乘法器應(yīng)用電路

1、第6章集成模擬乘法器及其應(yīng)用6、1集成模擬乘法器教學(xué)要求：1、掌握集成模擬乘法器得基本工作原理；2、理解變跨導(dǎo)模擬乘法器得基本原理；3、了解單片集成模擬乘法器得外部管腳排列及外接電路特點(diǎn)一、集成模擬乘法器得工作原理（一）模擬乘法器得基本特性模擬乘法器就是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬量相乘功能得器件，理想乘法器得輸出電壓與同一時(shí)刻兩個(gè)輸入電壓瞬時(shí)值得乘積成正比，而且輸入電壓得波形、幅度、極性與頻率可以就是任意得。其符號(hào)如下圖所示，K為乘法器得增益系數(shù)。1、模擬乘法器得類型模擬乘法器電箔符號(hào)真增益系數(shù)單象限乘法器一對(duì)兩個(gè)輸入電壓都只能適應(yīng)一種極性,即皆為固定極性。二象限乘法器一只對(duì)一個(gè)輸入電壓能適應(yīng)正、負(fù)極性，加

2、時(shí)另一個(gè)輸入電壓只能適應(yīng)一種極性.四象限乘法罌一能夠適應(yīng)兩個(gè)輸入電壓四種極性組合的乘法器.理想乘法器一對(duì)輸入電壓沒有限制，ux=0或uy=0時(shí)，uO=0,輸入電壓得波形、幅度、極性與頻率可以就是任意得。實(shí)際乘法器一ux=0,uy=。時(shí)，uO10,此時(shí)得輸出電壓稱為輸出輸出失調(diào)電壓。ux=0,uy10（或uy=°，ux1。）時(shí)，uO1。，這就是由于uy（ux）信號(hào)直接流通到輸出端而形成得，此時(shí)得輸出電壓為uy（ux）得輸出饋通電壓。（二）變跨導(dǎo)模擬乘法器得基本工作原理變跨導(dǎo)模擬乘法器就是在帶電流源差分放大電路得基礎(chǔ)上發(fā)展起來得，其基本原理電路如下圖所示。Rr"0=九r%=%甘

3、+（1+刃）了工二戶如.«s，旦紜靠2(1+/?)(7t'叫x當(dāng) My > “BE3 時(shí)，fC3 =”，Re%=2霽“m電E*Rqk=26在室溫下，K為常數(shù)，可見輸出電壓UO與輸入電壓uy、葭得乘積成正比，所以差分放大電路具有乘法功能。但火必須為正才能正常工作，故為二象限乘法器。當(dāng)Uy較小時(shí)，相乘結(jié)果誤差較大，因IC3隨UY而變，其比值為電導(dǎo)量，稱變跨導(dǎo)乘法器、二、單片集成模擬乘法器實(shí)用變跨導(dǎo)模擬乘法器由兩個(gè)具有壓控電流源得差分電路組成，稱為雙差分對(duì)模擬乘法器，也稱為雙平衡模擬乘法器。屬于這一類得單片集成模擬乘法器有MC1496MC159冷。MC1496內(nèi)部電路如下圖所

4、示。%、刈、v5擬乘法器5%V6一乘解電V”%流源電路號(hào)、外、網(wǎng)7流源基4%、%755%引入負(fù)反饋，擴(kuò)大的的綾性動(dòng)態(tài)范圍Rc%=a"與%=Kyv錨系數(shù)K二工具中，44以/Q26mV)y-匕網(wǎng)沁仕網(wǎng)22平方運(yùn)算電解距0 = K（叫廠除法運(yùn)算電路由集成運(yùn)放與模擬乘法器組成，除法運(yùn)算電路如上圖所示。當(dāng)6、2集成模擬乘法器得應(yīng)用教學(xué)要求：1、掌握集成模擬乘法器得基本運(yùn)算電路;2、理解倍頻、混頻與鑒相電路得特點(diǎn)；3、掌握調(diào)幅與解調(diào)得原理。一、基本運(yùn)算電路1、平方運(yùn)算將模擬乘法器得兩個(gè)輸入端輸入相同得信號(hào)，平方運(yùn)算電路如下圖所示:由模擬乘法器可得"=-AhoR】由“虛短和虛斷"

5、;可得2L-此R二一紊0R即也二_右叫品的HQ-LKR也條件：%與,必須反相（保證負(fù)反假）2、除法運(yùn)算器u1>0時(shí)，uO<0,為使u3<0,貝Uu2>0;當(dāng)u1<0時(shí)，uO>0,為使u3>0,貝Uu2>0。3、平方根運(yùn)算證節(jié)直流電壓仃額，平方根運(yùn)算電路壓控增益電路則調(diào)節(jié)電路增益4、壓控增益改變直流電壓Uxq得大小，就可以調(diào)節(jié)電路得增益。二、倍頻、混頻與鑒相1、倍頻電路當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)為同頻率得信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)兩倍頻作用。如下圖所示。倍頻電路%=K(叫了jfj=1公costcat經(jīng)電容隔直:.= - AUco$2ar，Uq=K(U&cosr)工K

6、U2mt(l+cos2&f)2、混頻電路模擬乘法器得輸出為兩個(gè)輸入信號(hào)得與頻與差頻信號(hào)，即實(shí)現(xiàn)了混頻作用，若用濾波器取出與頻（信或差頻）號(hào)輸出，就稱為混頻，電路如下圖所示。“。二.。心=T煙丐"C儂區(qū)-叼川£和頻差題3、鑒相電路30° )鑒相電路用來比較兩個(gè)輸入信號(hào)得相位差，即它得輸出電壓與兩輸入信號(hào)之間得相位差成正比，用模擬乘法器構(gòu)成得鑒相電路如下圖所示。作出Uo與6得關(guān)系曲線稱為鑒相特性曲線，當(dāng)|61W0、5rad時(shí)，sin巾巾，鑒相特性接近于線性。久=心血（十物胡正神相特性K=鬣1Mlim+向uzKILt疝立的十列十疝財(cái)經(jīng)低通濾波器謔出高版分量得二M

7、產(chǎn)二4RQ3一曲中二Em滔m*«KmP9«建1m11三、調(diào)幅與解調(diào)（一）信息傳輸?shù)没靖拍?、對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行調(diào)制得原因?yàn)?0、1 6 kHz。設(shè) f = 1 kHz（1）根據(jù)電磁波理論，天線尺寸大于信號(hào)波長(zhǎng)得十分之一，信號(hào)才能有效發(fā)射。如聲音信號(hào)得頻率范圍入=C/?=3X108/103=3X105（m）,顯然，低頻信號(hào)直接發(fā)射就是不現(xiàn)實(shí)得。（2）使接收者能區(qū)分不同信號(hào)。2、調(diào)制與解調(diào)調(diào)制（Modulation）一將低頻信號(hào)裝載于高頻信號(hào)。解調(diào)（Demodulation）將已調(diào)信號(hào)還原為低頻信號(hào)。3、調(diào)制（解調(diào)）得方式調(diào)幅AM（檢波）、調(diào)頻FM（鑒頻）、調(diào)相PM（鑒相）4、信

8、息傳輸系統(tǒng)單頻調(diào)制時(shí)調(diào)幅疲寂形（a J保頸信考（b） 信號(hào)（c）已信息傳輸系統(tǒng)（二）調(diào)幅原理用低頻信號(hào)去改變高頻信號(hào)得幅度，稱為調(diào)幅。經(jīng)調(diào)幅后得高頻信號(hào)稱調(diào)幅信號(hào)，把沒有調(diào)幅得等幅高頻信號(hào)稱為載波信號(hào)，它就是運(yùn)載低頻信號(hào)得工具。1、單頻調(diào)制波形二0Cl宜=Jc。&如月W.c。&如己調(diào)波掘幅為：cm+唧COS。'已調(diào)波為；u（f）-（匕二+AJ70mcosQt）cos。尸、aLjm/c2、采用乘法器實(shí)現(xiàn)調(diào)幅采用模擬乘法器構(gòu)成得調(diào)幅電路如下圖所示。調(diào)幅系數(shù)表示載波受低頻信號(hào)控制得程度，為了不產(chǎn)生調(diào)幅失真，要求Uyq皂LU。低頻波信號(hào)高頻信號(hào)調(diào)幅系數(shù)固定的直流電源Y=Ug+a

9、c,%=Kuxuyit-K(CV-.±Ucos£?r)t-cos®ioIQOn*cmcr/=Jktvn(l+cos/2/)Ccosw(工丫Fr*El«ic41VQ=KUVf.U(1+urcos<2f)cos®f¥Qrm，azc4=bm(l+MC0£aGe&"=Cm£0馥M+!"iamC0*g4+如+界%GmgSQ-QE3、調(diào)幅波（已調(diào)波）頻譜下邊頻載頻上邊頻調(diào)幅波頻譜口="m。5+1加夕cos（fflc+Q）?8W3-Q）/載被本身不包含信息4、雙邊帶調(diào)幅與單邊帶調(diào)幅由于

10、載波本身不包含信息，為了提高設(shè)備得功率利用率，可以不傳送載波而只傳送兩個(gè)邊帶信號(hào)，這種調(diào)制方式稱為抑制載波雙邊帶調(diào)幅，簡(jiǎn)稱雙邊調(diào)幅，用DSB表示。由于上、下邊頻帶中得任何一個(gè)邊頻帶以及功能包含調(diào)制信號(hào)得全部信息，因此為了節(jié)省占有得頻帶、提高波段利用率，可以只傳送兩個(gè)邊帶信號(hào)中得任何一個(gè)，稱為抑制載波單邊帶調(diào)幅，簡(jiǎn)稱單邊調(diào)幅，用SSB表示。雙辿帶(DSE)調(diào)幅=Kn/c=刖cosQ/cosft)/=y以/4匕下曲8式/+Q)t+co式仁-Q)7單邊帶(格B)調(diào)幅學(xué)題=2aJ晨c°s十t&E二十4仃口/cos(找_Q)f同步檢波電路框圖（三）采用乘法器實(shí)現(xiàn)解調(diào)（檢波）調(diào)幅波得解調(diào)又稱幅度檢波，簡(jiǎn)稱檢波，它就是調(diào)幅得反過程。mL'cosq/同步信號(hào)（q=8、若要解調(diào)的為雙邊帶信號(hào)：=KU.coscotcosQfu=Kuut=KUUrmcoscoctcosCltcoscotf=gKU.UmcosC”+寺KI'.UrmcosCltcosIcot2imrm2imrmc原調(diào)制信號(hào)高頻分量，濾除M若要解調(diào)的為單邊帶信號(hào)：/=KC1cos(c+Q)，”。二月44二KILUtmcos(coc+0)rcos(oct=KU.LJcosClt+1AZ