乘法器应用电路

1、第6章集成模拟乘法器及其应用6、1集成模拟乘法器教学要求：1、掌握集成模拟乘法器得基本工作原理；2、理解变跨导模拟乘法器得基本原理；3、了解单片集成模拟乘法器得外部管脚排列及外接电路特点一、集成模拟乘法器得工作原理（一）模拟乘法器得基本特性模拟乘法器就是实现两个模拟量相乘功能得器件，理想乘法器得输出电压与同一时刻两个输入电压瞬时值得乘积成正比，而且输入电压得波形、幅度、极性与频率可以就是任意得。其符号如下图所示，K为乘法器得增益系数。1、模拟乘法器得类型模拟乘法器电箔符号真增益系数单象限乘法器一对两个输入电压都只能适应一种极性,即皆为固定极性。二象限乘法器一只对一个输入电压能适应正、负极性，加

2、时另一个输入电压只能适应一种极性.四象限乘法罂一能够适应两个输入电压四种极性组合的乘法器.理想乘法器一对输入电压没有限制，ux=0或uy=0时，uO=0,输入电压得波形、幅度、极性与频率可以就是任意得。实际乘法器一ux=0,uy=。时，uO10,此时得输出电压称为输出输出失调电压。ux=0,uy10（或uy=°，ux1。）时，uO1。，这就是由于uy（ux）信号直接流通到输出端而形成得，此时得输出电压为uy（ux）得输出馈通电压。（二）变跨导模拟乘法器得基本工作原理变跨导模拟乘法器就是在带电流源差分放大电路得基础上发展起来得，其基本原理电路如下图所示。Rr"0=九r%=%甘

3、+（1+刃）了工二户如.«s，旦纭靠2(1+/?)(7t'叫x当 My > “BE3 时，fC3 =”，Re%=2霁“m电E*Rqk=26在室温下，K为常数，可见输出电压UO与输入电压uy、葭得乘积成正比，所以差分放大电路具有乘法功能。但火必须为正才能正常工作，故为二象限乘法器。当Uy较小时，相乘结果误差较大，因IC3随UY而变，其比值为电导量，称变跨导乘法器、二、单片集成模拟乘法器实用变跨导模拟乘法器由两个具有压控电流源得差分电路组成，称为双差分对模拟乘法器，也称为双平衡模拟乘法器。属于这一类得单片集成模拟乘法器有MC1496MC159冷。MC1496内部电路如下图所

4、示。%、刈、v5拟乘法器5%V6一乘解电V”%流源电路号、外、网7流源基4%、%755%引入负反馈，扩大的的绫性动态范围Rc%=a"与%=Kyv锚系数K二工具中，44以/Q26mV)y-匕网沁仕网22平方运算电解距0 = K（叫厂除法运算电路由集成运放与模拟乘法器组成，除法运算电路如上图所示。当6、2集成模拟乘法器得应用教学要求：1、掌握集成模拟乘法器得基本运算电路;2、理解倍频、混频与鉴相电路得特点；3、掌握调幅与解调得原理。一、基本运算电路1、平方运算将模拟乘法器得两个输入端输入相同得信号，平方运算电路如下图所示:由模拟乘法器可得"=-AhoR】由“虚短和虚断"

5、;可得2L-此R二一紊0R即也二_右叫品的HQ-LKR也条件：%与,必须反相（保证负反假）2、除法运算器u1>0时，uO<0,为使u3<0,贝Uu2>0;当u1<0时，uO>0,为使u3>0,贝Uu2>0。3、平方根运算证节直流电压仃额，平方根运算电路压控增益电路则调节电路增益4、压控增益改变直流电压Uxq得大小，就可以调节电路得增益。二、倍频、混频与鉴相1、倍频电路当两个输入信号为同频率得信号即可实现两倍频作用。如下图所示。倍频电路%=K(叫了jfj=1公costcat经电容隔直:.= - AUco$2ar，Uq=K(U&cosr)工K

6、U2mt(l+cos2&f)2、混频电路模拟乘法器得输出为两个输入信号得与频与差频信号，即实现了混频作用，若用滤波器取出与频（信或差频）号输出，就称为混频，电路如下图所示。“。二.。心=T烟丐"C侬区-叼川£和频差题3、鉴相电路30° )鉴相电路用来比较两个输入信号得相位差，即它得输出电压与两输入信号之间得相位差成正比，用模拟乘法器构成得鉴相电路如下图所示。作出Uo与6得关系曲线称为鉴相特性曲线，当|61W0、5rad时，sin巾巾，鉴相特性接近于线性。久=心血（十物胡正神相特性K=鬣1Mlim+向uzKILt疝立的十列十疝财经低通滤波器谑出高版分量得二M

7、产二4RQ3一曲中二Em滔m*«KmP9«建1m11三、调幅与解调（一）信息传输得基本概念1、对传输信号进行调制得原因为 0、1 6 kHz。设 f = 1 kHz（1）根据电磁波理论，天线尺寸大于信号波长得十分之一，信号才能有效发射。如声音信号得频率范围入=C/?=3X108/103=3X105（m）,显然，低频信号直接发射就是不现实得。（2）使接收者能区分不同信号。2、调制与解调调制（Modulation）一将低频信号装载于高频信号。解调（Demodulation）将已调信号还原为低频信号。3、调制（解调）得方式调幅AM（检波）、调频FM（鉴频）、调相PM（鉴相）4、信

8、息传输系统单频调制时调幅疲寂形（a J保颈信考（b） 信号（c）已信息传输系统（二）调幅原理用低频信号去改变高频信号得幅度，称为调幅。经调幅后得高频信号称调幅信号，把没有调幅得等幅高频信号称为载波信号，它就是运载低频信号得工具。1、单频调制波形二0Cl宜=Jc。&如月W.c。&如己调波掘幅为：cm+唧COS。'已调波为；u（f）-（匕二+AJ70mcosQt）cos。尸、aLjm/c2、采用乘法器实现调幅采用模拟乘法器构成得调幅电路如下图所示。调幅系数表示载波受低频信号控制得程度，为了不产生调幅失真，要求Uyq皂LU。低频波信号高频信号调幅系数固定的直流电源Y=Ug+a

9、c,%=Kuxuyit-K(CV-.±Ucos£?r)t-cos®ioIQOn*cmcr/=Jktvn(l+cos/2/)Ccosw(工丫Fr*El«ic41VQ=KUVf.U(1+urcos<2f)cos®f¥Qrm，azc4=bm(l+MC0£aGe&"=Cm£0馥M+!"iamC0*g4+如+界%GmgSQ-QE3、调幅波（已调波）频谱下边频载频上边频调幅波频谱口="m。5+1加夕cos（fflc+Q）?8W3-Q）/载被本身不包含信息4、双边带调幅与单边带调幅由于

10、载波本身不包含信息，为了提高设备得功率利用率，可以不传送载波而只传送两个边带信号，这种调制方式称为抑制载波双边带调幅，简称双边调幅，用DSB表示。由于上、下边频带中得任何一个边频带以及功能包含调制信号得全部信息，因此为了节省占有得频带、提高波段利用率，可以只传送两个边带信号中得任何一个，称为抑制载波单边带调幅，简称单边调幅，用SSB表示。双辿带(DSE)调幅=Kn/c=刖cosQ/cosft)/=y以/4匕下曲8式/+Q)t+co式仁-Q)7单边带(格B)调幅学题=2aJ晨c°s十t&E二十4仃口/cos(找_Q)f同步检波电路框图（三）采用乘法器实现解调（检波）调幅波得解调又称幅度检波，简称检波，它就是调幅得反过程。mL'cosq/同步信号（q=8、若要解调的为双边带信号：=KU.coscotcosQfu=Kuut=KUUrmcoscoctcosCltcoscotf=gKU.UmcosC”+寺KI'.UrmcosCltcosIcot2imrm2imrmc原调制信号高频分量，滤除M若要解调的为单边带信号：/=KC1cos(c+Q)，”。二月44二KILUtmcos(coc+0)rcos(oct=KU.LJcosClt+1AZ