东南大学 电子电路基础 7.2 模拟乘法器
模拟乘法器原理
模拟乘法器原理乘法器是一种电路设计,用于将两个输入数相乘,并输出它们的乘积。
乘法器常用于数字信号处理、计算机和通信系统中。
乘法器的原理基于布尔代数和逻辑门。
它通常由多个逻辑门和触发器组成,以实现乘法运算。
乘法器的设计要考虑精度和运算速度。
一种常见的乘法器设计是Booth乘法器,它使用偏置编码技术来减少部分乘积的计算。
另一种常见的设计是Wallace树乘法器,它通过级联多个片段乘法器来提高速度。
乘法器的操作原理是分别将两个输入数的每个位进行乘法运算,并将结果相加。
具体步骤如下:1. 将两个输入数分别展开为二进制形式,对应位分别相乘。
最低位乘积直接输入到第一级部分乘积的输入。
2. 对每一位乘积进行部分乘积运算。
部分乘积运算是将当前位乘积和之前的部分乘积相加,并将结果输出到下一级。
3. 重复步骤2,直到所有位的乘积都被计算出来。
4. 对所有部分乘积进行累加,得到最终的乘积结果。
乘法器还需要考虑进位和溢出的问题。
在每一位相乘时,会产生进位位和当前位的乘积。
如果乘积超过了位数的范围,就会产生溢出。
乘法器的性能可以通过速度和面积这两个指标来评估。
速度是指乘法器完成一次乘法运算所需的时间,面积是指乘法器所占据的芯片空间大小。
总结来说,乘法器是一种常见的电路设计,用于将两个输入数相乘。
乘法器的原理基于布尔代数和逻辑门,它的设计考虑了精度和运算速度。
乘法器的操作原理是对输入数的每一位进行乘法运算,并将结果累加得到最终的乘积。
乘法器还需要考虑进位和溢出的问题。
乘法器的性能可以通过速度和面积来评估。
模拟乘法器及其应用讲解
模拟乘法器及其应用摘要集成模拟乘法器是继集成运算放大器后最通用的模拟集成电路之一,是一种多用途的线性集成电路。
可用作宽带、抑制载波双边平衡调制器,不需要耦合变压器或调谐电路,还可以作为高性能的SSB乘法检波器,AM调制/解调器、FM解调器、混频器、倍频器、鉴相器等,它与放大器相结合还可以完成许多的数学运算,如乘法、除法、乘方、开方等。
The integrated analog multiplier is the second one of the analog integrated circuitoperational amplifier after the general linear integrated circuits, is a multi use. Can be usedas broadband, suppressed carrier double balanced modulator, does not require a coupling transformer or tuning circuit, also can be used as SSB multiplication detector of high performance, AM modulator / demodulator, FM demodulator, mixer, multiplier, the phasedetector, and it can also complete theamplifier combining mathematical operation many, such as multiplication division,involution, evolution, etc..一、实验目的1.了解模拟乘法器的工作原理2.掌握利用乘法器实现AM调制、DSB调制、同步检波、倍频等几种频率变换电路的原理3.学会综合地、系统地应用已学到模、数字电与高频电子线路技术的知识,通过MATLAB掌握对AM调制、DSB调制、同步检波、倍频电路的制作与仿真技术,提高独立设计高频单元电路和解决问题的能力。
东南大学模拟电路教程课件
UA R5
节点电压法:
I =-+ E -+ UA R
E.UA与本支 路电流方向 相同取“+”, 反之取“-”。
I3=
-E3 + UA R3
28
例: 已知R1=R2=R3=R4=R; Uab=10V,E=12V.若将E去掉,
并将 cd 短接,此时Uab=?
怎么解决? 郁闷!
E
c d R1 ••
R2 a IS1 •
IS2 R3 • b R4
29
1 - 10 叠加原理
在线性电路中,任一支路中的电流为电路中 各电源单独作用时的代数和。
方法:依次计算各电源单独作用时的电流,此时其它 电压源视作短路,电流源视作开路。
例:求I3
U1 +140V
R1 20
R3
R2
U2
5 +90V
6
I3
R1
R2
20
5
U1 140V
I3
6 R3
例:求UIS = ?
解: UIS = UR – U = IS R – U = - 6V
2A
I
Is
UIS
2
UR
U
R
10V
21
例: 求 I .
I2 3A
I2 3A
12V
U1
I1
6 Ω 2A
2Ω
I
3Ω 6Ω
2A
I1
2Ω
6Ω 2A
I
3Ω 6Ω
电压源的方向?
电电压流源源的的 方方向向??
3A
2Ω
8V
6V
6Ω I
U2 90V
30
U1 +140V
《模拟电子技术基础》教学课件 7.2模拟乘法器及其应用
T4 -UEE
7.2 模拟乘法器及其应用 2. 在运算电路中的基本应用
(1)乘法运算
(2)乘方运算
uO kuI1uI2
实际的模拟乘法器k常为+0.1V-1或-0.1V-1。
若uI 2Ui sin t 则uO 2kUi2 sin2 t 2kUi2 (1 cos2 t)
uO k uI2
实现了对正弦电压的二倍频变换
7.2 模拟乘法器及其应用
(3)除法运算
i2
i1
运算电路中集成运放必须引入负反馈!
为使电路引入的是负反馈,k和uI2的极性应如何?
i1 i2 uI1 uO' R1 R2
uO'
R2 R1
uI1
k uI2uO
uO
R2 R1
uI1 k uI2
7.2 模拟乘法器及其应用
(4)平方根运算电路
ui>0时平方根运算电路
7.2 模拟乘法器及其应用 7.2.1模拟乘法器的基本概念
1.模拟乘法器的定义 模拟乘法器,就是实现两个模拟信号相乘功能的非线性电子器件。 2.模拟乘法器的符号
uO kuXuY
3.模拟乘法器的分类 按照输入电压信号允许的极性,分为变跨导式二象限和双平衡式四象限。
7.2 模拟乘法器及其应用
7.2.2 模拟乘法器的工作原理
ui<0时平方根运算电路
uo1
=
-
R2 R1
ui
uo1 = Kuo2
uo =
- R2 KR1
ui
7.2 模拟乘法器及其应用
3. 调制解调器 (1)调制
(2)解调
在调制过程中,音频信号需要用高频信号来运载, 解调是调制的逆过程。 高频信号称为载波信号,音频信号称为调制信号。 即从调幅波提取调制信号的过程称为解调。
702模拟乘法器(一般了解)
第七章 信号的运算和处理
1. 模拟乘法器简介
uI1 uI2 uO
uo = KuI1uI2
模拟乘法器符号
图 7.3.1
输出电压正比于两个输入电压之积 如果比例系数 K 为正值——同相乘法器; 为正值 同相乘法器; 同相乘法器 为负值——反相乘法器。 反相乘法器。 如果比例2.理想模拟乘法器具备的条件 理想模拟乘法器具备的条件
1. ri1和ri2为无穷大; 为无穷大; 2. ro为零; 为零; 3. k值不随信号幅值而变化,且不 值不随信号幅值而变化, 值不随信号幅值而变化 随频率而变化; 随频率而变化; 4.当uX或uY为零时 o为零,电路没 当 为零时u 为零, 有失调电压、噪声。 有失调电压、噪声。
第七章 信号的运算和处理
7.2模拟乘法器及其在运算电路中的应用 模拟乘法器及其在运算电路中的应用 (一般了解 一般了解) 一般了解 • 什么是模拟乘法器?模拟乘法器可以用来 什么是模拟乘法器? 做什么? 做什么? • 画出模拟乘法器的符号及其等效电路。 画出模拟乘法器的符号及其等效电路。 • 理想模拟乘法器应具备哪些条件? 理想模拟乘法器应具备哪些条件? • 按照允许输入信号的极性不同,可以将模 按照允许输入信号的极性不同, 拟乘法器分为哪几种? 拟乘法器分为哪几种?
uI2 − uBE3 uI2 I= ≈ Re Re Rc uO ≈ − uI1uI2 = KuI1uI2 2 ReU T
须大于零。 须大于零。故图 7.3.4 为两象限模拟乘法器
uI1可正可负,但uI2必 可正可负,
两象限模拟乘法器 两象限模拟乘法器
第七章 信号的运算和处理
5.四象限变跨导型模拟乘法器 四象限变跨导型模拟乘法器
则:
R2 uI1 uO = − R1 K uI 2
模拟乘法器-PPT
对 uX 也可以采用线性动态范围扩展电路,使之线 性动态范围大于UT,MC1595集成模拟乘法器就属于这种 类型。其内部电路由两部分组成:一部分为双差分对模
拟乘法器,与MC1496电路相同;另一部分为 uX 线性动
态范围扩展电路。MC1595外接电路 R5 及外形图如图
6.1.4所示。 4、8脚为uX输入端,9、12脚为uY输入端,
uO
R CIC3 2 U T
uX
R CIC3 2UT
uX
RC 2R E UT
uX uY
KuX uY
(6.1.4)
其中
K
RC 2R E U T
(6.1.5)
在室温下,K 为常数,可见输出电压uO与输入电压
uX、uY的乘积成比例,就是说图6.1.2所示差分放大电
路具有乘法功能。但uY必须为正才能正常工作,故为
6.2.2 倍频、混频与鉴相 一、倍频电路
当图6.2.1所示平方运算电路输入相同的余弦波信 号uI=uX=uY=Uimcosωt时,则由式(6.2.1)可得
输只可u 要入见O在信 ,图号K 这U (6i 的时m 6.2 .2二乘c 2.o .1次s 法7的2 )谐器 输t 波输出 成出端1 2 分电接K U 12压一i m2 中K( 隔1 U含直 im有2c 电o c直s 容o2 流 ,st 成2便)分可t12得,K因到U i此二m 2 次和,
2、14 脚为输出端,其输出电压uO表示式为
uO
4RC RXRYIO
uXuY
KuXuY
(6.1.9)
图 6.1.4 MC1595外接电路及外形图
其增益系数
K 4RC R X R YIO
(6.1.10)
通过调节IO′的大小(由微调R3的阻值实现)可以改 变增益系数,MC1595增益系数的典型值为0.1V-1。 RX、 RY 为负反馈电阻,用以扩大uX、uY的线性动态范围,uX、 uY的线性动态范围分别为
7.3 模拟乘法器及其在运算电路中的应用
′ uO
uI3
R2 100k R1 N uI1 10k P +A uI2 R1 R2
uO
ห้องสมุดไป่ตู้
§7.3
模拟乘法器及其 在运算电路中的应用
一、模拟乘法器简介
模拟乘法器有两个输入端,一个输出端, 模拟乘法器有两个输入端,一个输出端,输入 及输出均对“ 而言。 及输出均对“地”而言。模拟乘法器的符号如图所 输入的两个模拟信号是互不相关的物理量, 示。输入的两个模拟信号是互不相关的物理量,输 出电压是它们的乘积, 出电压是它们的乘积,即
uX uY uO
uo=kuXuY
理想模拟乘法器应具备的条件: 理想模拟乘法器应具备的条件: 1、 ri1和ri2为无穷大; 、 为无穷大; 2、 ro为零; 、 为零;
+ ∆u X ro + ∆uO -
+ ∆uY - -
ri2
ri1
k ∆uX ∆uY
3、k值不随信号幅值而变化,且不随频率变化; 、 值不随信号幅值而变化 且不随频率变化; 值不随信号幅值而变化, 4、当uX或uY为零时, uo为零,电路没有失调电压、 、 为零时, 为零,电路没有失调电压、 电流和噪声。 电流和噪声。
i2 A + R3
uI2
uO
i1 = i2
′ uO kuI 2 uO uI 1 =− =− R1 R2 R2
R2 uI 1 uO = − kR1 uI 2
3、开方运算电路
在运算电路中, 在运算电路中,必须 R2 + - R1 保证电路引入的是负反 uI 馈。所以uI小于零。 所以 小于零。 i
′ uO
二、变跨导型模拟乘法器的工作原理(自学) 变跨导型模拟乘法器的工作原理(自学)
模拟乘法器电路原理
模拟乘法器电路原理
乘法器电路是一种用于计算两个输入数的乘积的电子电路。
它由多个逻辑门和电子元件组成,能够将输入信号相乘得到输出信号。
在一个乘法器电路中,通常会有两个输入端和一个输出端。
输入端通常被标记为A和B,分别表示待乘数和乘数。
输出端通常被标记为P,表示乘积。
乘法器电路的工作原理是根据乘法的性质,将每一位的乘积相加得到最后的结果。
具体的实现方式可以有多种,下面介绍一种常见的实现方式。
乘法器电路通常被分为多个级别,每个级别负责计算某一位的乘积。
第一个级别接收A和B的最低位,通过逻辑门或触发器计算出对应的乘积,并将其存储为P的最低位。
然后,每个级别的输出和前一级别输出的进位信号经过逻辑门或触发器进行运算,得到当前级别的乘积和进位信号。
这个过程会一直进行,直到计算完所有位的乘积。
最后,所有级别的乘积和进位信号会被加和,得到最终的输出结果P,即A和B的乘积。
乘法器电路的实现可以使用多种逻辑门和元件,如AND门、OR门、XOR门、D触发器等。
具体的电路设计取决于要求的精度和速度。
需要注意的是,乘法器电路的设计和实现是一项复杂的任务,需要考虑多种因素,如延迟、功耗和精度等。
因此,在实际应用中,通常会使用专门的乘法器芯片,而不是自己设计和制造乘法器电路。
第7章 集成模拟乘法器
93第七章 集成模拟乘法器及其应用7.1 电路如图P7.1所示,试写出输出电压u O 与输入u I 的关系式。
解:322)(I I I O u K Ku Ku u ==7.2 电路如图P7.2所示,乘法器的增益系数K=0.1V -1,试求:(1)u 1=2V 、u 2=4V 时,u O =?(2)u 1=-2V 、u 2=4V 时,u O =?(3)u 1=2V 、u 2=-4V 时,u O =?解:(1)12'u u Ku u O O −==,所以 V Ku u u O 541.0221−=×−=−= (2)V Ku u u O 541.0221=×=−= (3)因u 2为负极性,运放工作在正反馈状态,故电路不能正常工作。
7.3 电路如图P7.3(a)、(b)所示,求输出电压u O 的表达式,并说明对输入电压u 1、u 2有什么要求?解:(a)由集成运放可得u 1=u N由乘法器可得 2122R R R u Ku u O N += 由此可得输出电压表达式为 图P7.1图P7.294 21221u u KR R R u O ⋅+= 可见输出电压u O 与两个输入电压u 1、u 2之商成正比,实现了除法运算。
当u 2为正极性,乘法器输出电压的极性决定于u 1,集成运放构成负反馈;当u 2为负极性,乘法器输出电压的极性与u 1相反,运放构成正反馈而处于锁定状态,电路工作不正常。
所以图6.5(a)电路要实现除法运算,要求u 2必须为正极性,u 1可正可负。
(b)由集成运放可知,u 1=u N ,由乘法器可知,u N =Ku O u 2,所以输出电压21Ku u u O = 为除法运算。
同样,为了使运放工作在负反馈状态,要求u 2为正极性,u 1可正可负。
7.4 电路如图P7.4所示,已知模拟乘法器的增益系数K=0.1V -1,当u 1=2V 时,求u O =?,当u 1=-2V 时,u O 为多少? 解:221R Ku R u O I −= 故 I I I O u u u K R R u 20101.02012−=×−=−=,要求u I 为负值。
《模拟相乘器》课件
模拟相乘器的组成
输入信号源
提供需要相乘的两个信号。
乘法器
实现信号的相乘操作。
输出缓冲器
将相乘后的结果输出。
模拟相乘器的工作流程
输入信号源将两个需 要相乘的信号输入到 乘法器中。
输出缓冲器将相乘后 的结果输出,完成一 次模拟相乘过程。
乘法器根据数学模型 对输入信号进行相乘 操作。
模拟相乘器的数学模型
模拟相乘器
目录
Contents
• 引言 • 模拟相乘器的工作原理 • 模拟相乘器的实现方法 • 模拟相乘器的性能分析 • 模拟相乘器的优化策略 • 模拟相乘器的未来发展
01 引言
模拟相乘器简介
模拟相乘器是一种电子设备,用于模拟两个数相乘的过程。它通常由输入端、输 出端和内部电路组成,通过接收两个输入信号,经过内部电路处理后,输出两个 输入信号的乘积。
02
动态功耗主要与信号处理过程中的电流变化和时钟频率有关。
能效优化
03
通过优化电路设计和降低时钟频率,可以降低模拟相乘器的功
耗,提高其能效比。
05 模拟相乘器的优化策略
算法优化
பைடு நூலகம்
1 2
并行化算法
通过同时处理多个数据,减少计算时间,提高效 率。
迭代算法
通过迭代方式逐步逼近结果,减少计算量,提高 精度。
模拟相乘器的响应时间取决于其内部电路的传输延迟和信号处理 速度。
并行处理
通过并行处理技术,可以加快模拟相乘器的速度,提高其处理能力 。
时序控制
优化时序控制逻辑,确保信号处理的时序正确性,也是提高速度的 一种方法。
功耗分析
静态功耗
01
模拟相乘器的静态功耗主要由电路内部的漏电流和偏置电流产
模拟乘法器
模拟乘法器的原理与运用一.实验目的1. 了解模拟乘法器的构成和工作原理。
2. 掌握模拟乘法器在运算电路中的运用。
二.实验原理集成模拟乘法器是实现两个模拟信号相乘的器件,它广泛用于乘法、除法、乘方和开方等模拟运算,同时也广泛用于信息传输系统作为调幅、解调、混频、鉴相和自动增益控制电路,是一种通用性很强的非线性电子器件,目前已有多种形式、多品种的单片集成电路,同时它也是现代一些专用模拟集成系统中的重要单元。
1. 模拟乘法器的基本特性模拟乘法器是一种完成两个模拟信号(连续变化的电压或电流)相乘作用的电子器件,通常具有两个输入端和一个输出端,电路符号如图1所示。
图1 模拟乘法器的电路符号 若输入信号为x u , y u ,则输出信号o u 为:o u =k y u x u式中: k 为乘法器的增益系数或标尺因子,单位为V 1.根据两个输入电压的不同极性,乘法输出的极性有四种组合,用图2所示的工作象限来说明。
图2 模拟乘法器的工作象限若信号x u 、y u 均限定为某一极性的电压时才能正常工作,该乘法器称为单象限乘法器;若信号x u 、y u 中一个能适应正、负两种极性电压,而另一个只能适应单极性电压,则为二象限乘法器;若两个输入信号能适应四种极性组合,称为四象限乘法器。
2. 集成模拟乘法器集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。
下面介绍BG314集成模拟乘法器。
(1) BG314内部结构如图3所示,外部电路如图4所示:图3 内部结构图图4 外部结构图输出电压o u =k x u y u 式中 k=yx ox cR R I R 2为乘法器的增益系数。
(2) 内部结构分析a 当反馈电阻x R 和y R 足够大时,输出电压o u 与输入电压x u 、y u 的乘积成正比,具有接近于理想的相乘作用; b 输入电压x u 、y u 均可取正或负极性,所以是四象限乘法器;c 增益系数k 由电路参数决定,可通过调整电流源电流ox I 进行调节,BG314增益系数的典型值为k=0.1V 1;d k 与温度无关,因此温度稳定性较好。
模拟乘法器的应用
[ 2 】 高伟涛 . P s p i c e 8 . 0 电路设 计实例精粹 [ M 】 .
北 京 :国 防工 业 出版 社 , 2 0 0 1 .
一
如 果使 模拟 乘法 器的 两个 输入 电压 分 别 与被测 电路 的电压 和电流成正 比,则乘法 器的 输 出电压与待测 电路 的功 率成正 比。
个以偏置 电流注入形式 出现 的附加控 制输入
端, 这使 O T A的特 性及应用更加灵活;另外, 这种器件的输 出不是常规运放 中输 出电阻趋于
2 . 6零 调 整
函 数发 生 电路的输 出电压和 输入 电压之
在 一个 或 两个 输人 端接 地情 况下将 输 出
电压调 到零值 的能力。
2 . 7增 益 系数 修 整
间具有 以方程式 、曲线或表 格形式给出的函数 关系 。函数发生 电路 是重 要的模拟运算 电路 , 也是 电子模拟计算机 中的重要部件 。
零的电压源,而是用具有极 高输 出电阻的 电流
源表示。
2乘法器 的基本 参数
参考文献
[ 1 】刘 建 清 主编 , 陈 培 军 ,李凤 伟 , 张 涛 编 著 . 从零开始 学模 拟电子技 术 [ M 】 . 北京:
国 防 工 业 出版 社 . 2 0 0 7 .
4 模拟乘法器的应用
电子技术 ・ E l e c t r o n i c T e c h n o l o g y
模拟乘法器的应 用
文/ 张 志敏
2 . 4 线 性 误 差
模 拟乘 法 器是 对 两个模 拟信 号 (电压 或 电流 )实现相 乘 功 能 的的有 源非 线性 器件 。主要 功 能 是 实现 两个 互不相 关信 号相 乘, 即输 出信 号与 两输 入信 号相 乘 积 成 正比。它有 两个输入 端 口,即 x 和 Y输入 端 口,作 为应 用 于模 拟 计 算机 中的一个部件发 展起 来的 自从 集成 模 拟乘 法 器 问世 , 由于 其技 术性 能 的逐 步 改进 ,使 它的 应 用早 已超 出模拟 计算机 的范 围。 它和运 算放 大 器一样 ,是 一种 通 用性 很 强 的 电子 器件 , 目前被 广 泛地应用 于信 号处理,测量设备 , 通信 工程 和 自动控 制 工程 等 科学 技 术领 域,并 起 着 日益增 长 的重 要 作 用 。所 以, 了解模 拟 乘 法器 及 其应 用应 成为 电子线路 课程 中 的 一个 基 本 内容。 为此 ,本 文拟 简明地 介绍 模拟 乘 法器 的基 本原
模拟电路 第21讲 集成模拟乘法器及其应用电路
(3)压控增益
电路如图所示。设uX为一直流控制电压E,uY为输
入电压,则uo=KEuY。改变直流电压E的大小,就可
调节电路的增益。
模拟电子技术
哈尔滨工程大学
2、除法类运算电路
(1) 用乘法器组成的除法电路
u2
u3
R2
KXY X
Y
8
R1 u1
uo
u3
R2 R1
u1
KuOu2
uO
R2 KR1
u1 u2
模拟电子技术
2. 滤波电路的种类 低通滤波器(LPF)
通带放大倍数
哈尔滨工程大学
理想幅频特性 无过渡带
通带波特性,要研究 Au、p A(u 、f下P 降
速率)。
模拟电子技术
哈尔滨工程大学
高通滤波器(HPF) 带通滤波器(BPF)
阻容耦合
通信电路
带阻滤波器(BEF))
条件:u3 与 u1 必须反相 (保证负反馈)
当 u1 > 0 时,uO < 0,为使 u3 < 0,则 u2 > 0 当 u1 < 0 时,uO > 0,为使 u3 > 0,则 u2 > 0 u2 > 0
模拟电子技术
哈尔滨工程大学
(2)平方根运算
KXY
X
u'O
Y
R
uO KuO2 uI
uO
uI K
图7-37 三次方和四次方运算电路
模拟电子技术
(2) 正弦波倍频电路 电路如图所示。
哈尔滨工程大学
若ui 2Ui sin t 则uO 2k Ui2 sin 2 t 2k Ui2 (1 cos2 t)
由于电容具有隔直流通交流的特点,所以
7-2模拟电路 电子电路讲义PPT
负反馈条件?
u1为负值!
uO1
uO1
KRRu12O2u1
uO
1 K
R2 R1
u1
(5) 开立方运算电路
uO1 KuO2
uO2 =KuO1uO =K 2uO3
uO2
R2 R1
ux
3
uO =
R2 R1K
2
uX
二、 调制解调电路
uo Kuxuy KUm1 sin t Um2 sin t KUm sin t sin t
U BE
ln IC IS
UT
ln
IC1 IS1
ln
IC2 IS2
ln
IC3 IS3
ln
IC4 IS4
0
IC1 IC2 IS1 IS 2 IC3 IC4 IS3 IS4
IC3
IC1 IC2 IC4
IC1 I1 ux / R1 IC3 I3 u0 / R3
IC 2 I2 uy / R2 IC4 I4 uz / R4
u0
K
uxuy uz
K R3 R4 R1 R2
7.2.3 变跨导式模拟乘法器 ——Io ux
对于差动放大电路,输出电压为
uO
=
R 'L rbe
uy
rbe
(1+ )
UT IE
2UT Io
uO
R 'L 2UT
符号:
uO =Ku XuY
其中K为比例因子, 量纲:V-1
7.2.2 对数式模拟乘法器
7.2 模拟乘法器及其在运算电路中的应用 7.3有源滤波电路
第七章 信号的运算和处理
三、三种类型的有源低通滤波器
滤波器的品质因数Q,也称为滤波器的截止特性系数。 其值决定于 f = f0 附近的频率特性。 按照 f = f0 附近频率特性的特点,可将滤波器分为:
巴特沃思(Butterworth) Q=0.707
切比雪夫(Chebyshev) Q=1 贝塞尔(Bessel) Q=0.56
三、无源滤波电路和有源滤波电路
• 无源元件:电阻、电容、电感 • 若滤波电路仅由无源元件组成,则称为无源滤 波电路。
• 有源元件:双极型管、单极型管、集成运放 • 若滤波电路由无源元件和有源元件共同组成, 则称为有源滤波电路。
模拟电子技术多媒体课件
第七章 信号的运算和处理
1. 无源低通滤波器:
频率趋于零,电容 容抗趋于无穷大。
可加大幅频特性的衰减斜率。
RF
U o ( s ) RF U p ( s ) Au ( s ) 1 U i ( s ) R1 U i ( s ) RF 1 1 R 1 3sRC ( sRC )2 1
图7.3.7 简单二阶低通电路
UT rbe rbb (1 ) I EQ
当电路参数对称时, I EQ UT 所以:rbe 2(1 ) I Rc Rc uO uI1 I uI1 I gm Rc uI1 2(1 )U T 2U T
1 I 2 I I EQ gm U T 2U T
模拟电子技术多媒体课件
第七章 信号的运算和处理
7.2 模拟乘法器及其在运算电路中的应用
模拟乘法器可用来实现乘、除、乘方和开方运算电路。 在电子系统之中用于进行模拟信号的处理。
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功能:实现两个模拟量相乘 功能:实现两个模拟量相乘
符号: 符号
uO=KuXuY
其中K为比例因子, 量纲:V-1
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7.2.2 对数式模拟乘法器
ux+ ln u y )
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uo = K ⋅
uxu y uZ
=
β R 'L I ou y 2βU T
R 'L R 'L u I ouy ≈ uy × x 2U T 2U T Rx
u O = Ku x u y
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四象限模拟乘法器
u x << 2U T , u y << 2U T uo = RC I o uxu y 4U T 2
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R3 ⋅ R4 K= R1 ⋅ R2
u0 = I 3 R3 = K ⋅
uxu y uz
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7.2.3 变跨导式模拟乘法器 ——Io ∝ ux
对于差动放大电路,输出电压为 β R 'L uO = − uy rbe
UT 2U T rbe ≈ (1+β ) ≈β IE Io
uO ≈ −
I C1 ⋅ I C2 I S 1 ⋅ I S 2 = I C3 ⋅ I C4 I S 3 ⋅ I S 4
I C3
I C1 ⋅ I C2 = I C4
I C1 = I1 = u x / R1
I C 3 = I 3 = u0 / R3
I C 2 = I 2 = u y / R2
I C 4 = I 4 = u z / R4
KU m uo = sin Ωt 2
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工作(负反馈)条件? u2 > 0
虚断
i1 = i 2
u o1 u1 =− R1 R2
R2 uo1 = − u1 R 1
uO1 = Kuou2
R2 u1 uo = − KR1 u2
如果令K= R2 / R1则
u1 uo = − u2
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(4) 开平方运算电路
负反馈条件? u1为负值!
集成模拟乘法器——F1596.MC1596
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7.2.4 模拟乘法器应用举例 一、 运算电路 二、 调制解调电路
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一、 运算电路
(1) 相乘运算
模拟相乘器
(2) 平方和立方运算
平方运算电路
立方运算电路
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(3) 除法运算电路
R2 uO1 = − u1 R 1
2 uO1 = KuO
1 R2 uO = ( −u1 ) K R1
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(5) 开立方运算电路
2 u O1 = Ku O
3 uO2 =KuO1uO =K 2uO R2 uO2 = − ux R 1
3
uO =
R2 − u 2 X R1 K
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7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4
概述 对数式模拟乘法器 变跨导式模拟乘法器 模拟乘法器应用举例
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7. 2. 1 概 述
乘法器可以实现乘、 乘法器可以实现乘、除、开方、乘方、调制、 开方、乘方、调制、 解调等功能,广泛应用于模拟运算、通信、 解调等功能,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 控系统、
R3 R4 K= R1 R2
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分析: 分析:
U BE1 + U BE2 + U BE3 + U BE4 = 0
IC ≈ I S e
U BE UT
⇒ U BE
IC ≈ U T ln IS
I C1 I C2 I C3 I C4 U T ln + ln − ln − ln =0 IS 2 IS3 IS 4 I S1
二、 调制解调电路
uo = Ku x u y = KU m1 sin ωt ⋅U m 2 sin Ωt = KU m sin Ωt ⋅ sin ωt
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uo1 = Ku x u y = KU m11 sin Ωt sin ωt ⋅U m 22 sin ωt 1 = KU m sin Ωt (1 − cos 2ωt ) 2 1 1 = KU m sin Ωt − KU m sin Ωt ⋅ cos 2ωt 2 2