Tidigare har vi redan lärt känna frekvensmultiplikatorer på blocknivå. Här vill vi förstå hur de fungerar.
Dioder och transistorer har en olinjär karakteristik. När de styrs med en sinusformad signal förvrängs den därför. Som vi redan har lärt oss uppstår övertoner vid sådana olinjära förlopp. I en frekvensmultiplikator utnyttjas den effekten medvetet: Ingångssignalen förvrängs först olinjärt, så att många övertoner uppstår. Därefter väljs den önskade övertonen ut med en avstämd svängningskrets eller ett filter och används som utsignal.
Tekniskt realiseras en frekvensmultiplikator så att ingångssignalen först matas till ett olinjärt förvrängarsteg. Det kan till exempel vara en klass C-förstärkare, som vi går igenom längre fram i kapitlet. Därefter väljs den önskade övertonen ur signalblandningen med hjälp av filter och förs vidare till nästa steg. Eftersom frekvensmultiplikationen bygger på övertoner (harmoniska) är bara heltalsmultipler av grundfrekvensen möjliga. I praktiken används (med få undantag) bara grundfrekvensens 2:a eller 3:e överton (fördubbling, tredubbling). För att nå högre frekvensmultiplikation kopplar man därför steg med fördubbling eller tredubbling efter varandra, så att deras faktorer multipliceras.
Genom frekvensmultiplikation, och eventuell seriekoppling av flera steg, bildas frekvensprodukter som ofta kan leda till störningar. Därför måste multiplikationsstegen vara mycket väl skärmade för att minimera oönskad utstrålning.
En typisk multiplikatorkoppling (se figur HAREC-11.12.1) innehåller ett förstärkarsteg som medvetet drivs utan basförspänning. Därigenom bildas en förstärkare i klass C-drift, som förvränger ingångssignalen kraftigt och vars utsignal tas ut med hjälp av filter. Som filter används svängningskretsar som är i resonans på den önskade frekvensen och oftast är avstämbara.
När flera multiplikatorsteg är seriekopplade i en apparat kan störningar uppstå på frekvenser som bildas mellan de enskilda multiplikatorstegen. För att ta reda på dessa frekvenser måste man räkna ut signalens väg genom de enskilda stegen och vilka frekvenser som finns efter varje steg. Därför är ordningsföljden på multiplikatorstegen helt avgörande när man ska fastställa störfrekvenser, eftersom bara vissa frekvenser är matematiskt möjliga.
