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
除法运算电路
第七章 信号的运算和处理
三、开方运算电路
利用乘方运算电路作为集成运放的反馈通路， 利用乘方运算电路作为集成运放的反馈通路， 就可构成开方运算电路。 就可构成开方运算电路。
平方根运算电路
防止闭锁的平方根电路
电路可能会出现闭锁现象， 电路可能会出现闭锁现象，
公式推导过程略
IRC uo = (i01 − i02 )RC ≈ − 2 uX uY 4UT = kuX uY
双平衡四象限变跨导型模拟乘法器
问题： 问题：如何将双端输出转 换为单端输出？ 换为单端输出？
第七章 信号的运算和处理
7.2.3 模拟乘法器在运算电路中的应用
一、乘方运算电路
uO = Ku I
结论： 的乘积。 结论：输出电压正比于输入电压 uI1 与恒流源电流 I 的乘积。
第七章 信号的运算和处理
二、可控恒流源差分放大电路的乘法特性
设想： 成正比， 设想：使恒流源电流 I 与另一个输入电压 uI2 成正比， 的乘积。 则 uO 正比于 uI1 与 uI2 的乘积。 当 uI2 >> uBE3 时，
模拟乘法器输入信号的象限
3. 根据允许输入信号的极性， 根据允许输入信号的极性， 模拟乘法器有单象限 两象限和四象限三种 单象限、 三种。 模拟乘法器有单象限、两象限和四象限三种。
第七章 信号的运算和处理
4.变跨导式模拟乘法器的原理： 变跨导式模拟乘法器的原理： 变跨导式模拟乘法器的原理
一、恒流源式差动放大电路 输出电压为： 输出电压为： uO = −
2
uI
uO
N次方运算电路 次方运算电路 u01 = k1 ln uI u02 = k1 k2 Nln uI
平方运算电路
u 0 = k 3u I
k1k 2 N
= k 3u I
kN
N次方运算电路 次方运算电路
取k=1，则N>1时，电路实现高次幂运算电路。 ， 时 电路实现高次幂运算电路。
第七章 信号的运算和处理
第七章 信号的运算和处理
归纳总结
• 什么是模拟乘法器？模拟乘法器可以用 什么是模拟乘法器？ 来做什么？ 来做什么？ • 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 按照允许输入信号的极性不同， 模拟乘法器分为哪几种？ 模拟乘法器分为哪几种？
二、除法运算电路
利用反函数型运算电路的基本原理， 利用反函数型运算电路的基本原理，将模拟乘法器 反函数型运算电路的基本原理 放在集成运放的反馈通路中，便可构成除法运算电路。 放在集成运放的反馈通路中，便可构成除法运算电路。
uO1 = KuI2 uO
所以： 因为 i1 = i2 ，所以：
uO1 uI1 K uI2 uO =− =− R1 R2 R2
βRc
rbe
uI1
UT rbe = rbb′ + (1 + β ) I EQ
较小、电路参数对称时， 当 IEQ 较小、电路参数对称时， I EQ UT 所以： 所以： rbe ≈ 2(1 + β ) I
1 = I 2
差动电路
Rc β Rc uO ≈ − u I1 I ≈ − u I1 I = − g m R c u I1 2 (1 + β )U T 2U T