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vo vx + - vy + - MC1595 (BG314) 1 2 14 4 8 9 12 5 6 10 11 7 13 3 R1 Rc Rc R13 Rx Ry VCC VEE R3 Rw5 2、外围元件设计计算 如果设计一个上图所示的乘法器电路,并要求: 输入信号范围为: 输出电压范围为: 由以上的要求可知,乘法器的增益系数 ①负电源的-VEE的选取 负电源应能确保输入信号Vx,Vy为最大负值时,电路 仍能正常工作,以Vy输入端为例: 当|Vy|=|Vym|=10V时, 由右图的等效电路可以看出: VBE5 VBE6 VCE9 VRe9 若T5,T6,T9正常工作, 且设VBE5=VBE6=0.7V, VCE9+VRE9≥2V(以保持T9工作于线性区) 则 故可取-VEE=-15V ②偏置电阻R3,R13的计算 恒流源偏置电阻R3,R13应保证能提供合适的恒流电流,使三极管工作在特性曲线良好的指数律部分,恒流源电流一般取0.5~2mA之间的电流值,现若取Iox=Ioy=1mA, 以引脚③为例,设VD3=VD4=0.7V,如右图的等效电路可 Iox IR3 同理可求出R13=13.8 ,一般R3采用10 固定电阻 和6.8 电位器的串联,以便通过调Iox来控制增益参数K。 + vx ? - ③负反馈电阻Rx和Ry的计算 如右图所示电路可得: 同理可得: ④负载电阻Rc 由于增益系数: ixmax ixmax ixmax ixmax ixmax ⑤电阻R1 取引脚①的电压为+9V,则 V1 3、失调误差电压及其调整 实际乘法器电路由于工艺技术、元器件特性的不对称,不可能实现理想相乘,会引入乘积误差,若设乘法器工作在直流输入时,输出电压可表示为: 其中:△K:增益系数误差,可通过IR3的调整使其误差值达最小值; XIO:乘法器X通道输入对管不对称引起的输入失调电压; YIO:乘法器Y通道输入对管不对称引起的输入失调电压; Zos:负载不匹配引起的输出失调电压。 ①输出失调误差电压Zoo 定义:当X=Y=0时的输出电压称为输出失调误差电压Zoo。 Zoo=±KXIOYIO+Zos,忽略了二阶小量项(△K·XIO,△KYIO)。 输出失调误差电压Zoo,可借助外电路予以调零,以补偿输 出失调电压,下图给出两种输出失调调零电路。 图(a)通过调节电位器Wz ,调整乘法器输出端集电极 负载电阻,实现输出失调电压的调零。 ①输出失调误差电压Zoo 图(b)利用电位器Wz调节A的负相端电位来实现失调误差电压的调零。 ①输出失调误差电压Zoo ②X(或Y)馈通误差电压KYIOX(或KXIOY) 实际乘法器中当一个输入端接地,另一输入端加入信号电压时,其输出往往不为零,这个输出电压称为线性馈通误差电压。 它是由于输入接地端存在输入失调电压而引起的,线性馈通误差电压可通过输入端的外接补偿网络来进行调零,线性馈通误差电压调零电路如下图所示。 同理,可借助调节输入失调电位器Rwy引入一补偿电压(引脚12对地电压),使输出电压为零,使Zoy调零。 当输入电压X=0时,乘法器在输入电压Y的作用下,输出电压Z|x=0=±KYXIO,借助调节输入失调电位器Rwx引入一个补偿电压(即引脚⑧对地直流电压),使输出电压为零。 4、乘法器的调整步骤: 乘法器在使用前应仔细调整,才能使电路具有良好的性能。 (1)线性馈通误差电压调零 电位器Wz,Rwx,Rwy先置于中间位置: X输入端④脚接地,从Y 输入端⑨脚输入频率为15KHZ,幅度为1Vpp的正弦波,调节Rwx,⑧脚会产生附加补偿电压,从而使Vo=0;然后⑨脚接地,④脚输入同样的正弦信号,调节Rwy,11脚会产生附加补偿电压,使Vo=0。 (2)输出失调误差电压调零 ④、⑨脚均短接到地,调节Wk值,使Vo=0,反复上述两步骤,直到上述三种情况下,Vo均为零,或最小值。 (3)增益系数K的调整 ④、⑨脚均加入5V直流电压,调Wk值,改变Iox,使Vo=+2.5V。 ④、⑨引脚改接-5V直流电压,若此时Vo=2.5V,则调整结束。如Vo≠2.5V,则应重复步骤(1)~(3)直到精度最高为止。 集成模拟乘法器调幅电路 电路简单,性能优越且稳定,调整方便,利于设备的小型化。 R1 51Ω R6 RW 50kΩ 2 1kΩ 3.9kΩ 1kΩ C2 C2
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