射頻調制器是一種提供基帶信號的電子設備，用于轉換射頻資源。有許多射頻調制器可用，但所有功能都以類似的方式工作。射頻調制器用于連接電視和其他設備的射頻調制器是一種允許同軸電纜通過更現代的連接發送信息的設備。

一、如何使用調制器連接電視、DVD 播放器和 VCR：

RF 調制器用于將來自 VCR、DVD 播放器、媒體播放器和游戲機等設備的信號轉換為可以由設計用于接收調制 RF 輸入的設備（例如，無線電和電視接收器）處理的格式。RF 調制器將 DVD 播放器（或攝像機或視頻游戲控制臺）的視頻（和/或音頻）輸出轉換為可分配給與電視電纜或天線輸入兼容的任何頻道的頻率。射頻調制器還可用于從 PAL 或 NTSC/ATSC 復合視頻、RGB 或其他復合 AV 源獲取音頻和視頻信號，并生成廣播射頻信號，這些信號可饋送到電視的天線/同軸連接器。

一、射頻調制器的工作原理：

1.1 二極管混合集成調制器的工作原理：

EKIN2-960 是典型的二極管混合集成調制器。下面以EKIN2-960為例介紹模擬調制器的工作原理。

如圖所示，調制器的混頻器由二極管管堆組成，移相網絡由LC移相器組成。從本振端口（LO端口）輸入功率為10dBm的載波信號，從本振端口（LO端口）輸入功率為10dBm的載波信號，將單端信號轉換為差分信號通過傳輸變壓器，分成幅度和相位相同的兩個通道，送入二極管管堆進行混頻。混頻后的I、Q信號（接近本振頻率的頻率）從變壓器次級輸出，再經過3dB定向耦合移相器，使混頻后的I、Q信號相移90度相加在一起. 最后，具有抑制邊帶的調制信號在調制器的射頻端輸出。如果基帶I和Q信號為同相正交幅度的單音信號，則輸出端的頻譜特性如下：

Fc 是載波中心頻率，fi 是基帶音頻信號頻率。調制后的理想頻譜特性應該只有一個分量fc+fi，但由于非理想因素的存在，載波和無用邊帶并沒有被完全抑制。它們之間相對于增強信號功率（以功率 dBm 為單位）的差異分別是載波抑制和邊帶抑制。此外，由于混頻器的非線性，輸出頻率還包含基帶信號的二次、三次、四次、五次諧波和載波信號調制的頻率分量。

以EKIN2-960為例。本振是單雙轉換傳輸線變壓器，具有1:4阻抗轉換功能，即單端得到的阻抗是差分端阻抗的1/4。在本振信號的作用下，EKIN2-960內部的兩個混頻二極管堆棧處于反復開關狀態。在任何時候，每個混頻器堆棧都有兩個串聯的二極管，因此傳輸線變壓器差分端的阻抗等于兩個二極管導通電阻之和（直流電阻）的1/2。二極管）。為了使本振端口的阻抗接近50歐，二極管的導通電阻一般接近200歐。

I、Q端口的信號為低頻基帶信號，端口阻抗等于兩個二極管的導通電阻（二極管的直流電阻）并聯，約為100歐。測量基帶端口的直流電阻，結果為70~80歐姆，更接近理想值。

EKIN2-960的內部RF輸出端是一個3dB直接耦合移相器。耦合器是按照端口阻抗50歐設計的容性變壓器元件，所以射頻輸出端口的特性阻抗為50歐。

根據以上端口特性，本振和射頻端口設計為匹配50歐姆。基帶端口的信號功率是根據基帶信號的幅值，以信號源的內阻和調制器基帶端口的阻抗為負載來計算基帶輸入功率值的。

1.2 Gilbert積分調制器的工作原理：

之所以稱為吉爾伯特集成調制器，是因為它主要由一個本振功分移相器、兩個吉爾伯特混頻器和一個輸出功率合成放大器組成。核心部件─音源混頻器由吉爾伯特于1967年設計。

如圖所示，LOIN和LOIP為本振的差分輸入端，內部連接了一個兩極放大移相網絡，以提高射頻移相器的相位正交性和幅度平衡。本振信號經過移相放大，為后級吉爾伯特混頻器提供本振驅動。

IBBP和IBBN，QBBP和QBBN是兩個正交基帶信號的差分輸入端，通過電壓電流轉換放大器送入吉爾伯特混頻器。I、Q信號在混頻器中混頻后直接與本振信號疊加，最后經射頻放大器放大后輸出調制信號。

吉爾伯特集成調制器的本振端一般是差分的，因為差分輸入有利于提高本振信號的抑制。原因是本振信號經過差分放大器后，差分輸入形式可以最大限度地減少共模本振信號，從而提高調制器的載波抑制。

為了提高調制器射頻移相的精度，一般調制器的本振射頻移相部分包含一個由多級RC移相器和差分放大器組成的移相放大網絡。一些調制器射頻移相器的第一級是RC移相器，而一些第一級是差分放大器。在設計上，本振端口的差分輸入阻抗理論上應該接近50歐的標準阻抗。本振輸入端放大器的偏置由調制器的能量提供。當本振端內部沒有集成隔直電容時，需要在本振輸入端增加一個隔直電容。

I、Q基帶信號輸入端內部為差分放大器的輸入級，輸入阻抗一般為幾千歐。考慮到基帶信號中含有大量低頻成分，基帶端口應用一般需要非直流連接。因此，差分放大器輸入端的直流偏置需要由外部電路提供。

I和Q信號分別在雙平衡混頻器中與本振信號混頻，疊加后通過差分放大器輸出。當差分放大器為雙端輸出時，射頻端口的輸出結構為差分形式。有的調制器在雙端輸出級后增加了單雙轉換匹配級，射頻輸出為單端形式。無論是單端還是差分形式，其輸出阻抗一般都接近50歐。射頻輸出級放大器的直流偏置由調制器的電源提供。當射頻輸出端不包含隔直電容時，需要一個額外的隔直電容。

二、射頻調制器的發展趨勢：

射頻調制器的總體發展趨勢不斷向小型化、低成本、多功能化發展。傳統的二極管型射頻調制器采用手工工藝，指標一致性差，成本高。一般市場價格在9美元左右。二極管型射頻調制器的發展趨勢之一是從手工制造工藝向LTCC（低溫烤瓷）工藝的轉變，大大降低了器件的體積和生產成本，提高了指標的一致性。其代表器件有IQBG-2000等。

Gilbert集成調制器采用傳統IC工藝制作，體積成本更低，指標一致性更高，整體射頻指標優于二極管集成調制器。適當調整其靜態工作點后，部分類型器件的諧波抑制可達到60dBc以上。Gilbert 集成調制器通常具有附加功能，例如射頻輸出的關閉控制。ADI、RFMD等模擬IC廠商主要推薦此類射頻調制器。一般市場價格約為5美元。根據調制器的發展趨勢，在移動通信頻段，吉爾伯特集成調制器將替代二極管集成調制器。

選擇點5：在選擇射頻調制器時，首選吉爾伯特集成調制器，其次選擇LTCC工藝的二極管集成調制器，最后選擇手工制作的二極管集成調制器。