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的基本工作原理；2.理解變跨導(dǎo)模擬乘法器的基本原理；3.了解單片集成模擬乘法器的外部管腳排列及外接電路特點(diǎn)。一、集成模擬乘法器的工作原理（一）模擬乘法器的基本特性模擬乘法器是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬量相乘功能的器件，理想乘法器的輸出電壓與同一時(shí)刻兩個(gè)輸入電壓瞬時(shí)值的乘積成正比，而且輸入電壓的波形、幅度、極性和頻率可以是任意的。其符號(hào)如下圖所示，K為乘法器的增益系數(shù)。1.模擬乘法器的類型理想乘法器對(duì)輸入電壓沒(méi)有限制，ux= 0 或 uy = 0 時(shí)，uO = 0，輸入電壓的波形、幅度、極性和頻率可以是任意的 。實(shí)際乘法器ux

2、= 0 ， uy = 0 時(shí)，uO 0，此時(shí)的輸出電壓稱為輸出輸出失調(diào)電壓。ux= 0，uy 0 （或 uy = 0，ux 0）時(shí)，uO 0，這是由于uy（ux ）信號(hào)直接流通到輸出端而形成的，此時(shí) 的輸出電壓為uy（ux ）的輸出饋通電壓。（二）變跨導(dǎo)模擬乘法器的基本工作原理 變跨導(dǎo)模擬乘法器是在帶電流源差分放大電路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其基本原理電路如下圖所示。在室溫下，K為常數(shù)，可見(jiàn)輸出電壓uO與輸入電壓uy、ux的乘積成正比，所以差分放大電路具有乘法功能。但uy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

3、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)具有壓控電流源的差分電路組成，稱為雙差分對(duì)模擬乘法器，也 稱為雙平衡模擬乘法器。屬于這一類的單片集成模擬乘法器有MC1496、MC1595等。MC1496內(nèi)部電路如下圖所示。 6.2 集成模擬乘法器的應(yīng)用教學(xué)要求：1.掌握集成模擬乘法器的基本運(yùn)算電路；2.理解倍頻、混頻與鑒相電路的特點(diǎn)；3.掌握調(diào)幅和解調(diào)的原理。一、基本運(yùn)算電路1.平方運(yùn)算將模擬乘法器的兩個(gè)輸入端輸入相同的信號(hào)，平方運(yùn)算電路如下圖所示：2.除法運(yùn)算器由集成運(yùn)放和模擬乘法器組成，除法運(yùn)算電路如上圖所示。當(dāng) u1 0 時(shí)，uO 0，為使 u3 0 ； 當(dāng) u1 0，為使

4、u3 0，則 u2 0 。3.平方根運(yùn)算 4.壓控增益 改變直流電壓UXQ的大小，就可以調(diào)節(jié)電路的增益。二、倍頻、混頻與鑒相1.倍頻電路當(dāng)兩個(gè)輸入信號(hào)為同頻率的信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)兩倍頻作用。如下圖所示。 2.混頻電路模擬乘法器的輸出為兩個(gè)輸入信號(hào)的和頻和差頻信號(hào)，即實(shí)現(xiàn)了混頻作用，若用濾波器取出和頻（信或差頻）號(hào)輸出，就稱為混頻，電路如下圖所示。 3.鑒相電路鑒相電路用來(lái)比較兩個(gè)輸入信號(hào)的相位差，即它的輸出電壓與兩輸入信號(hào)之間的相位差成正比，用模擬乘法器構(gòu)成的鑒相電路如下圖所示。作出uo與的關(guān)系曲線稱為鑒相特性曲線，當(dāng)|0.5rad（約30）時(shí)，sin，鑒相特性接近于線性。三、調(diào)幅與解調(diào)（一）信息傳

5、輸?shù)幕靖拍?. 對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的原因(1) 根據(jù)電磁波理論，天線尺寸大于信號(hào)波長(zhǎng)的十分之一，信號(hào)才能有效發(fā)射。如聲音信號(hào)的頻率范圍為 0.1 6 kHz。設(shè) f = 1 kHz，=C/=3108/103=3105（m），顯然，低頻信號(hào)直 接發(fā)射是不現(xiàn)實(shí)的。(2) 使接收者能區(qū)分不同信號(hào)。 2. 調(diào)制和解調(diào)調(diào)制(Modulation) 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))的方式調(diào)幅 AM (檢波) 、調(diào)頻 FM (鑒頻) 、調(diào)相 PM (鑒相)4.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)的幅度，稱為調(diào)幅。經(jīng)調(diào)幅后

6、的高頻信號(hào)稱調(diào)幅信號(hào)，把沒(méi)有調(diào)幅的等幅高頻信號(hào)稱為載波信號(hào)，它是運(yùn)載低頻信號(hào)的工具。1.單頻調(diào)制波形2.采用乘法器實(shí)現(xiàn)調(diào)幅采用模擬乘法器構(gòu)成的調(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)控制的程度，為了不產(chǎn)生調(diào)幅失真，要求UYQUm。3.調(diào)幅波(已調(diào)波)頻譜4.雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅由于載波本身不包含信息，為了提高設(shè)備的功率利用率，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、下邊頻帶中的任何一個(gè)邊頻帶以及功能包含調(diào)制信號(hào)的全部信息，因此為了節(jié)省占有的頻帶、提高波段利用率，可以只傳送兩個(gè)邊帶信號(hào)中的任何一個(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。（三）采用乘法器實(shí)現(xiàn)解調(diào)(檢波) 調(diào)幅波的解調(diào)又稱幅度檢波，簡(jiǎn)稱檢波，它是調(diào)幅的反過(guò)程。第6章 集成模擬乘法器及其應(yīng)用本章小結(jié)1.集成模擬乘法器的工作原理；2.模擬乘