Un multiplicator de frecvență este un dispozitiv care produce o ieșire cu o frecvență care este un multiplu impar sau par al frecvenței sale de intrare. De exemplu, pentru un semnal cu o frecvență de 100,000 de cicluri pe secundă (cps) sau 100 kiloherți (kHz), un multiplicator de frecvență poate produce un semnal de 200 sau 300 kHz. Multiplicatorul de frecvență este utilizat în mod obișnuit în circuitele de comunicație pentru a produce frecvența semnalului dorită având în vedere o frecvență de referință.
Mecanismul principal pentru un multiplicator de frecvență se numește transfer neliniar de semnal. Când ieșirea unui generator de frecvență este vizualizată pe un analizor de spectru, există o singură linie verticală cu un capăt superior aliniat cu amplitudinea semnalului. Nivelul poate fi de 1 volt (V). Axa orizontală indică frecvența acestui semnal. De exemplu, frecvența unui semnal de 500 de milioane de herți (Hz) sau 500 de megaherți (MHz) va fi indicată pe axa orizontală a analizorului de spectru.
Când frecvența de referință este alimentată într-un dispozitiv neliniar, cum ar fi un amplificator de clasă C sau un detector de diode, rezultatul este un spectru de frecvență cu armonici sau multipli ai frecvenței inițiale. Folosind un filtru trece-bandă cu capacitatea de a trece doar ieșirile dorite, rezultatul este armonica dorită. În exemplul de 500 MHz de mai sus, poate fi derivată o a doua armonică la 1,000 MHz.
Abordarea multiplicatorului de frecvență este utilizată în cazuri speciale în care este necesară o singură frecvență de ieșire, datorită diferitelor combinații de filtre trece-bandă necesare pentru a produce semnale sinusoidale curate. De exemplu, un semnal de 10 miliarde de cicluri pe secundă sau de 10 gigaherți (GHz) nu poate fi generat direct. Este posibil să utilizați un oscilator de 5 GHz sau un generator de frecvență, urmat de un multiplicator și un filtru trece-bandă reglat la 10 GHz.
Cunoscut și ca mixer, multiplicatorul de semnal este utilizat în sistemele de modulare a frecvenței (FM) pentru a produce o purtătoare FM care este deplasată în frecvență în frecvența de transmisie dorită. Mixerul, spre deosebire de multiplicatorul de frecvență, necesită două intrări. Deși este desemnată ca un multiplicator analogic, ieșirea mixerului generează de fapt suma și diferențele semnalelor de intrare.
Varactorul de barieră heterostructură (HBV) este un aranjament special de diode back-to-back care are o capacitate care variază în funcție de tensiunea pe diodă. Un varactor cu o singură diodă utilizează o singură diodă cu o capacitate care se modifică odată cu nivelul de polarizare inversă a diodei. Capacitatea atinge vârfurile atunci când tensiunea este zero, în timp ce capacitatea scade la oscilația pozitivă sau negativă a tensiunii pe HBV. Această caracteristică face ca HBV să fie util pentru multiplicarea frecvenței.