模拟乘法器的介绍

模拟乘法器的调查报告陈凤通信与信息系统一、 模拟乘法器的基本原理现在，常用的模拟乘法器基本上都已实现集成化。

而且集成模拟乘法器是一种重要的非线性器件，广泛应用于频率变换、信号处理电路中，构成调制、解调或其它电路。

随着集成技术的发展和应用的日益广泛，它已成为继集成运算放大器后最通用的模拟集成电路之一。

下面简单介绍一下模拟乘法器。

（一）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。

其符号如下图一中（a ）和(b)所示，K 为乘法器的增益系数。

图一 模拟乘法器符号图理想乘法器—对输入电压没有限制， u x = 0 或 u y = 0 时，u O = 0，输入电压的波形、幅度、极性和频率可以是任意的 。

实际乘法器当u x = 0 ， u y = 0 时，u O ≠ 0，此时的输出电压称为输出输出失调电压。

u x = 0，u y ≠ 0 （或 u y = 0，u x ≠ 0）时，u O ≠ 0，这是由于u y （u x ）信号直接流通到输出端而形成的，此时 的输出电压为u y （u x ）的输出馈通电压。

（二）变跨导模拟乘法器的基本工作原理变跨导模拟乘法器是在带电流源差分放大电路的基础上发展起来的，其基本原理电路如下图所示 。

在室温下，K 为常数，可见输出电压u O 与输入电压u y 、u x 的乘积成正比，所以差分放大电路具有乘法功能。

但u y 必须为正才能正常工作，故为二象限乘法器。

当 u Y 较小 时，相乘结果误差较大，因 I C3 随 u Y 而变，其比值为电导量，称变跨导乘法器.二、模拟乘法器在振幅调制解调中的应用（一）信息传输的基本概念1.对传输信号进行调制的原因(1)根据电磁波理论，天线尺寸大于信号波长的十分之一，信号才能有效发射。

如声音信号的频率范围为0.1 ~ 6 kHz。

图1：基础模拟乘法器与乘法器象限的定义从数学角度来看，乘法是一种“四象限”运算——换言之，两个输入可能为正，也可能为负，输出亦是如此。

然而，用于生产电子乘法器的某些电路仅支持单极性信号。

如果两个信号都必须是单极性的，结果形成一个“单象限”乘法器，输出同样也会是单极性的。

如果其中一个信号为单极性，而其他信号可能为正或负，则乘法器就是一个“二象限”输出可能为两个极性之一(因而为“双极性”)。

用于产生一象限或二象限乘法器的电路可能比四象限乘法器所需电路要简单，由于许多应用并不需要全四象限乘法，因此，常用的是仅支持一象限或二象限的精密器件。

一个示例是AD539，这是一款宽带双通道二象限乘法器，具有一个单极性Vy 输入，其相对受限带宽为5 MHz，还有两个双极性Vx输入，每个乘法器各一个，带宽为60 MHz。

图2显示的是AD539的框图。

图2：AD539模拟乘法器框图最简单的电子乘法器采用对数放大器。

计算依赖于以下事实：两个数的对数之和的反对数为这两些数字之积(如图3所示)。

图3：利用对数放大器实现乘法运算图4：基础跨导乘法器这是一种性能很差的乘法器，因为(1) Y 输入被随V Y 非线性变化的V BE 抵消；之间存在指数关系，因而X 输入呈现非线性；(3) 比例因子随温度而变化。

图5：基础跨导乘法器如此，吉尔伯特单元有三个不便之处：(1) 其X输入为差分电流；(2) 其输出为差分电流；输入为单极性电流——因此吉尔伯特单元只是一个二象限乘法器。

通过交叉耦合两个这样的单元并使用两个电压-电流转换器(如图6所示)，我们可以把基础架构转换成一种带电压输入的四象限器件，如AD534。

在中低频率下，可以用一个减法器放大器把输出端的差分电流转换成电压。

鉴于其电压输出架构，AD534的带宽仅为1 MHz 左右，而后续版本AD734的带宽则为10 MHz。

图6：AD534：一款四象限跨导线性乘法器Q1A和Q1B以及Q2A和Q2B形成两个吉尔伯特单元的两对核心长尾对，而Q3A 则为两个单元的线性化晶体管。

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。

模拟乘法器输出与输入的关系式模拟乘法器是一种电路，可以将两个输入信号相乘，输出它们的乘积。

这种电路通常用于模拟信号处理中，例如音频处理和图像处理。

在理解模拟乘法器的工作原理时，我们需要了解输出信号和输入信号之间的关系式。

具体而言，我们需要知道输出信号与输入信号的幅度和相位之间的关系。

假设我们有两个输入信号x1(t)和x2(t)，它们的幅度分别为A1和A2，相位分别为θ1和θ2。

我们可以将它们表示为：x1(t) = A1cos(ωt + θ1)x2(t) = A2cos(ωt + θ2)其中，ω是角频率，t是时间。

模拟乘法器将两个输入信号相乘，得到输出信号y(t)。

输出信号的幅度和相位与输入信号有如下关系：y(t) = A1A2cos(θ1 + θ2)cos(ωt) - A1A2sin(θ1 + θ2)sin(ωt)其中，cos(θ1 + θ2)和sin(θ1 + θ2)是输入信号之间的相位差。

我们可以使用三角函数的恒等式将它们展开为：cos(θ1 + θ2) = cosθ1cosθ2 - sinθ1sinθ2sin(θ1 + θ2) = sinθ1cosθ2 + cosθ1sinθ2将它们代入输出信号的公式中，我们得到：y(t) = A1A2(cosθ1cosθ2 - sinθ1sinθ2)cos(ωt) -A1A2(sinθ1cosθ2 + cosθ1sinθ2)sin(ωt)化简后，我们得到：y(t) = A1A2cos(θ1 - θ2)cos(ωt) - A1A2sin(θ1 - θ2)sin(ωt)这就是模拟乘法器输出信号和输入信号之间的关系式。

它告诉我们，输出信号的幅度和相位都与输入信号的幅度和相位以及它们之间的相位差有关。

总之，了解模拟乘法器输出信号和输入信号之间的关系式对于设计和理解模拟信号处理电路非常重要。

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。

双平衡四象限模拟乘法器是一种常用于电子电路中的模拟乘法器，它可以对两个输入信号进行乘法运算，并输出它们的乘积。

这种乘法器可以在各种电子设备中使用，比如模拟信号处理系统、通信系统和控制系统等。

其工作原理主要基于双平衡调制技术和四象限运算技术，通过精确的电路设计和运算放大器的作用，实现了高精度和高线性度的模拟乘法运算。

1. 双平衡四象限模拟乘法器的基本原理双平衡四象限模拟乘法器主要由一个双平衡调制器和四象限运算放大器组成。

双平衡调制器是一种特殊的调制器，它可以对输入信号进行平衡混频处理，得到两路相位正交的信号。

四象限运算放大器是一种能够在所有四个象限内进行线性运算的运算放大器，通过它可以对两路输入信号进行乘法运算。

2. 工作原理分析两个输入信号分别经过双平衡调制器的处理，得到它们的正交相位信号。

这两路正交信号分别输入到四象限运算放大器中，进行乘法运算。

在四象限运算放大器内部，通过合适的反馈网络和控制电路，实现了对两路信号的乘法运算，并将乘积信号输出。

输出的乘积信号经过滤波、放大等后续处理，得到最终的模拟乘法器输出信号。

3. 特点和优势双平衡四象限模拟乘法器具有高精度、高线性度、宽带宽、低失真等特点和优势。

通过合理的电路设计和精确的参数选择，可以实现对输入信号的高精度乘法运算，输出信号的失真度极低，并且适用于宽频带的信号处理。

4. 应用领域双平衡四象限模拟乘法器广泛应用于各种模拟信号处理系统中，比如射频调制解调、通信系统中的信号处理、微波信号处理、医学成像系统中的信号处理等。

它在这些领域中可以实现高精度和高质量的信号处理，对系统的整体性能起到至关重要的作用。

总结：双平衡四象限模拟乘法器是一种非常重要和实用的模拟电路元件，它通过双平衡调制和四象限运算技术，实现了对两路输入信号的乘法运算，并具有高精度、高线性度、宽带宽、低失真等特点和优势。

它在电子电路中有着非常广泛的应用，对于各种模拟信号处理系统的设计和性能提升具有重要意义。

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。