模拟乘法器及其应用
《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。
实验四. 模拟乘法器应用实验
率变化又正比于调制信号，从而有输出电压正 比于调制电压，实现了鉴频作用，即有： u0(t)=K’’ uΩ(t)
模拟乘法器应用设计举例
模拟乘法器应用设计包括：
a. 模拟乘法器静态偏置的确定。
b.完成各种应用电路的设偏置电压的设置原则应保证每个晶体管工 作在放大状态。对于图3所示的内部电路，应 用时静压应满足下列关系，即U8=U10，U1=U4， U于6=或U1等2，于另2V外，晶小体于管或的等集于、最基大极允间许的工电作压电应压大，
2ωc 成 分 及 2ωc+Ω,2ωc,Ω 等 成 分 ， 只 要 通 过低通滤波器便可以得到只有Ω成分的调制信 号，从而完成了检波作用。
图10.同步检波的实现框图如下：
6.鉴相：所谓鉴相就是相位检波，用以比较两相 同频率的信号的相位差，原理框图如图11所示。
图11.鉴相器实现框图如下：
ux=ui=Uicosωit uy=KUicos(ωit+φ)
模拟乘法器应用电路二：鉴频器
2.如何用模拟乘法器实现自动增益控制？ 3.平衡调制过程中会出现哪几种不正常的波形？
试分析原因。 4.调幅时出现的过调制波形如何？原因是？用
实验说明。
整理所测数据及波形，认真分析各种频率变 换，用坐标纸画出所测波形，写出规范的实验 报告，并谈谈自己的体会。
实验说明及思路提示
实验四. 模拟乘法器应用实验
模拟乘法器是一种利用晶体管的非线性特性，经过 电路上巧妙安排，在输出中把两路输入信号抵消掉 仅保留由非线性产生的两路输入信号的乘积项，从 而获得良好的乘积特性的集成器件。其用途广泛， 除用于各种频率变换：如平衡调制、混频、倍频、 同步检波、鉴频、鉴相、自动增益控制等电路外， 还可与放大器结合完成许多数学运算。常用的模拟 乘法器有双差分模拟乘法器MC1496、MC1596， 四象限模拟乘法器BG314及超高频四象限乘法器 A0834等。
模拟乘法器及其应用
ωs >> Ω
UΩm 调 系 ： = 幅 数 m Usm
调 波 uo =Usm ( + mcosΩ )cosωst 幅 ： 1 t
=Usm cosωst + m sm cosΩ cosωst U t 1 =Usm cosωst + m sm cos( s +Ω t U ) ω 2 1 + m sm cos( s −Ω t U ω ) 2
2 2
1 = KU 2 1 u o = KU 2
Sm
(1 + cos 2 ω s t ) cos 2 ω s t
2 Sm
§4 其他应用
ui E x y K
uo
可控增益 放大器
uo = (K )ui E
绝对值电路
ui x y -K
uo
A
uo'
压控方波三角 波发生器
C Uc
UZ
uo1 = ± KU CU Z 可改变积分电容的充放电速率， 从而通过模拟乘法器实现频率可调
若 通 波 中 频 为 l −ωs， 宽 于 Ω 带 滤 器 心 率 ω 带 大 2 ， 1 则 uo = K SmULm (1+mcosΩ )cos(ωl −ωs )t 有 U t 2
五 倍频
us
x y K
' uo
uo
高通滤波器
us = U
'
Sm
cos ω s t
2 Sm
u o = KU
cos ω s t
uo ' = KuiuR = KUsmURm (1+ mcosΩt) cos2 ωst 1 1 = KUsmURm (1+ mcosΩt)( + cos2ωst) 2 2 1 1 1 = KUsmURm (1+ cos2ωst + mcosΩt + mcosΩt cos2ωst) 2 2 2 1 1 = KUsmURm[1+ cos2ωst + mcosΩt 2 2 1 1 + mcos(2ωs + Ω)t + mcos(2ωs − Ω)t] 4 4
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
模拟乘法器及其在运算电路中的应用
加 法 运 算
k2k1ln(uxuy)
k3k2k1(uxuy) 反对数运算电路
uo
对数反对数型模拟乘法器
uO Kuxuy
比例因子 K k1k2 k3
9.4.3 模拟乘法器的应用
1. 乘法运算
ux U1 cos(1t 1 )
uO = Ku X uY
K ux uy uo
uy U 2 cos(2t 2 )
模拟乘法器的工作区域
ui
Kxy
x y
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
KU1U2 uo = cos cos 1 2 t 1 2 1 2 t 1 2 2
接入低通滤波器，抑制高频分量
1 2
1 uo KU1U 2 cos 1 2 2
2. 除法运算
Kuy
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
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。
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
模拟乘法器AD834的原理与应用
模拟乘法器AD834的原理与应用1.AD834的主要特性AD834是美国ADI公司推出的宽频带、四象限、高性能乘法器，其主要特性如下：●带符号差分输入方式，输出按四象限乘法结果表示；输出端为集电极开路差分电流结构，可以保证宽频率响应特性；当两输入X=Y=±1V时，输出电流为±4mA；●频率响应范围为DC～500MHz；●乘方计算误差小于0.5％;●工作稳定，受温度、电源电压波动的影响小；●低失真，在输入为0dB时，失真小于0.05％；●低功耗，在±5V供电条件下，功耗为280mW；●对直通信号的衰减大于65dB；●采用8脚DIP和SOIC封装形式。
2.AD834的工作原理AD834的引脚排列如图1所示。
它有三个差分信号端口：电压输入端口X=X1－X2和Y=Y1－Y2，电流输出端口W=W1－W2；W1、W2的静态电流均为8.5mA。
在芯片内部，输入电压先转换为差分电流(V－I转换电阻约为280Ω),目的是降低噪声和漂移；然而，输入电压较低时将导致V－I转换线性度变差，为此芯片内含失真校正电路，以改善小信号V－I转换时的线性特性。
电流放大器用于对乘法运算电路输出的电流进行放大，然后以差分电流形式输出。
AD834的传递函数为：W=4XY (X、Y的单位为伏特，W的单位为mA)3.应用考虑3.1 输入端连接尽管AD834的输入电阻较高(20kΩ)，但输入端仍有45μA的偏置电流。
当输入采用单端方式时，假如信号源的内阻为50Ω，就会在输入端产生1.125mV的失调电压。
为消除该失调电压，可在另一输入端到地之间接一个与信号源内阻等值的电阻，或加一个大小、极性可调的直流电压，以使差分输入端的静态电压相等；此外，在单端输入方式下，最好使用远离输出端的X2、Y1作为输入端，以减小输入直接耦合到输出的直通分量。
应当注意的是，当输入差分电压超过AD834的限幅电平(±1.3V)时，系统将会出现较大的失真。
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。
第21讲 集成模拟乘法器及其应用电路
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7.2
一、概述
集成模拟乘法器
1、定义： 模拟乘法器是实现两个模拟量（电压或 电流）相乘作用的非线性器件。
模拟乘法器一般有两个输入端和一个输出端，是一个三端 口的非线性有源器件。有同相模拟乘法器和反相模拟乘法器两 种。
2、分类 同相乘法器 uo kuX uY 反相乘法器 uo kuX uY
1 其中，K为正数，称为增益系数，单位为 V
。
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3、集成模拟乘法器功能符号如图所示。
(a)同相乘法器
(b)反相乘法器
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根据两个输入信号的极性可以将模拟乘法器分为：
四象限乘法器、两象限乘法器、单象限乘法器
理想模拟乘法器应具备以下条件： 1、输入阻抗为无穷大 2、输出阻抗为0 3、k值不随信号的幅值和频率而变化 4、小信号带宽为无限 5、当ux或uy为0时，uo为0，电路没有失调电 压、电流和噪声。 在以后的分析计算乘法器应用电路中，均按理想模拟乘 法器处理。
因为运放的“-”端是虚地, 并且 i
0 , 所以
ui1 uo1 0 R1 R2
uo1 kui 2uO
R2 ui1 uO kR1 ui 2
正确地选取R1与R2的值, 使R2/R1=k, 则
ui1 uO ui 2
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（2）同相除法运算
ui1
uo1
kuX uY
ui 2
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（3）开平方运算
kuX uY
uo1
u X uY uo
ui
(ui 0)
当ui>o时，可采用反相乘法器。
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I0
ux 2UT
上面各式近似条件是|ux|2UT。
差动电路的跨导为
gm
dic dux
I0 2UT
A 2UT
这样，差动电路的输出电压uz为
ARC
u g R u u u A u u z
m cx
xy
1x y
2U http://www.elecfans.cTom/ 电子发烧
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第六章 集成模拟乘法器及其应用
6.1.3 线性化变跨导乘法器
R1 V1
VD1
＋
V1A
ux －
VD2
＋ u－x′
i1A
i1B
Ix V1B
Rx
iA V3A
Rc
－ uzi3 ＋
Rc
B
i4
i3A
B
i4A
V3B V4B
＋Ec iB
V4A
i2A
＋
＋ V2A
uy uBE
－
－
i∑B
Iy
V2B
＋
Ry
uBE －
Iox
th
ux 2UT
当输入电压足够小，即ux, uy均小于 50mV时，则
A' 4IURT2u 2IURT2 u u A' u u 式中，
0c
z
xy
xy
0c
为双差动乘法器的相乘增益。 / 电子发烧 友 电子技术 论坛
2
1
th
ux 2UT
I0 2
1
1 2
ux UT
/ 电子发烧
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第六章 集成模拟乘法器及其应用
差动电流ic为
ic
ic1 ic2
I0th
ux 2UT
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
I0 Au y
式中，A为V3的跨导。
ic1
I0
2
1
th
ux 2UT
I0 2
1
1 2
ux UT
ห้องสมุดไป่ตู้
ic2
I0
(6-7)
uy控制，并给V3, V4和V5, V6提供 电流I1和I2。
I4
I1 2
1 th
ux 2UT
根据差动电路的原理， 可以 列出
I5
I2 2
1 th
ux 2UT
I / 电子发烧 2 I 友 电子6 技术
－＋ uz
Rc iB
i3
i4 i5
V3 V4
V5 V6
I1 V1
I2 V2
I0
/ 电子发烧
图友 ht6tp-:/2/bb双s.ele差论cfa坛n动s.co乘m 电法子技器术
第六章 集成模拟乘法器及其应用
I1
I0 2
1 th
uy 2UT
2 论坛
1
th
ux 2UT
第六章 集成模拟乘法器及其应用
总差动输出电流ic为
ic iA iB (i3 i5) (i4 i6 )
(
I
1
I
2
)th
ux 2UT
I0th
ux 2UT
th ux 2UT
输出电压uZ为
uz
icRc
I
0
Rcth
ux 2UT
Iox
Ioy
Ioy
/ 电子发烧
图友6-h3ttp:线//bbs性.ele论c化fa坛ns变.com跨电导子技乘术 法器
－Ee
第六章 集成模拟乘法器及其应用
假定VD1,
VD2及V1A,
V1B都是匹配的，则预失真网络输出电压 u
'为
x
1 ux
ux'
uD1 uD2
利用反双曲线正切函数与对数之间关系， 即
1 1n 1 t arctht 2 1t
ux'
2uT arcth
ux' Iox Rx
仿照双差动乘法器中式(6-7)，可得
i3 A
i3B
i2 Ath
ux' 2UT
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第六章 集成模拟乘法器及其应用
作为实用乘法器而言 ，
(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。
U
T
1n
i1A i1B
UT 1n 1
Iox Rx ux
Iox Rx
式中
i1A
Iox
ux Rx
u x
i I 1B
ox
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第六章 集成模拟乘法器及其应用
(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。
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第六章 集成模拟乘法器及其应用
6.1.2 双差动乘法器
＋Ec
＋ ux
－
＋ uy
－
iA Rc
6.1.1 原理电路
＋ ux
－ ＋
uy －
＋Ec
ic1 Rc Rc ic2
V1 ＋ uBE1 －
uz
V2
＋
－uBE2 Io
V3
Re
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图 6-1 变友跨ht导tp://b型bs.e模lecf拟ans.c乘om法电子器技术基本电路 论坛
第六章 集成模拟乘法器及其应用
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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
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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
假 定 晶 体 管 V1~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
I2
I0 2
1 th
uy 2UT
的双差分对，由输入电压ux控制； V1, V2组成的差分对由输入电压
I3
I1 2
1
th
ux 2UT