产生有用信号，还会产生很多杂波，这种杂波叫“组合干扰”，组合干扰的频域表达式为：nLO+mIF（式1）或nLO-mIF（式2），得数都取绝对值。其中n及m为正整数。在上变频中，只有当n、m等于1时，式1得到上变频后的信号，式2为镜像信号，这两个信号跟本振LO成完全轴对称关系。其他全为组合干扰信号。组合干扰信号、镜像信号都需要通过滤波器滤除，要不给解调带来很大的麻烦。
当n、m大于等于5时，组合干扰的功率值就已经很低了，所以计算时大于5的基本上就可以不考虑了。
各组合干扰的功率值有这个混频器的特性觉得。
IF口的线性很高，信号通过这个口不会对信号本身包含的相位、功率、频率等信息造成任何失真。但LO口就不同了，这个口由于在实际应用中只输入点频信号，且一般输入频率很高，并不包含任何信息，所以这个口对线性没有任何要求。

时间: 2010-11-9 15:10

作者: 泰麒 标题: 调制器

现在各个厂家生产最多的就是正交调制器（IQ调试器）。
本振LO（载波）信号输入到芯片后，芯片内部会把LO分成两路，一路相移90°，一路不相移，这样就把载波分成了一对相互正交的信号，这也就是正交调试器名称的由来。
正交调制器主要可以完成单边带调制（SSB）、四项相移键控（QPSK）、相移键控（PSK）、QAM等调制。
不管是什么调制器，乘法器或称混频器都是其主要部分，也是为什么能完成调制的部分。
正交调制器中乘法器的特性跟混频器的特性是完全一样的。
下图是正交调制器的框图

附件: 调制器.JPG (2010-11-9 15:11, 14.45 KB) / 下载次数 2
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时间: 2010-11-9 15:16

作者: 泰麒 标题: 乘法器

这里说的是模拟集成乘法器。
集成模拟乘法器是实现两个模拟信号相乘的器件，它广泛用于乘法、除法、乘方和开方等模拟运算，同时也广泛用于信息传输系统作为调幅、解调、混频、鉴相和自动增益控制电路，是一种通用性很强的非线性电子器件，目前已有多种形式、多品种的单片集成电路，同时它也是现代一些专用模拟集成系统中的重要单元。
根据两个输入信号电压的不同极性，乘法输出的极性有四种组合，用图1所示的工作象限来说明。
若信号两个输入信号均限定为某一极性的电压时才能正常工作，该乘法器称为单象限乘法器；若两信号中一个能适应正、负两种极性电压，而另一个只能适应单极性电压，则为二象限乘法器；若两个输入信号能适应四种极性组合，称为四象限乘法器。

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时间: 2010-11-9 15:18

作者: 泰麒 标题: 应用

在同步解调中一个很著名的载波同步方式叫“正交环法”，用于解调及同步二相相移信号。
图中显示的是正交环的框图。
其中上下两个并排的“乘法器”为混频器，最后边的那个“乘法器”为模拟集成乘法器。如果把上下两个混频器及90°相位变换器集成到一个器件中，那么这个器件就是一个正交调制器的解调器。

[ 本帖最后由泰麒于 2010-11-9 15:28 编辑 ]

附件: 正交环.jpg (2010-11-9 15:22, 16.26 KB) / 下载次数 2
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时间: 2010-11-9 15:29

作者: 泰麒

说的有不对的地方请大家指导！

时间: 2010-11-9 20:46

作者: zhangchenhaoa

学习，学习，楼主真棒

时间: 2010-11-9 22:07

作者: 风之吻

good

时间: 2010-11-9 22:09

作者: eaiejia

楼主很厉害！！！赞一个！

时间: 2010-11-12 15:37

作者: 泰麒

这个帖子要沉了……

时间: 2013-1-8 20:35

作者: CC小菜

为何我在维基百科与百度百科中找到的定义有所出入呢？
维基百科：

混频器（英语：Frequency mixer）是非线性电路的一种。混频器把两道不同频率的输入讯号混合成一道特定频率的输出讯号。
假设两道输入混频器的讯号频率分别为 f1 和 f2，则从混频器输出的讯号必须为以下其中一种频率：
两道输入讯号的频率之和 (f1 + f2)
两道输入讯号的频率之差 (f1 - f2)

新手，刚上来不懂事啊、、、、、、

时间: 2014-5-23 18:47

作者: Salawang

学习了

时间: 2016-12-30 09:00

作者: 竹叶门冬青

学习了，谢谢楼主

时间: 2023-3-22 15:41

作者: April_0620

感谢前辈，通俗易懂，讲得透彻

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