乘法器与调制器

如果假设信号包含单一频率f1，或假设信号更复杂，分布在频段f1至f2中，则我们便可分析调制器的输出频谱，如下图所示。假设完美平衡的调制器不存在信号泄漏、载波泄漏或失真，则输出不含输入项、载波项和杂散项。输入以黑色表示（或在输出图中以浅灰色表示，哪怕实际上并不存在）。

图2显示输入——位于f1至f2频段内的信号，以及频率为ffc的载波。乘法器不含下列奇次载波谐波：1/3（3fc）、1/5（5fc）、1/7（7fc）…，以虚线表示。请注意，小数1/3、1/5和1/7表示幅度，而非频率。

图2.输入频谱，显示信号输入、载波和奇次载波谐波



图3.使用LPF的乘法器或调制器输出频谱



图4.未经滤波处理的调制器输出频谱

若信号频带( f1至f2)位于奈奎斯特频带(直流至fc/2)内，则截止频率高于2fc的LPF将使调制器具有与乘法器相同的输出频谱。若信号频率高于奈奎斯特频率，则情况更复杂。

图5显示信号频带正好低于fc时将发生的情况。依然有可能分离谐波项和基波项，但此时需使用具有陡峭滚降特性的LPF。

图6显示由于fc位于信号通带内，谐波项叠加(3fc - f1) ( fc + f1)，因此基波项不再能够通过LPF与谐波项分离。所需信号此时必须通过带通滤波器(BPF)进行选择。

所以，虽然调制器在大部分变频应用中优于线性乘法器，但设计实际系统时必须考虑到它们的谐波项。

图5. 信号大于fc/2时的输出频谱

图6. 信号超过fc时的输出频谱