乘法器-调制-锁相环.ppt

模拟电子技术基础 安徽理工大学电气工程系 19.1 模拟乘法器的基本原理 19.2 模拟乘法器的应用 19.1.1模拟乘法器电路的基本原理 模拟乘法器是一种能实现模拟量相乘的集 成电路，设vO和vX、vY分别为输出和两路输入 19.1.2 变跨导型模拟乘法器 根据图19.02的原理可以制成所谓变跨导模拟乘法器。在推导高频微变等效电路时，将放大电路的增益写成为： 19.1.3 对数反对数型模拟乘法器 根据两数相乘的对数等于两数的对数之和的原理，因此可以用对数放大器、反对数放大器和加法器来实现模拟量的相乘。方框图如图19.04所示。 19.1.4 集成模拟乘法器的主要参数 模拟乘法器的主要参数与运放有许多相似之处，分为直流参数和交流参数两大类。 (1)输出失调电压 当 时， 不等于零的数值。 (2)满量程总误差 当 时，实际的输出与理想输出的最大相对偏差的百分数。 (3)馈通误差 当模拟乘法器有一个输入端等于零，另一个输入端加规定幅值的信号 ，输出不为零的数值。当 ， 为规定值， , 称为Y通道馈通误差； 当 , 为规定值， ， 称为X通道馈通误差。 (4)非线性误差 模拟乘法器的实际输出与理想输出之间的最大偏差占理想输出最大幅值的百分比。 (5) 小信号带宽 BW 随着信号频率的增加，乘法器的输出下降到低频时的0.707倍处所对应的频率。 (6)转换速率 将乘法器接成单位增益放大器，输出电压对大信号方波输入的响应速率。与运放中该参数相似。 19.1.5 集成模拟乘法器 现在有多种模拟乘法器的产品可供选用，表中给出了几个例子。 19.2 模拟乘法器的应用  19.2.1 乘积和乘方运算 19.2.2 除法运算电路 19.2.3 开平方运算电路 19.2.4 开立方运算电路 19.2.1 乘积和乘方运算电路 (1) 相乘运算 模拟乘法运算电路如图19.05所示。 19.2.2 除法运算电路 除法运算电路如图19.08所示，它是由一个运算放大器和一个模拟乘法器组合而成的。根据运放虚断的特性，有： 19.2.3 开平方运算电路 图19.09为开平方运算电路，根据电路有 19.2.4 开立方运算电路 图19.10是开立方运算电路，根据图中关系有: * 主讲 ：黄友锐 第二十讲 （简介） 乘法器是又一种广泛使用的模拟集成电路，它可以实现乘、除、开方、乘方、调幅等功能，广泛应用于模拟运算、通信、测控系统、电气测量和医疗仪器等许多领域。 19.1 模拟乘法器的基本原理 19.1.1 模拟乘法器的基本原理 19.1.2 变跨导型模拟乘法器 其中K为比例因子，具有 的量纲。模拟乘法器的电路符号如图19.01所示。 图19.01 模拟乘法器符号 图19.02模拟乘法器原理图 如果能用 vy去控制IE，即实现IE ? vy。 vO就基本上与两输入电压之积成比例。于 是实现两模拟量相乘的电路构思，如图19.02所示。 对于差动放大电路，输出电压为 只不过在式中的gm是固定的。而图19.02中如果gm是可变的，受一个输入信号的控制，那该电路就是变跨导模拟乘法器。由于IE?vY，而IE ? gm，所以vY ? gm。输出电压为： 由于图19.02的电路，对非线性失真等因素没有考虑，相乘的效果不好。实际的变跨导模拟乘法器的主要电路环节如图19.03所示。 图19.03 变跨导模拟乘法器 图19.04 对数型模拟乘法器 集成模拟乘法器使用时，在它的外围还需要有一些元件支持。早期的模拟乘法器，外围元件很多，使用不便，后期的模拟乘法器外围元件就很少了。 参数 型号 满量程 精度 （ % ） 温度 系数 (%/ ℃ ) 满量程 非线性 X: % 满量程 非线性 Y:% 小信号 带宽 (MHz) 电源