6.1模拟乘法器的基本概念与特性

上述关系称为理想模拟乘法器四象限输出 特性。由上式可知，模拟乘法器输入、输出电 压的极性关系满足数学符号运算规则；有一个 输入电压为零时，模拟乘法器输出电压亦为零； 有一个输入电压为非零的直流电压E时；模拟 乘法器相当于一个增益为Au=KE的放大器。
当模拟乘法器两个输入电压相同，则其输 出电压为:
K ：输出增益，默认值1V/V。 Off ：输出补偿，默认值0 V。 Yoff ：Y补偿，默认值0V。 Xoff ：X补偿，默认值0V。 YK ：Y增益，默认值1V/V。 XK ：X增益，默认值1V/V。
点击控制类元器件库 的乘法器图标 ， 即可取出一个乘法器放置在电路工作区中， 双击乘法器图标，即可弹出乘法器属性对话框如 图6.1.2所示，可以在对应的窗口中对乘法器的参 数值、标识符等进行修改。
模拟乘法器有两个独立的输入量UX和UY， 输出量UO与UX和UY之间的传输特性既可以用 式VO＝KUX UY表示，也可以用四象限输出特性 和平方律输出特性来描述。 当模拟乘法器两个输入信号中，有一个为恒定 的直流电压E，根据式（6.1.1）得到
UO＝(KE) UY
或
（6.1.2） （6.1.3）
UO＝(KE) UX
6.1.2 multisim2001模拟乘法器 multisim2001模拟乘法器 在multisim2001模拟乘法器模型中，输出 电压： U out = K X K + (U x + X off ) ⋅ YK (U Y + Yoff ) + O ff
[
]
（6.1.7） 式中：Uout ：在Z（K*XY）端的输出电压。 UX ：在X端的输入电压。 UY ：在Y端的输入电压。
UO＝KUX 2＝KUY2
（6.1.4）
当模拟乘法器两个输入电压幅度相等而极性 相反，则其输出电压为
UO＝－KUX 2＝－KUY2
出特性。
（6.1.5）
上述关系称为理想模拟乘法器的平方律输
模拟乘法器是一种非线性器件，一般情况下， 它体现出非线性特性。例如，两输入信号为UX
＝UY＝Umcosωt时，则输出电压为
第6章 模拟乘法器电路 章
内容提要
模拟乘法器能实现两个互不相关的模拟信 号间的相乘功能，是一种普遍应用的非线性模 拟集成电路。本章介绍了模拟乘法器的基本概 念与特性，multisim2001模拟乘法器，以及模 拟乘法器组成的乘法与平方运算电路、除法与
开平方运算电路、函数发生电路、调幅电 路、振幅键控（ASK）调制电路、混频器 电路、倍频器电路、抑制载波双边带调幅 （DSB/SC AM）解调电路和功率测量电路 与计算机仿真设计方法。
模拟乘法器具有两个输入端口X和Y，及一个 输出端口Z（K*XY），是一个三端口非线性网络， 其符号如图6.1.1所示。 z
图6.1.1 模拟乘法器符号
一个理想的模拟乘法器，其输出端Z的瞬 时电压UO仅与两个输入端（X和Y）的瞬时电 压UX和UY的(波形、幅值、频率均是任意的)的 相乘积成正比，不含有任何其它分量。模拟乘 法器输出特性可表示为:
UO＝KUX UY
（6.1.1）
式（6.1.1）中，K为相乘增益。
根据模拟乘法器两输入电压UX和UY的的极性， 乘法器有四个工作象限（又称区域）。如果两输 入电压都只能取同一极性（同为正或同为负）时， 乘法器才能工作，则称之为“单象限乘法器”； 如果其中一个输入电压极性可正、可负，而另一 个输
入电压极性只能取单一极性（即只能是正或只能是 负），则称之为“二象限乘法器”；如果两输入电 压极性均可正、可负，则称之为“四象限乘法器”。 两个单象限乘法器可构成一个二象限乘法器；两个 二象限乘法器则可构成一个四象限乘法器.
模拟乘法器是一种非线性器件，一般情况下， 它体现出非线性特性。例如，两输入信号为UX
＝UY＝Umcosωt时，则输出电压为
UO＝KUX UY＝KU2mcos2ωt＝KU2mcos2ωt＝ KU2mcos2ωt+KU2mcos22ωt （6.1.6） 可见，输出电压中含有新产生的频率分量。 注意：一般情况下，线性迭加原理不适用于模 拟乘法器。
图6.1.2 乘法器设置对话框
本章的重点是掌握模拟乘法器应用电路的 仿真设计与分析方法。模拟乘法器是构成应用 电路的基础，注意模拟乘法器与运算放大器的 结合，以及将模拟乘法器连接在运算放大器的 输入回路和负反馈回路上对电路功能的影响。
Hale Waihona Puke Baidu
6.1模拟乘法器的基本概念与特性 模拟乘法器的基本概念与特性
6.1.1 通用模拟乘法器
模拟乘法器是一种普遍应用的非线性模拟 集成电路。模拟乘法器能实现两个互不相关的 模拟信号间的相乘功能。它不仅应用于模拟运 算方面，而且广泛地应用于无线电广播、电视、 通信、测量仪表、医疗仪器以及控制系统，进 行模拟信号的变换及处理。