模拟电子技术基础.pptx

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1、模拟电子技术基础安徽理工大学电气工程系主讲：黄友锐第二十讲19.1模拟乘法器的基本原理19.2模拟乘法器的应用19模拟乘法器及其应用（简介）乘法器是又一种广泛使用的模拟集成电路，它可以实现乘、除、开方、乘方、调幅等功能，广泛应用于模拟运算、通信、测控系统、电气测量和医疗仪器等许多领域。19.1模拟乘法器的基本原理19.1.1模拟乘法器的基本原理19.1.2变跨导型模拟乘法器19.1.1模拟乘法器电路的基本原理模拟乘法器是一种能实现模拟量相乘的集成电路，设vO和vX、vY分别为输出和两路输入其中K为比例

2、因子，具有的量纲。模拟乘法器的电路符号如图19.01所示。图19.01模拟乘法器符号图19.02模拟乘法器原理图如果能用vy去控制IE，即实现IEvy。vO就基本上与两输入电压之积成比例。于是实现两模拟量相乘的电路构思，如图19.02所示。对于差动放大电路，输出电压为19.1.2变跨导型模拟乘法器根据图19.02的原理可以制成所谓变跨导模拟乘法器。在推导高频微变等效电路时，将放大电路的增益写成为：只不过在式中的gm是固定的。而图19.02中如果gm是可变的，受一个输入信号的控制，那该电路就是变跨导模

3、拟乘法器。由于IEvY，而IEgm，所以vYgm。输出电压为：由于图19.02的电路，对非线性失真等因素没有考虑，相乘的效果不好。实际的变跨导模拟乘法器的主要电路环节如图19.03所示。图19.03变跨导模拟乘法器19.1.3对数反对数型模拟乘法器根据两数相乘的对数等于两数的对数之和的原理，因此可以用对数放大器、反对数放大器和加法器来实现模拟量的相乘。方框图如图19.04所示。图19.04对数型模拟乘法器19.1.4集成模拟乘法器的主要参数模拟乘法器的主要参数与运放有许多相似之处，分为直流参数和

4、交流参数两大类。(1)输出失调电压当时，不等于零的数值。(2)满量程总误差当时，实际的输出与理想输出的最大相对偏差的百分数。(3)馈通误差当模拟乘法器有一个输入端等于零，另一个输入端加规定幅值的信号，输出不为零的数值。当，为规定值，,称为Y通道馈通误差；当,为规定值，，称为X通道馈通误差。(4)非线性误差模拟乘法器的实际输出与理想输出之间的最大偏差占理想输出最大幅值的百分比。(5)小信号带宽BW随着信号频率的增加，乘法器的输出下降到低频时的0.707倍处所对应的频率。(6)转换速率将乘法器接成单位增益

5、放大器，输出电压对大信号方波输入的响应速率。与运放中该参数相似。19.1.5集成模拟乘法器现在有多种模拟乘法器的产品可供选用，表中给出了几个例子。集成模拟乘法器使用时，在它的外围还需要有一些元件支持。早期的模拟乘法器，外围元件很多，使用不便，后期的模拟乘法器外围元件就很少了。参数型号满量程精度（%）温度系数(%/℃)满量程非线性X:%满量程非线性Y:%小信号带宽(MHz)电源电压V工作温度范围℃F149515950.750.510.52133-15,32-15,320～70-55～125AD532JK

6、S2110.040.030.040.80.50.50.30.20.2111±10～±180～70O～70-55～125AD539JK213030±4.～±16.50～70O～7019.2模拟乘法器的应用19.2.1乘积和乘方运算19.2.2除法运算电路19.2.3开平方运算电路19.2.4开立方运算电路19.2.1乘积和乘方运算电路(1)相乘运算模拟乘法运算电路如图19.05所示。图19.05模拟相乘器图19.06平方运算电路图19.07立方运算电路(2)乘方和立方运算将相乘运算电路的两个输入端并联在

7、一起就是乘方运算电路，电路如图19.06所示。立方运算电路如图19.07所示。19.2.2除法运算电路除法运算电路如图19.08所示，它是由一个运算放大器和一个模拟乘法器组合而成的。根据运放虚断的特性，有：图19.08除法运算电路如果令K=R2/R1，则19.2.3开平方运算电路图19.09为开平方运算电路，根据电路有)(1X12OvRRKv-=所以有显然，vO是-vI平方根。因此只有当vI为负值时才能开平方，也就是说vI为负值电路才能实现负反馈的闭环。图中的二极管即为保证这一点而接入的。图19.09

8、开平方电路19.2.4开立方运算电路图19.10是开立方运算电路，根据图中关系有:图19.10开立方电路当vI为正值时，vO为负值，当vI为负值时，vO为正值。模拟乘法器还有许多应用，在调制解调中将进一步介绍。20调制解调与锁相环20.1调制与解调20.2锁相环(PLL)（简介）20.1调制与解调（简介）脉冲宽度调制调幅信号的解调调幅信号中各分量的功率调幅信号的频带调制与解调的基本概念20.1.120.1.220.1.320.1.420.1.520.1.