模擬混音器
　　可以設(shè)計(jì)一個(gè)接受兩個(gè)模擬輸入并產(chǎn)生與輸入的乘積相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的電路。它們是圍繞二極管或晶體管構(gòu)建的，并利用這些設(shè)備固有特性的乘法關(guān)系。我將這些設(shè)備稱為“模擬”混頻器，以強(qiáng)調(diào)乘法不涉及數(shù)字切換操作的事實(shí)。
　　這種模擬混音方法非常直觀。不幸的是，現(xiàn)代射頻接收器經(jīng)常采用遠(yuǎn)不直觀的數(shù)字/開關(guān)方法作為降低功耗的手段。模擬混頻器絕不是無用的，基于二極管的版本在甚高頻系統(tǒng)中很有價(jià)值，在這些系統(tǒng)中，BJT 和 FET 所表現(xiàn)出的不可避免的帶寬限制會(huì)損害性能。盡管如此，“數(shù)字”下變頻混頻器——或“開關(guān)”混頻器，或（在某些實(shí)現(xiàn)中）“電流換向”混頻器——廣泛應(yīng)用于當(dāng)今的射頻系統(tǒng)中，因此最好了解它們是什么以及它們?nèi)绾喂ぷ鳌?br>　　切換混音器　　開關(guān)混頻器提出的第一個(gè)概念障礙是本地振蕩器 (LO) 信號(hào)。它是方波（或者，如果它是正弦波，則混頻器將其視為方波）。就我而言，這是不可原諒的。在我的世界觀中，射頻是模擬電子學(xué)的最高點(diǎn)——隨處可見的正弦波、老式的數(shù)學(xué)關(guān)系……甚至數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)也是使用模擬波形來傳輸?shù)?。一旦您接受了這種開關(guān)混頻器業(yè)務(wù)允許笨重的數(shù)字信號(hào)進(jìn)入平滑變化的射頻世界的事實(shí)，您就必須面對(duì)這樣一個(gè)事實(shí)：開/關(guān)切換是一種乘法形式。

　　事實(shí)上，這只不過是一個(gè)電壓控制開關(guān)。接收到的 RF 信號(hào)用作輸入電壓，LO 控制開關(guān)。所以我們?cè)谶@里真正要做的就是根據(jù) LO 的頻率打開和關(guān)閉輸入信號(hào)。
　　我知道你問的第一個(gè)問題是：“這怎么可能是混合的？”好吧，首先記住混合是乘法。如果將 LO 視為在 0 V 和 1 V 之間轉(zhuǎn)換的方波，則開關(guān)實(shí)際上將輸入信號(hào)乘以 LO：當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，輸出等于輸入乘以 1。當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，輸出等于輸入乘以零。
　　下一個(gè)問題：“這怎么可能等于乘以正弦曲線？當(dāng)然，頻率可能是相同的，但表明乘法產(chǎn)生頻率轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)關(guān)系是基于兩個(gè)正弦波，而不是一個(gè)正弦波和一個(gè)方波?！焙芎玫囊稽c(diǎn)，但是您忘記了一件事：正弦波位于方波內(nèi)部。傅里葉已經(jīng)告訴我們了，我們不敢懷疑他。我們看不到它，因?yàn)樗鼰o可救藥地與所有諧波分量混合在一起，但它就在那里某處，這意味著以下內(nèi)容：如果此開關(guān)裝置將輸入信號(hào)乘以 LO 方波，那么它也會(huì)將輸入信號(hào)相乘頻率等于 LO 頻率的正弦信號(hào)。
　　此時(shí)，您可能想知道為什么我們想要用所有這些諧波分量來搞亂乘法，但是諧波能量可以通過濾波來抑制，而且事實(shí)證明，在許多情況下，諧波的問題比基于模擬混頻器的解決方案。
　　這真的有效嗎？　　讓我們看一個(gè)例子。這是 LTspice 電路：

　　讓我們想象一下，該混頻器正在將接收到的射頻信號(hào)下移至中頻 (IF)。接收到的信號(hào)為 11 MHz，LO 為 10 MHz 方波。乘法是通過連接到 LO 信號(hào)的壓控開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的。輸出信號(hào)的頻率應(yīng)等于輸入頻率減去LO頻率，即1 MHz?！　∽屛覀兛匆幌乱恍┎ㄐ?。第一個(gè)圖顯示了輸入信號(hào)和 LO。

　　這是相同的圖，但輸出包含在單獨(dú)的窗格中?！　∧梢栽谶@里看到乘法關(guān)系，但到目前為止，看起來我們所做的只是破解了一個(gè)完美的正弦波。不過，當(dāng)你縮小時(shí)，圖片開始出現(xiàn)：

　　您可以看到，所有這些黑客行為都以某種方式導(dǎo)致了一些看起來模糊的正弦曲線，而這個(gè)模糊的正弦曲線恰好具有 1 MHz 的頻率。我們的最終確認(rèn)來自FFT，它顯示了 1 MHz 處的主導(dǎo)尖峰（以及大量諧波內(nèi)容）：

　　結(jié)論
　　混頻器電路是一個(gè)廣泛的主題，本文只不過是介紹基于開關(guān)的混音的基本概念。盡管如此，我們必須從某個(gè)地方開始，實(shí)際上您可以通過使用CMOS 傳輸門代替理想化的壓控開關(guān)來實(shí)現(xiàn)上述電路，從而創(chuàng)建一個(gè)真正的混頻器。