第四章模拟乘法器解析

模拟乘法器原理乘法器是一种电路设计，用于将两个输入数相乘，并输出它们的乘积。

乘法器常用于数字信号处理、计算机和通信系统中。

乘法器的原理基于布尔代数和逻辑门。

它通常由多个逻辑门和触发器组成，以实现乘法运算。

乘法器的设计要考虑精度和运算速度。

一种常见的乘法器设计是Booth乘法器，它使用偏置编码技术来减少部分乘积的计算。

另一种常见的设计是Wallace树乘法器，它通过级联多个片段乘法器来提高速度。

乘法器的操作原理是分别将两个输入数的每个位进行乘法运算，并将结果相加。

具体步骤如下：1. 将两个输入数分别展开为二进制形式，对应位分别相乘。

最低位乘积直接输入到第一级部分乘积的输入。

2. 对每一位乘积进行部分乘积运算。

部分乘积运算是将当前位乘积和之前的部分乘积相加，并将结果输出到下一级。

3. 重复步骤2，直到所有位的乘积都被计算出来。

4. 对所有部分乘积进行累加，得到最终的乘积结果。

乘法器还需要考虑进位和溢出的问题。

在每一位相乘时，会产生进位位和当前位的乘积。

如果乘积超过了位数的范围，就会产生溢出。

乘法器的性能可以通过速度和面积这两个指标来评估。

速度是指乘法器完成一次乘法运算所需的时间，面积是指乘法器所占据的芯片空间大小。

总结来说，乘法器是一种常见的电路设计，用于将两个输入数相乘。

乘法器的原理基于布尔代数和逻辑门，它的设计考虑了精度和运算速度。

乘法器的操作原理是对输入数的每一位进行乘法运算，并将结果累加得到最终的乘积。

乘法器还需要考虑进位和溢出的问题。

乘法器的性能可以通过速度和面积来评估。

模拟乘法器及其应用摘要集成模拟乘法器是继集成运算放大器后最通用的模拟集成电路之一，是一种多用途的线性集成电路。

可用作宽带、抑制载波双边平衡调制器，不需要耦合变压器或调谐电路，还可以作为高性能的SSB乘法检波器，AM调制/解调器、FM解调器、混频器、倍频器、鉴相器等，它与放大器相结合还可以完成许多的数学运算，如乘法、除法、乘方、开方等。

The integrated analog multiplier is the second one of the analog integrated circuitoperational amplifier after the general linear integrated circuits, is a multi use. Can be usedas broadband, suppressed carrier double balanced modulator, does not require a coupling transformer or tuning circuit, also can be used as SSB multiplication detector of high performance, AM modulator / demodulator, FM demodulator, mixer, multiplier, the phasedetector, and it can also complete theamplifier combining mathematical operation many, such as multiplication division,involution, evolution, etc..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。

摘要随着电子技术的发展，集成模拟乘法器应用也越来越广泛。

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。

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R有关，否则输出Y波形会产生严重失真；（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目录第一章、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 (17)参考文献 (18)附录 (18)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。

12.5 模拟乘法器的基本原理
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。

12.5.1 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v O和v X、v Y分别为输出和两路输入
其中K为比例因子，具有的量纲。

模拟乘法器的电路符号如图12.5.1所示。

对于差动放大电路，电压放大倍数
如果用 v Y去控制I E，即I E∝v Y。

于是实现这一基本构思的电路如12.5.2图所示。

图12.5.1 模拟乘法器符号图12.5.2 模拟乘法器原理图
18.1.2 变跨导型模拟乘法器
根据图12.5.2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g m是固定的。

而图12.5.2中如果g m是可变的，受一个输入信号的控制，那该电路就是变跨导模拟乘法器。

由于v Y∝I E，而I E∝g m，所以v Y ∝g m。

输出电压为：
由于图12.5.2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12.5.3所示。

图12.5.3 变跨导模拟乘法器。

模拟乘法器电路原理
乘法器电路是一种用于计算两个输入数的乘积的电子电路。

它由多个逻辑门和电子元件组成，能够将输入信号相乘得到输出信号。

在一个乘法器电路中，通常会有两个输入端和一个输出端。

输入端通常被标记为A和B，分别表示待乘数和乘数。

输出端通常被标记为P，表示乘积。

乘法器电路的工作原理是根据乘法的性质，将每一位的乘积相加得到最后的结果。

具体的实现方式可以有多种，下面介绍一种常见的实现方式。

乘法器电路通常被分为多个级别，每个级别负责计算某一位的乘积。

第一个级别接收A和B的最低位，通过逻辑门或触发器计算出对应的乘积，并将其存储为P的最低位。

然后，每个级别的输出和前一级别输出的进位信号经过逻辑门或触发器进行运算，得到当前级别的乘积和进位信号。

这个过程会一直进行，直到计算完所有位的乘积。

最后，所有级别的乘积和进位信号会被加和，得到最终的输出结果P，即A和B的乘积。

乘法器电路的实现可以使用多种逻辑门和元件，如AND门、OR门、XOR门、D触发器等。

具体的电路设计取决于要求的精度和速度。

需要注意的是，乘法器电路的设计和实现是一项复杂的任务，需要考虑多种因素，如延迟、功耗和精度等。

因此，在实际应用中，通常会使用专门的乘法器芯片，而不是自己设计和制造乘法器电路。

模拟乘法器工作原理今天来聊聊模拟乘法器工作原理吧。

不知道你们有没有去过那种传统的菜市场。

菜贩在计算总价的时候，其实就有点像模拟乘法器在工作。

比如说菜的单价是每斤5元，你买了3斤，菜贩心里或者拿个小本子一算，就知道总价是15元，这个过程从数学上来说就是乘法：单价×重量= 总价。

模拟乘法器干的事呀，大体上是类似的，只不过它处理的可不是这种买菜算账的数，而是电信号。

模拟乘法器呢，最基本的它有两个输入信号。

这两个输入信号就像两首不同旋律的曲子同时在播放。

当你把这两个信号输入到模拟乘法器的时候，它能处理这两个信号，输出一个新的信号，这个新信号的值就是原来两个输入信号值相乘的结果。

打个比方，就像咱们厨师做菜，有两种食材，土豆和肉，把它们按照一定的比例搭配放入锅中翻炒，最后出锅就变成了一道融合这两种食材味道的新菜，这个新菜就相当于模拟乘法器的输出信号。

有意思的是，模拟乘法器要实现乘法的功能并不是那么简单，这就要说到它背后的电子电路原理了。

从比较基础的模拟乘法器来说，它利用了某些电子器件的特性。

例如，在那些采用了双极型晶体管的模拟乘法器里，是基于晶体管的电流- 电压等特性来实现乘法功能的。

不过，老实说，我一开始也不明白那些复杂的电路表达式到底怎么来的，像那些包含着各种电子元件参数的公式，看起来就像天书一样。

后来我慢慢学才明白，原来它是通过对不同电路部分的精心设计，让输入的电压或者电流信号进行特定的转换和组合，最终实现这个乘法结果的输出。

这就好比我们做一套复杂的手工，每个零部件看似单独存在，但按照特定的步骤组合在一起就能变成一个有新功能的东西。

实际应用案例也有不少呢。

在音频处理领域，模拟乘法器就大有用武之地。

比如说，在音频的调制和解调过程中，利用模拟乘法器的乘法特性，可以把原始的音频信号和一个载波信号相乘，从而实现将音频信号搭载到载波上（调制），或者从载波上把音频信号分离出来（解调）。

在使用模拟乘法器的时候也有一些注意事项。

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。

3.12模拟乘法器一．实验目的1.了解模拟乘法器的构成和工作原理。

2 .掌握模拟乘法器在运算电路中的应用。

二．实验原理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，同时广泛用于信息传输系统中作为调幅，解调，混频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，目前已有许多单片的集成电路。

此外，模拟乘法器还是一些现代专用模拟集成系统中的重要单元。

1.模拟乘法器的基本特性模拟乘法器是一种完成两个模拟信号（连续变化的电压或电流）相乘作用的电子器件，通常具有两个输入端和一个输出端电路符号如图3-12-1所示。

若输入信号为VyVx,，则输出信号Vo为KVxVyVo=式中，K为乘法器的增益系数或标尺因子，单位为1-V。

根据两个输入电压的不同极性，乘积输出的极性有四种组合，可用图3-12-2所示的工作象限来说明。

若信号VyVx,均限定为某一极性的电压时才能正常工作，该乘法器称为单象限乘法器；若信号VyVx,中一个能适应正，负两种极性电压，而另一个只能是单极性电压，为二象限乘法器；若两个输入信号能适应四种极性组合，则称为四象限乘法器。

2.集成模拟乘法器集成模拟乘法器的常见产品有BG314，F1595，F1596，MC1495，MC1496，LM1595，LM1596等。

下面介绍BG314集成模拟乘法器。

BG314内部结构与典型应用电路分别如图3-12-3和图3-12-4所示。

输出电压与输入电压的关系为KVxVyVo=式中，IoxRxRyRcK2=为乘法器的增益系数。

图3-12-1 模拟乘法器的电路符号 图3-12-2 模拟乘法器的工作象限图3-12-3 BG314内部电路（1） 电路特点a. 当反馈电阻Rx 和Ry 足够大时，输出电压Vo 与输入电压Vy Vx ,的乘积成正比，具有接近于理想的相乘作用。

b. 输入电压Vy Vx ,均可取正或负极性，所以是四象限乘法器。

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。