模拟乘法器及应用
模拟乘法器应用实验
二、综合设计实验说明
本次综合设计实验，由大家独自依据所学的有关高频电子 线路中频率变换技术的相关理论知识，以模拟乘法器为核心器 件，设计出实现普通调幅、平衡调制、混频、倍频和同步检波 等功能的实际电路。并完成对所设计的各种功能电路的仿真调 试。
三、实验任务与要求
一、实验任务：
用模拟乘法器实现振幅调制(含AM与DSB)、同步检波、混频、倍频等频 率变换电路的设计。 已知：模拟乘法器为1496，采用双电源供电，Vcc=12V Vee=-8V.
② 同步检波器电路设计与仿真
实现对DSB信号的解调。 基本条件；载波信号UX：f=1MHZ /50-100mV 调制信号Uy： f=2KHz/200mV，并按信号流程记录各级信号波形。
三、实验任务与要求
二、实验要求：
③ 混频器电路设计与仿真 实现对信号的混频。 基本条件：AM信号条件：（载波信号UX：f=1MHZ /50mV ，调制信号Uy： f=2KHz/200mV，M=30%）中频信号：465KHZ，本地载波：按接收机制式自定。 记录各级信号波形。 ④ 倍频器电路设计与仿真 实现对信号的倍频。 基本条件：Ux=Uy（载波信号UX：f=1MHZ /50mV ）完成电路设计与仿真， 并记录各级信号波形。推证输入、输出信号的关系。
U 0 (t )
1 KU sU 0 cos( 0 s )t 2
0 s i
为所需要的中频频率，可见
用模拟乘法器实现混频，就是在 U x 端和 U y 端分别加上两个不同频率的信号，两信号 相差一中频，再经过带通滤波器取出中频信号。
四、实验原理说明及设计思路提示
5.模拟乘法器实现混频
U 0 t 1 m Ucm cos c t cos c t 2 m Ucm cos c t cost
实验二：模拟乘法器应用实验
3.用MC1596实现倍频:调整模拟乘法器仍工作 MC1596实现倍频: 在平衡状态 ， 在平 衡状态， 在 x 输入端和 y 输入端同时加 输入端和y fi=200KHz， Ui=50mV信号，微调Rw，用示 200KHz， 50mV信号，微调R 波器双踪观察u 波器双踪观察uo(t) 和ui(t)的关系，即有fo=2fi。 (t)的关系，即有f *实验时可只用一个输入信号，然后将x和y通 实验时可只用一个输入信号，然后将x 道短接
2.用模拟乘法器MC1596实现平衡调幅波。 用模拟乘法器MC1596实现平衡调幅波。 a.调平衡：将乘法器y输入端接地,即uy(t)=0,x输入端加 调平衡：将乘法器y输入端接地, (t)=0,x输入端加 入 fx=500KHz,Ux=100mV的输入信号 , 调电位器 RW 使 500KHz,U 100mV 的输入信号, 调电位器R uo(t)=0。 (t)=0 b 分别加入 fx=500KHz,Ux=100mV;fy=50KHz,Uy=200mV 分别加入f 500KHz,U 100mV; 50KHz,U 200mV 的信号时, 微调R 即可得到平衡的双边带信号, 的信号时 , 微调 RW 即可得到平衡的双边带信号 , 描绘 uo(t) 的波形,要特别注意调制信号过零时载波倒相现 的波形, 象。 由小到大变化，观察u (t)的变化， c.保持ux(t)不变，使Uy由小到大变化，观察uo(t)的变化， 保持u (t)不变， 记下变化结果， 并测出最大不失真的 u (t)所对应的 记下变化结果 ， 并测出最大不失真的uo(t) 所对应的 Uy的大小。 的大小。 d.保持ux(t)不变，fy变化时uo(t)变化情况如何？ 保持u (t)不变， 变化时u (t)变化情况如何？
《模拟乘法器》课件
# 模拟乘法器 本课程将介绍模拟乘法器的原理及其应用。
模拟乘法器的定义
பைடு நூலகம்
作用
模拟乘法器用于实现模拟 信号的乘法运算，将不同 信号相乘得到新的信号。
原理
模拟乘法器基于电子元件 的特性，通过电压或电流 乘法进行运算。
分类
模拟乘法器可以根据不同 的实现方式和应用场景进 行分类。
模拟乘法器的应用
电子测量中的应用
模拟乘法器在测量仪器中用于信号放大和校正，提高测量精度。
通信系统中的应用
模拟乘法器在通信系统中用于信号调制、解调和频谱分析。
音频系统中的应用
模拟乘法器在音频系统中用于音频效果处理和音频信号放大。
模拟乘法器的实现
电路实现
模拟乘法器可以通过电路设计和集成电路制 造来实现。
软件实现
模拟乘法器也可以通过软件算法来实现，例 如在数字信号处理中。
2 应用前景
模拟乘法器在未来将继续发挥重要作用，随着科技的发展将有更广泛的应用。
参考文献
1. 2. 3.
Author 1. Title 1. Publisher 1. Author 2. Title 2. Publisher 2. Author 3. Title 3. Publisher 3.
模拟乘法器的应用案例
电子秤上的应用
模拟乘法器在电子秤中用于 测量物体的重量并进行计算。
无线电通信系统中 的应用
模拟乘法器在无线电通信系 统中用于信号调制和解调， 实现高质量的通信。
音频放大器中的应 用
模拟乘法器在音频放大器中 用于调节音量和音频效果的 处理。
总结
1 优点和不足
模拟乘法器的优点包括快速响应和高精度，但也存在精度损失和成本较高的不足。
模拟电子技术5.2乘法器及其应用
若集成运放的同相输入端与反相输入端互换，则k和uI2的极 性应如何？
4) 开平方运算电路
uo1
uo1
R2 R1
ui
ui
i2
R1
R2
uo1 Kuo2
i1
－∞
+A +
uo
1R
u
2 (u )
R
O
KR
i
1
为实现上式，电路中uI、 uO、k的极性是什么？为什么？ 若要uO<0，则有何变化？ 若要求uI、 uO均大于0，则有何变化？ 若集成运放的负反馈通路中为某种运算电路，则整个电 路实现其逆运算！
T1
T2
T3
i c3
Re
－ VE E
3. 乘法器的应用
1) 乘法运算
uX uY
uo uo=KuXuY
实现了对正弦波
若uI 2Ui sin t
电压的二倍频变换
则uO 2kUi2 sin2 t 2kUi2 (1 cos2 t)
2) 平方和立方运算
ui
uo
ui
uo
平方运算电路
uo=K(ui)2
如何实现开三次方运算电路？
利用运算电路，求解方程。已知模拟乘法器的相乘因子为0.1V-1。
设x=uI，按运算顺序搭建电路。
调整uI，使 uO 为 0 的 uI 就是方程 的解；解 为1、4。 电路不唯 一！
已知R1＝R2，求解uO= f (uI) = ? 二极管什么时候导通？什么时候截止？
uO uI
在集成运放应用电路中开关管的工作状态往往决定于输入 信号或输出信号的极性！
5.2 模拟乘法器及其应用
1. 乘法器的基础知识
《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。
模拟乘法器及其在运算电路中的应用
ui
Kxy
x y
uo1 Ku2 i
x y
Kxy
uo Ku
2
i
uo K 2 u 3 i
当ux = uy时，乘法器实现平方运算，其输出与输入信号 之间为非线性关系。
K ux uy uo
ux =UREF
uo = Kux uy = KU REF uy
9.4
模拟乘法器
ux uy
K
K
uo
(a) 国标符号
ux uy
uo
(b) 常用符号 模拟乘法器符号
比例因子K具有V-1的量纲。
uo =Kux uy
9.4
ux uy
模拟乘法器
uo =Kux uy
K
K
uo
ux uy
uo
uy (II) ux<0 uy>0 ux<0 (III) uy<0 O ux>0 (I) uy>0 ux>0 uy<0 (IV) ux
9.4.1 模拟乘法器的基本原理
1. 变跨导型模拟乘法器
+VCC
Rc Rs
ic1
+
+
uo
Rc
-
ic2
VT1
-
Rs
ux
-
+
u BE1
VT 2
-
u+ BE2
+
ic3 Io VT3
Re -VEE
uy
-
变跨导型模拟乘法器
2. 对数反对数型模拟乘法器
ux
k1lnux
对数运算电路
uy
对数运算电路
k1lnuy
加 法 运 算
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）
集成模拟乘法器及其应用-模拟电子技术课件
•集成模拟乘法器术及课其件应用-模拟电上子技一页
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三、鉴相电路
鉴相电路用来比较两输入信号的相位差，即它 的输出电压与两输入信号的相位差成正比。用模拟
乘法器构成的鉴相电路如图6.2.5(a)所示，令输入电
压 u X 、uY 分别为
uX Uxmsint
uy Uymcost
uoKxuyKxUm Uym si ntcots
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由式 u 0U m tco ct可s见，模拟乘法器的输出电压
是一个幅度Um(t)随低频信号而变化的高频信号，波 形如图6.2.7(c)所示。称它为普通调频波（简称AM
波）。将式展开，并应用三角函数关系，则得
u 0 U cm 1 m aco tc so c ts U cc mo c t s 2 1 m a U cc mo c s 2 1 m a U cc mo c s
+VCC
+
uBE3 -
IC3 V3
RE
-VEE
图6.1.2 模拟乘法器原理图
•集成模拟乘法器术及课其件应用-模拟电子技上一页
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6.1.2 单片集成模拟乘法器
采用两个差分放大电路可构成较理想的模拟 乘法器，称为双差分对模拟乘法器，也称为双平 衡模拟乘法器。
如图6.1.3所示（虚线框内）是根据双差分对
6.1 集成模拟乘法器
6.1.1 集成模拟乘法器的基本工作原理
一、模拟乘法器的基本特性 模拟乘法器有两个输入端、一个输出端。
若输入信号为 u X 、u Y ，则输出信号 u O 为 ：
X K
Y
uOKuXuY
模拟乘法器电路符号
•集成模拟乘法器术及课其件应用-模拟电上子一技页
模拟乘法器的应用
随着电子技术的发展，集成模拟乘法器应用也越来越广泛，它不仅应用于模拟量的运算，还广泛应用于通信、测量仪表、自动控制等科学技术领域。
用集成模拟乘法器可以构成性能优良的调幅和检波电路，其电路元件参数通常采用器件典型应用参数值。
作调幅时，高频信号加到输入端，低频信号加到Y输入端；作解调时，同步信号加到X输入端，已调信号加到Y输入端。
调试时，首先检查器件各管脚直流电位应符合要求，其次调节调零电路，使电路达到平衡。
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。
作调幅时，高频信号加到输入端，低频信号加到Y输入端；作检波时，同步信号加到X输入端，已调信号加到Y输入端。
调试时，首先检查器件各管脚直流电位应符合要求，其次调节调零电路，使电路达到平衡。
还需注意：（1）Y端有关，否则输出波输入信号幅度不应超过允许的线性范围，其大小与反馈电阻RY形会产生严重失真；（2）X端输入信号可采用小信号（小于26mV）或者大信号（大于260mV），采用大信号可获得较大的调幅或解凋信号输出。
信息传输系统中，检波是用以实现电信号远距离传输及信道复用的重要手段。
由于低频信号不能实现远距离传输，若将它装载在高频信号上，就可以进行远距离传输，当使用不同频率的高频信号，可以避免各种信号之间的干扰，实现多路复用。
关键词：模拟乘法器，调幅器，检波器，MC1496第一章、集成模拟乘法器的工作原理 (2)第一节、模拟乘法器的基本特性 (2)一、模拟乘法器的类型 (2)第二节、变跨导模拟乘法器的基本工作原理 (2)第三节、单片集成模拟乘法器 (3)第二章、集成模拟乘法器的应用 (4)第一节、基本运算电路 (4)一、平方运算 (4)二、除法运算器 (5)三、平方根运算 (5)四、压控增益 (5)第二节、倍频、混频与鉴相 (6)一、倍频电路 (6)二、混频电路 (6)三、鉴相电路 (6)第三节、调幅与解调 (7)一、信息传输的基本概念 (7)二、调幅原理 (8)三、采用乘法器实现解调(检波) (10)第三章、MC1496模拟乘法器构成的振幅器 (10)第一节、振幅调制的基本概念 (10)第二节、抑制载波振幅调制 (13)第三节、有载波振幅调制 (14)第四章、MC1496模拟乘法器构成的同步检波器 (14)总结 (18)参考文献 (18)附录 (19)第一章、集成模拟乘法器的工作原理第一节、模拟乘法器的基本特性模拟乘法器是实现两个模拟量相乘功能的器件，理想乘法器的输出电压与同一时刻两个输入电压瞬时值的乘积成正比，而且输入电压的波形、幅度、极性和频率可以是任意的。
模拟乘法器及其应用
模拟乘法器及其应用摘要模拟乘法器就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。
在高频电子线路中,振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程,均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。
采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分立器件如二极管与三极管要简单的多,而且性能优越。
Analog multiplier is a kind of widely used nonlinear analog integrated circuits、Analog multiplier can be achieved between two unrelated analog multiplication function、It is not only applied in the simulation operation aspect, and widely used in radio, television, communications, measuring instruments, medical equipment and control system, the analog signal conversion and processing、In the high frequency electronic circuit, amplitude modulation, synchronous detection, mixing, frequency doubling, frequency, modulation and demodulation process, the same as can be seen as two signal multiplication or contain multiplication process、The function is realized by using integrated analog multiplier than using discrete components such as diodes and transistors are much more simple, and superior performance、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与解决问题的能力。
模拟乘法器及应用
＋
－ u BE2
＋
－ ＋ －
Re
图 6-1 变跨导型模拟乘法器基本电路
第六章 集成模拟乘法器及其应用
变跨导型模拟乘法器原理电路如图 6-1 所示，它是一个具 有恒流源的差动放大器，只是I0受输入电压uy控制，uy控制V3 管的集电极电流I0，即
I 0 = Au y
式中，A为V3的跨导。
ux 1 + th ic1 = 2 2U T ux 1 + th ic 2 = 2 2U T
' x
第六章 集成模拟乘法器及其应用
i2 A
i2 B
uy ≈ I oy + Ry uy ≈ I oy − Ry
uz = [(i3 A + i4 B ) − (i3 A + i4 A )]Rc = 2 Rcu y Ry u th 2U T
' x
第六章 集成模拟乘法器及其应用
15 − 0.7 R3 + 0.5 = 1 R3 = 13.8kΩ
同理，可求得R13=13.8k ，取标称值R13=13k ，实际使用中， 一般由10 k 电阻与6.8 k 电位器相串联，以便调整Iox，控制相 乘增益A。
第六章 集成模拟乘法器及其应用
(2) 负反馈电阻Rx和Ry 式(6-12)和式(6-15)是在忽略了发射结 电阻条件下得出的，为此Rx, Ry不宜太小，因此要求
第六章 集成模拟乘法器及其应用
第6章 模拟乘法器及其应用 章
6.1 变跨导型模拟乘法器 6.2 单片模拟乘法器 6.3 乘法器应用
第六章 集成模拟乘法器及其应用
6.1 变跨导型模拟乘法器 6.1.1 原理电路
i c1 Rc uz Io Rc i c2 V2
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。
模拟乘法器
模拟乘法器及其应用学院：信息工程专业班级：电信1206姓名：李嘉辛学号： 0121209310603摘要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。
在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。
采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分立器件如二极管和三极管要简单的多，而且性能优越。
Analog multiplier is a kind of widely used nonlinear analog integrated circuits.Analog multiplier can be achieved between two unrelated analog multiplication function.It is not only applied in the simulation operation aspect, and widely used in radio, television, communications, measuring instruments, medical equipment and control system, the analog signal conversion and processing.In the high frequency electronic circuit, amplitude modulation, synchronous detection, mixing, frequency doubling, frequency, modulation and demodulation process, the same as can be seen as two signal multiplication or contain multiplication process.The function is realized by using integrated analog multiplier than using discrete components such as diodes and transistors are much more simple, and superior performance.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。
实验四 模拟乘法器的应用(振幅调制器)
实验四模拟乘法器的应用（振幅调制器）一.实验目的1.掌握用集成模拟乘法器F1496实现普通调幅和抑制载波的双边带调幅的方法与过程；2.研究输出已调波信号与输入载波信号、调制信号的关系。
3.掌握调幅系数的测量方法。
二.实验原理集成模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流）相乘的电子器件。
高频电子线路中的振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调过程，均可视为两个信号相乘的过程。
F1496是双平衡四象限模拟乘法器，电路如图4-1所示。
引脚⑧与⑩接输入电压U x，①与④接另一输入电压U y，输出电压U o从引脚⑥与⑿输出。
引脚②与③外接电阻为电流负反馈电阻，可调节乘法器的信号增益，并扩展输入电压U y的线性动态范围。
引脚⒁为负电源（双电源供电时）或接地端（单电源供电时）。
本实验将完成普通调幅和抑制载波调幅的内容。
三.实验设备1. 示波器SS7802A 1台2. 信号源EE1643 1台3. 数字万用表1块4. 高频电路实验板G31块四.实验内容与步骤实验电路如图4-1所示，按图接好电路。
1.载波输入端平衡调节在调制信号输入端IN2输入调制信号UΩ（t），UΩ（t）为f=1KHz幅度为100mV（V P-P）的正弦信号。
将示波器接至OUT处，调节电位器R P2，使示波器上输出的波形幅度最小。
（然后去掉输入信号UΩ）。
2.抑制载波调幅（在载波输入端平衡的状态下进行）1）输入端IN1输入载波信号U C（t），U C（t）为f=465KHz，幅度U C（p-p）=30mv的正弦信号，将示波器接至OUT处。
调节R P1，使输出电压Vo最小。
2）入端IN2输入调制信号UΩ（t），其频率为1KHz，幅度由零逐渐增大，当UΩ（p—p）为几百毫伏时，将出现如图4-2所示的抑制载波的调幅信号。
由于器件内部参数不可能完全对称，致使输出波形出现漏载信号。
可通过调节电位器R P2来改善波形的对称性。
记录波形并测出V O（p-p）值。
7.2模拟乘法器及其应用
uo
（3）模拟乘法器的分类
①利用对数和指数运算实现模拟乘法运算
②利用变跨导式二象限模拟乘法器实现乘法运算
③利用双平衡式四象限模拟乘法器实现乘法运算
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2 利用对数和指数运算实现模拟乘法运算
①利用对数/指数运算构成乘法运算电路
uX
uo1
uo3
对数运算电路1
uo =Kui1ui2
ui1 ui2
uo1
R2 ui1
R1 Rp
﹣ A
﹢
uo
ui2 uo
பைடு நூலகம்
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（3）平方根运算电路
①平方根运算电路
②平方根运算电路
uo1 = Kuo2
uo1
=
-
R2 R1
ui
uo =
- R2 KR1
ui
uo1 = Kuo2
uo =
求和运算电路
指数运算电路
uo
uY 对数运算电路2 uo2
②利用对数/指数运算构成除法运算电路
uX
uo1
uo3
对数运算电路1
减法运算电路
指数运算电路
uo
uY 对数运算电路2 uo2
3 变跨导式二象限模拟乘法器的工作原理
uX 2
=ub'e
uo 2
=-g um b'eRc
uo
=
-
Rc 2UTR
uXuY = KuXuY
＿uo 2
﹣
4 模拟乘法器在运算电路中的基本应用
(1)乘法运算电路
uo =Kui2msin2t
《单片机》模拟乘法器及应用
第6章模拟乘法器及其应用6・1变跨导型模拟乘法器6.2单片模拟乘法器6.3乘法器应用6.1变跨导型模拟乘法器1U T )、、纤1丄2 (2 U 丁丿变跨导型模拟乘法器原理电路如图6-1所示，它是一个具有恒流源的差动放大器，只是厶受输入电压竹控制，约控制V3 管的集电极电流厶，即1o ~式中，A 为V3的跨导。
■i + tk2U T )( 1 \1+丄.生2 U T )上面各式近似条件是1如2内。
差动电路的跨导为_ di c8m_ du x 2U T 2U T这样，差动电路的输出电压为c cl c2乞〜 ---------------Q Irytk2U T° 2U T差动电流■为AR C-^u x u y=A{u x u y冷=g m R c^X作为实用乘法器而言，它存在下列三个问题：(1)由于控制厶的输入电压约必须是单极性的，所以基本电路称作两象限乘法器，即如，约均为正或纵为负、约为正。
如果希望◎纬均可正可负，则就会有更大的实用意义。
为此，必须解决四象限相乘问题。
(2)线性范围太小。
为此，必须引入线性化措施，以扩大线性范围。
(3)相乘增益A】与内有关，即儿与温度有关，需要解决温度引起的不稳定性问题。
6.1.2双差动乘法器R Rc _ + c%+ 6u y—o-\T\T XTHI X34厂6厂L一 仇34‘51 +假定晶体管V]〜V6的特性相同，组成三个差分对管，其中V3, V4和V5、V6组成集电极交叉连接的双差分对，由输入电压棘控制; V], V2组成的差分对由输入电压约控制，并给V3, V4和V5, V6提供电流厶和厶。
根据差动电路的原理，可以列出u1 —2U T( 、 1-加厶I2t/J)‘u 1-th —2U(Ux 2U r %> (6-7)1三5=f1 +1 +也上^I 25丿第宀章集咸栈叙乗诙器及其疹＜ ' 总差动输出电流心为ic =（4 - h = （，3 + J 一 °4 +‘6）输出电皿为娱卫严IE 詮h 益当输入电压足够小，即件竹均小于50mV 时,贝【JI （）R rA .UZ Q —2 U x Uy 二 A U x Uy心斗1UT式中r4[/ —为双差动乘法器的相乘增益;I Q th2U Tth2U T第氏章集战議叙乘诙器及其疹生6.1.3线性化变跨导乘法器:"第耳章集咸模叙乘该器及漠拓L_ “_…-一二—假定V DI ，V D 2及V]A ，V]B 都是匹配的，则预失真网络输出电压％为Av U ^ 1 +U 天—I^DI — U D 2 ~ Tl\B ]—1。
模拟乘法器应用
模拟乘法器应用一、实验目的1、进一步加深对模拟乘法器原理和功能的理解2、学会应用模拟乘法器实现低电平调幅、同步检波、混频、倍频等功能，并学会这些功能二、实验主要仪器和设备直流稳压电源EM1715、高频信号发生器GFG813、低频信号发生器HC9205、示波器HC6504各一台，万用表一块，实验电路板一块。
三、实验原理1、模拟乘法器的应用模拟乘法器由于其相乘功能，因此能实现频谱迁移，在调制与解调，混频和倍频等方面得到广泛应用，其应用原理如下： （1）双边带调制用乘法器实现双边带调制的原理框图如图1所示，图中A M 为乘法器增益，单位为1/V 。
当输入端分别为加入载波信号 u c = U cm coswt 和调制信号u o = U om cos Ωt 时，输出端得到已调信号的双边带信号，即()()[]t t U tt U u u A u ccom c m C M o ΩΩΩΩ-++===ωωωcos coscos cos 21在图5.6所示的实验电路中，是U Ω = 0，只加载信号，调节MC1496（1）脚和（4）脚间的偏置电路使载波输出最小，则加上U Ω信号后， 就可以实现双边带调制。
（2）普通调幅原理框图如图2所示，其输出()()tt m Uu A tU U t U A u U u A ucaQcmMm QcMMQ cMoωωcos cos cos cos 1(ΩΩΩΩ+=+=+=式中UU mQm aΩ=，为调制度。
在图5.6中，调节点位器Rp1给MC1496的（1）、（4）间提供合适的偏置，就可以实现普通调频。
图2 用乘法器实现普通调幅框图u cU Qu Ωu o（3）混频和倍频用乘法器实现混频的原理框图如图3所示。
当两输入端分别为加入信号电压Us =U sm cosw s t 和本振电压U L = U Lm cosw L t ，则输出电流i o 中将含有（ωL+ωS ） 和 (ωL –ωS)分量，通过中心角频率为ωi =ω1–ωs 的带通滤波器除其中的和频分量，则得到输出中频电压u1=u o =U m cos ω1t用乘法器实现倍频的原理框图如图4所示。
模拟乘法器的原理及应用
模拟乘法器的原理及应用1. 引言模拟乘法器是一种电子器件，可以对输入的两个模拟信号进行乘法运算。
它在电子领域中具有广泛的应用，例如在模拟信号处理、功率管理、通信系统等方面。
本文将介绍模拟乘法器的原理和常见的应用场景。
2. 模拟乘法器的原理模拟乘法器的原理基于模拟电路中的乘法运算。
它通常由两个输入端和一个输出端组成。
输入端接收两个模拟信号，输出端输出两个输入信号的乘积。
模拟乘法器的核心部件是乘法单元。
乘法单元通常采用差分放大器、电流镜等元件构成，利用其特性进行模拟信号的乘法运算。
差分放大器可以将输入信号相乘，并输出其结果。
模拟乘法器还可能包含其他辅助元件，例如补偿电路、滤波器等。
补偿电路用于提高乘法器的线性度和带宽，滤波器用于滤除输出信号中的噪声和杂散信号。
3. 模拟乘法器的应用3.1 信号处理模拟乘法器在信号处理领域中有广泛的应用。
它可以用于信号调制、混频、频谱分析等方面。
例如，在无线通信系统中，模拟乘法器可以用于调制信号到指定的载波频率，实现信号的传输和接收。
3.2 功率管理模拟乘法器在功率管理中也扮演重要角色。
例如，它可以用于电源管理芯片中的电压调整功能。
通过控制乘法器的输入信号，可以实现对输入电压的调整和电源效率的优化。
3.3 通信系统在通信系统中，模拟乘法器常用于解调、调制和调节信号功率等功能。
例如，在调制解调器中，模拟乘法器可以将数字信号转换为模拟信号，并通过调制器将其传输到目标设备。
3.4 音频处理模拟乘法器在音频处理中也有一定的应用。
例如，在音频混合器中，模拟乘法器可以将多个音频信号进行混合和调整，实现音频效果的增强和处理。
4. 模拟乘法器的发展趋势随着电子技术的不断发展，模拟乘法器也在不断演进和改进。
在新一代模拟乘法器中，更加关注功耗和带宽的优化。
同时，模拟乘法器的精度和速度也在不断提高。
5. 结论模拟乘法器是一种重要的电子器件，具有广泛的应用领域。
本文介绍了模拟乘法器的原理和常见的应用场景。
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第6章 模拟乘法器及其应用 章
6.1 变跨导型模拟乘法器 6.2 单片模拟乘法器 6.3 乘法器应用
第六章 集成模拟乘法器及其应用
6.1 变跨导型模拟乘法器 6.1.1 原理电路
i c1 Rc uz Io Rc i c2 V2
＋Ec
＋
ux
V1 u BE1 － V3 uy
－ uz ＋ i3
i4
B
Rc
iB
＋
u x′
i 3A
B
i 4A
V4A
V3B V4B i 2A i ∑B V2B
－
＋
ux
V1A
i 1A Ix V1B Rx
i 1B
＋
uy
＋
u BE
V2A
Iy Ry Ioy
＋ －
u BE
－
Iox
－
Iox
－
Ioy
图 6-3 线性化变跨导乘法器
－Ee
第六章 集成模拟乘法器及其应用
第六章 集成模拟乘法器及其应用
(5) 电阻R1
R1 ≤
Ec − ( u x max + 2.7) 2 I ox
32 − 12.7 = = 9.65kΩ 2 ×1
取标称值R1=9.1k 。
第六章 集成模拟乘法器及其应用
6.2.2 相乘误差与调零
因为乘法器有两个输入端，因此必定存在两个输入失调电 压，x通道输入端失调电压记为Uxos，y通道输入失调电压为Uyos ， 相乘增益也会产生误差，记为∆A。除此之外，各种非线性因素 造成误差电压为N(Ux, Uy)。这样，乘法器输出电压可以写成
9
10 13
500 Ω
500 Ω
500 Ω
500 Ω
图 6-4 BG314内部电路
7
第六章 集成模拟乘法器及其应用
＋Ec
R1 1 2 Rc 14 Rc
＋
uz
－
5
＋
ux
4 8 9 12
Rx BG314 6 10 Ry 3 R3 7 13 11
－ －
uy
＋
R13
－Ee
图 6-5 BG314外接电路
第六章 集成模拟乘法器及其应用
＋
－ u BE2
＋
－ ＋ －
Re
图 6-1 变跨导型模拟乘法器基本电路
第六章 集成模拟乘法器及其应用
变跨导型模拟乘法器原理电路如图 6-1 所示，它是一个具 有恒流源的差动放大器，只是I0受输入电压uy控制，uy控制V3 管的集电极电流I0，即
I 0 = Au y
式中，A为V3的跨导。
ux 1 + th ic1 = 2 2U T ux 1 + th ic 2 = 2 2U T
取标称值Rc=11 k 。
第六章 集成模拟乘法器及其应用
(4) 正电源Ec当输入电压uy的正向摆幅要求为+10V时，y 通道输入级差分对管V9, V10和V14, V15的集电极电位需 12V，以 免管子进入饱和区。于是，V7, V8, V12, V13的基极电位为 12.7V， 它们的集电极电位应比基极电位高 2V，即 14.7V。由于考虑到 连接的方便，当A=0.1V-1 时，输入电压最大值为10V，所以相 乘器输出电压要求有 10V的摆幅。因为乘法器系双端输出，所 以V7, V12和V8, V13集电极电位应有14.7+10/2=19.7 V。另外，取 Ioy=1 mA时，在负载电阻Rc(11 k )上将有11 V压降。这样，需 选用正电源Ec≥(19.7+11)=30.7V， 故确定Ec=32 V。
第六章 集成模拟乘法器及其应用
(2) 负反馈电阻Rx和Ry
Rx max 3 × 10 Rx ≥ = = 15kΩ 2 2 ×1 I ox 3
取Rx=Ry=15k 。
第六章 集成模拟乘法器及其应用
(3) 负载电阻 c 负载电阻R 当取A=0.1V-1时，则
1 Rc = AI ox Rx R y = 11.25kΩ 2
Ec − 2 I ox R1 ≥ u x max + 2.7
Ec − ( u x ) max + 2.7 15 − 7.7 R1 ≤ = = 3.65kΩ 2 I ox 2
第六章 集成模拟乘法器及其应用
（5） 线性动态范围的核算 ） 由于两个恒流源中各晶体管基极电压为
U 3 = U13 = −15 + 1 × 0.5 + 0.7 = −13.8V
由此可知，为保证恒流源各管工作在放大区，乘法器两个 输入电压的最大负向摆幅可以超过 -5 V， 甚至达到-10V也不会 使恒流管饱和。
第六章 集成模拟乘法器及其应用
例6–2 若要求输入电压ux和uy的最大动态范围为±10V， 试 计算各外接元件值并确定电源电压。 解： (1) 偏置电阻R3和R13 由上例计算可知，采用Ee=15V时，输入电压的负向摆幅可 达-10V，于是仍取Ee=15V，R3和R13均为13.8k ，可由10k 电阻 与 6.8k 电位器串联而成。
' 假定VD1, VD2及V1A, V1B都是匹配的，则预失真网络输出电压 u x为
ux 1+ i1 A I ox Rx ' u x = uD1 − uD 2 = U T 1n = U T 1n ux i1B 1− I ox Rx 式中 ux i1 A ≈ I ox + Rx ux i1B ≈ I ox − Rx
第六章 集成模拟乘法器及其应用
总差动输出电流ic为
ic = i A − iB = (i3 + i5 ) − (i4 + i6 )
ux ux ux = ( I 1− I 2 )th = I 0th th 2U T 2U T 2U T ux ux 输出电压uZ为 u = i R = I R th th z c c 0 c 2U T 2U T
u x max < I ox Rx
第六章 集成模拟乘法器及其应用
6.2 单片模拟乘法器
6.2.1 电路组成与工作原理
1 VD1 VD2 14 2
V7 V9 V10 4k 4k 6 11 3 VD3
V8
V12
V13
V1 4 4k 5 Iox 500 Ω 7 V5 V6 Iox V2 V3
V4
8
12
V15 V14 4k V11 V16 VD4 500 Ω
上面各式近似条件是|ux|2UT。 差动电路的跨导为
dic I0 A gm = = = dux 2U T 2U T
这样，差动电路的输出电压uz为
ARC uz = g m Rc ux = u x u y = A1ux u y 2U T
第六章 集成模拟乘法器及其应用
作为实用乘法器而言 ，它存在下列三个问题： (1) 由于控制I0的输入电压uy必须是单极性的，所以基本电 路称作两象限乘法器，即ux, uy均为正或ux为负、uy为正。如果 希望ux, uy均可正可负，则就会有更大的实用意义。为此，必须 解决四象限相乘问题。 (2) 线性范围太小。为此，必须引入线性化措施，以扩大 线性范围。 (3) 相乘增益A1 与UT有关，即A1 与温度有关，需要解决温 度引起的不稳定性问题。
第六章 集成模拟乘法器及其应用
(3) 负载电阻Rc
1 1 Rc = AI ox Rx R y = × 0.1 × 1 × 8.22 = 3.36kΩ 2 2
取标称值Rc=3.3 k 。
第六章 集成模拟乘法器及其应用
(4) 电阻R1 为保证输入级差分对管工作于线性放大区，它 们的集电极电压应比|ux|max 高于 1~2V (一般取 2 V)，又考虑到 VD1, VD2 导通电压为 0.7 V，因此“1”端电位应等于或大于 (|ux|max+2+0.7)V，即
第六章 集成模拟乘法器及其应用
6.1.2 双差动乘法器
iA i3 Rc
＋Ec
－ u ＋ z
i4 i5 V5 V4
Rc
iB
＋
ux
V3
V6
－
I1 I2 V1 V2
＋ －
uy
I0
图 6-2 双差动乘法器
第六章 集成模拟乘法器及其应用
uy I0 I1 = 1 + th 2 2U T I2 =
1 I ox − ix ≥ I ox 3
或
1 I oy − i y ≥ I oy 3 2 i y ≤ I oy 3
2 ix ≤ I ox 3
当Iox=Ioy=1 mA时，有
u x max 5 Rx = = = 7.5kΩ 2 2 I ox 3 3
因为负反馈电阻并不要求高精度，适当偏大些有利于线性， 因此可取电阻标称值Rx=Ry=8.2 k 。
第六章 集成模拟乘法器及其应用
利用反双曲线正切函数与对数之间关系， 即
1 1+ t 1n = arctht 2 1− t ' ux ' u x = 2uT arcth I ox Rx
仿照双差动乘法器中式(6-7)，可得
u i3 A − i3 B = i2 Ath 2U T ' ux i4 A − i4 B = i2 B th 2U T
' x
第六章 集成模拟乘法器及其应用
i2 A
i2 B
uy ≈ I oy + Ry uy ≈ I oy − Ry
uz = [(i3 A + i4 B ) − (i3 A + i4 A )]Rc = 2 Rcu y Ry u th 2U T
' x
第六章 集成模拟乘法器及其应用