利用非線性電路產生高次諧波或者利用頻率控制回路都可以構成倍頻器。倍頻器也可由一個壓控振蕩器和控制環路構成。它的控制電路產生一控制電壓，使壓控振蕩器的振蕩頻率嚴格地鎖定在輸入頻率 f1的倍乘值f0=nf1上 。

倍頻器有晶體管倍頻器、變容二極管倍頻器、階躍恢復二極管倍頻器等。用其他非線性電阻、電感和電容也能構成倍頻器，如鐵氧體倍頻器等。非線性電阻構成的倍頻器，倍頻噪聲較大。這是因為非線性變換過程中產生的大量諧波使輸出信號相位不穩定而引起的。倍頻次數越高，倍頻噪聲就越大，使倍頻器的應用受到限制。在要求倍頻噪聲較小的設備中，可采用根據鎖相環原理構成的鎖相環倍頻器和同步倍頻器。但是，這類倍頻器線路比較復雜，倍頻次數一般不太高，而且還可能出現相位失鎖等問題。

微波振蕩器的頻率穩定度不太高，在幾十兆赫至百兆赫的晶體振蕩器后面加上一級高次倍頻器，可以獲得具有晶振頻率穩定度的微波振蕩。另外，多級倍頻器級聯起來，可以使倍頻次數大大提高。例如，二倍頻器和三倍頻器級聯可產生六次倍頻，m級N倍頻器級聯，總倍頻次數為Nm。不過，倍頻級數增加，倍頻噪聲也加大，故倍頻上限仍受到限制。

采用不同的非線性器件，可以構成不同類型的倍頻器。

由非線性電抗器件構成的倍頻器。應用最廣的一種非線性電抗器件是變容二極管，利用它的非線性電容特性而產生的參量換能作用可以實現倍頻功能。理論上，電容器是理想無耗元件，對輸入信號進行非線性變換時不會消耗能量，因此，參量倍頻器可以將輸入信號能量全部轉換為輸出諧波能量，即它的轉換效率等于1。實際上，變容二極管和濾波器總是有耗的，也不可能濾除非線性電容產生的全部無用分量。它的實際轉換效率小于1，且隨著倍頻次數的增加而趨于減小，可見，這類參量倍頻器也不可能實現高次倍頻。但與三極管倍頻器比較，它的轉換效率已有很大改善。

在短波和超短波段，采用由晶體三極管構成的三極管倍頻器。由于晶體三極管在輸入信號作用下產生的集電極電流脈沖，其各次諧波電流的幅度總是隨著諧波次數增加而迅速減小。因此，倍頻次數越高，倍頻效率就越低;為了濾除幅度大的低次諧波分量，對濾波器帶外衰減的要求也越高。三極管倍頻器只能實現低倍頻次數(五次以下)的倍頻器，較多的為二或三倍頻器。為了實現高倍頻，可以將幾級倍頻器串接，組成倍頻鏈接。

在鎖相環路中插入分頻器，改變分頻次數就可實現任何倍數的倍頻。倍頻器廣泛用于發射機、頻率合成器和其它信息的傳輸和處理系統中。在發射機中利用倍頻器可以將晶體振蕩器產生的較低振蕩頻率倍增到所需的載波頻率，或者將間接調頻器產生的低載頻和小頻偏調頻波倍增到高載波和大頻偏的調頻波。在頻率合成器中，利用倍頻器可以由一個穩定振蕩頻率產生出眾多頻率的穩定振蕩信號。隨著數字信號處理技術的發展，倍頻功能可在數字信號處理器中用軟件實現。

采用由階躍恢復二極管構成的倍頻器實現高次倍頻。它也是參量倍頻器的一種。階躍恢復二極管與變容二極管不同，它具有十分陡峭的電容特性。即外加正向電壓時呈現很大的電容;外加反向電壓時呈現很小的電容。在輸入信號作用下，正向導通時二極管儲存著的大量電荷，在轉入反向電壓時將迅速泄放，形成很大的反向沖擊電流，產生出十分豐富的諧波含量。這就是階躍二極管倍頻器宜于實現高次倍頻的道理。它的倍頻次數可高到40以上。

負偏置的變容二極管D接于輸入和輸出回路之間。由L1C1構成的高Q濾波器只容頻率為f1的輸入信號在左邊回路產生電流i。由于變容二極管的非線性特性,二極管的端電壓含有基頻f1和2f1，…,nf1等諧波頻率。在輸出端由于高Q帶通濾波器的作用，因而只有頻率為nf1的成分能夠通過右邊回路,并向負載輸出有用的諧波功率。變容二極管倍頻器有時又稱參量倍頻器，它的倍頻效率與倍頻次數n成反比，為使輸出足夠大，一般以n<10為準。