射频调制器是一种提供基带信号的电子设备，用于转换射频资源。有许多射频调制器可用，但所有功能都以类似的方式工作。射频调制器用于连接电视和其他设备的射频调制器是一种允许同轴电缆通过更现代的连接发送信息的设备。

一、如何使用调制器连接电视、DVD 播放器和 VCR：

RF 调制器用于将来自 VCR、DVD 播放器、媒体播放器和游戏机等设备的信号转换为可以由设计用于接收调制 RF 输入的设备（例如，无线电和电视接收器）处理的格式。RF 调制器将 DVD 播放器（或摄像机或视频游戏控制台）的视频（和/或音频）输出转换为可分配给与电视电缆或天线输入兼容的任何频道的频率。射频调制器还可用于从 PAL 或 NTSC/ATSC 复合视频、RGB 或其他复合 AV 源获取音频和视频信号，并生成广播射频信号，这些信号可馈送到电视的天线/同轴连接器。

一、射频调制器的工作原理：

1.1 二极管混合集成调制器的工作原理：

EKIN2-960 是典型的二极管混合集成调制器。下面以EKIN2-960为例介绍模拟调制器的工作原理。

如图所示，调制器的混频器由二极管管堆组成，移相网络由LC移相器组成。从本振端口（LO端口）输入功率为10dBm的载波信号，从本振端口（LO端口）输入功率为10dBm的载波信号，将单端信号转换为差分信号通过传输变压器，分成幅度和相位相同的两个通道，送入二极管管堆进行混频。混频后的I、Q信号（接近本振频率的频率）从变压器次级输出，再经过3dB定向耦合移相器，使混频后的I、Q信号相移90度相加在一起. 最后，具有抑制边带的调制信号在调制器的射频端输出。如果基带I和Q信号为同相正交幅度的单音信号，则输出端的频谱特性如下：

Fc 是载波中心频率，fi 是基带音频信号频率。调制后的理想频谱特性应该只有一个分量fc+fi，但由于非理想因素的存在，载波和无用边带并没有被完全抑制。它们之间相对于增强信号功率（以功率 dBm 为单位）的差异分别是载波抑制和边带抑制。此外，由于混频器的非线性，输出频率还包含基带信号的二次、三次、四次、五次谐波和载波信号调制的频率分量。

以EKIN2-960为例。本振是单双转换传输线变压器，具有1:4阻抗转换功能，即单端得到的阻抗是差分端阻抗的1/4。在本振信号的作用下，EKIN2-960内部的两个混频二极管堆栈处于反复开关状态。在任何时候，每个混频器堆栈都有两个串联的二极管，因此传输线变压器差分端的阻抗等于两个二极管导通电阻之和（直流电阻）的1/2。二极管）。为了使本振端口的阻抗接近50欧，二极管的导通电阻一般接近200欧。

I、Q端口的信号为低频基带信号，端口阻抗等于两个二极管的导通电阻（二极管的直流电阻）并联，约为100欧。测量基带端口的直流电阻，结果为70~80欧姆，更接近理想值。

EKIN2-960的内部RF输出端是一个3dB直接耦合移相器。耦合器是按照端口阻抗50欧设计的容性变压器元件，所以射频输出端口的特性阻抗为50欧。

根据以上端口特性，本振和射频端口设计为匹配50欧姆。基带端口的信号功率是根据基带信号的幅值，以信号源的内阻和调制器基带端口的阻抗为负载来计算基带输入功率值的。

1.2 Gilbert积分调制器的工作原理：

之所以称为吉尔伯特集成调制器，是因为它主要由一个本振功分移相器、两个吉尔伯特混频器和一个输出功率合成放大器组成。核心部件─音源混频器由吉尔伯特于1967年设计。

如图所示，LOIN和LOIP为本振的差分输入端，内部连接了一个两极放大移相网络，以提高射频移相器的相位正交性和幅度平衡。本振信号经过移相放大，为后级吉尔伯特混频器提供本振驱动。

IBBP和IBBN，QBBP和QBBN是两个正交基带信号的差分输入端，通过电压电流转换放大器送入吉尔伯特混频器。I、Q信号在混频器中混频后直接与本振信号叠加，最后经射频放大器放大后输出调制信号。

吉尔伯特集成调制器的本振端一般是差分的，因为差分输入有利于提高本振信号的抑制。原因是本振信号经过差分放大器后，差分输入形式可以最大限度地减少共模本振信号，从而提高调制器的载波抑制。

为了提高调制器射频移相的精度，一般调制器的本振射频移相部分包含一个由多级RC移相器和差分放大器组成的移相放大网络。一些调制器射频移相器的第一级是RC移相器，而一些第一级是差分放大器。在设计上，本振端口的差分输入阻抗理论上应该接近50欧的标准阻抗。本振输入端放大器的偏置由调制器的能量提供。当本振端内部没有集成隔直电容时，需要在本振输入端增加一个隔直电容。

I、Q基带信号输入端内部为差分放大器的输入级，输入阻抗一般为几千欧。考虑到基带信号中含有大量低频成分，基带端口应用一般需要非直流连接。因此，差分放大器输入端的直流偏置需要由外部电路提供。

I和Q信号分别在双平衡混频器中与本振信号混频，叠加后通过差分放大器输出。当差分放大器为双端输出时，射频端口的输出结构为差分形式。有的调制器在双端输出级后增加了单双转换匹配级，射频输出为单端形式。无论是单端还是差分形式，其输出阻抗一般都接近50欧。射频输出级放大器的直流偏置由调制器的电源提供。当射频输出端不包含隔直电容时，需要一个额外的隔直电容。

二、射频调制器的发展趋势：

射频调制器的总体发展趋势不断向小型化、低成本、多功能化发展。传统的二极管型射频调制器采用手工工艺，指标一致性差，成本高。一般市场价格在9美元左右。二极管型射频调制器的发展趋势之一是从手工制造工艺向LTCC（低温烤瓷）工艺的转变，大大降低了器件的体积和生产成本，提高了指标的一致性。其代表器件有IQBG-2000等。

Gilbert集成调制器采用传统IC工艺制作，体积成本更低，指标一致性更高，整体射频指标优于二极管集成调制器。适当调整其静态工作点后，部分类型器件的谐波抑制可达到60dBc以上。Gilbert 集成调制器通常具有附加功能，例如射频输出的关闭控制。ADI、RFMD等模拟IC厂商主要推荐此类射频调制器。一般市场价格约为5美元。根据调制器的发展趋势，在移动通信频段，吉尔伯特集成调制器将替代二极管集成调制器。

选择点5：在选择射频调制器时，首选吉尔伯特集成调制器，其次选择LTCC工艺的二极管集成调制器，最后选择手工制作的二极管集成调制器。