数字电路实验 乘法器 ppt课件
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数字电路课程设计之乘法器
X
Y
C
S
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
最简积之和式为 S=X`Y+XY`=X○+ Y;C=XY.
电路图为：
X`
1
3
Y
2
X
1
3
Y`
2
X
1
3
S
Y
2
1
3
S
2
X
1
Y
2
3
C
1
3
C
2
2.2 全加器
全加器是为三输入两输出，输入存在进位，真值表如下图所示,输入 X,Y,Z,输出 C,S
X
Y
Z
C
S
0
0
0
0
0
0
0
1
0
carry_look_add cla1 (.A(v),.B(w),.Cin(0),.Cout(d[4]),.S(d[3:0])); assign S[1]= d[0]; and (z[0],A[2],B[0]); and (z[1],A[2],B[1]); and (z[2],A[2],B[2]); and (z[3],A[2],B[3]); carry_look_add cla2 (.A(d[4:1]),.B(z),.Cin(0),.Cout(d1[4]),.S(d1[3:0])); assign S[2]=d1[0];
and (x[0],A[3],B[0]); and (x[1],A[3],B[1]); and (x[2],A[3],B[2]); and (x[3],A[3],B[3]); carry_look_add cla3 (.A(d1[4:1]),.B(x),.Cin(0),.Cout(d2[4]),.S(d2[3:0])); assign S[7:3]=d2[4:0]; endmodule 3.6 Verilog 测试平台语言编写 `timescale 1ns/1ps module mul_tb(); reg[3:0] A,B; wire [7:0] S; mul mu (.A(A),.B(B),.S(S)); initial begin
《模拟乘法器》课件
《模拟乘法器》PPT课件
# 模拟乘法器 本课程将介绍模拟乘法器的原理及其应用。
模拟乘法器的定义
பைடு நூலகம்
作用
模拟乘法器用于实现模拟 信号的乘法运算，将不同 信号相乘得到新的信号。
原理
模拟乘法器基于电子元件 的特性，通过电压或电流 乘法进行运算。
分类
模拟乘法器可以根据不同 的实现方式和应用场景进 行分类。
模拟乘法器的应用
电子测量中的应用
模拟乘法器在测量仪器中用于信号放大和校正，提高测量精度。
通信系统中的应用
模拟乘法器在通信系统中用于信号调制、解调和频谱分析。
音频系统中的应用
模拟乘法器在音频系统中用于音频效果处理和音频信号放大。
模拟乘法器的实现
电路实现
模拟乘法器可以通过电路设计和集成电路制 造来实现。
软件实现
模拟乘法器也可以通过软件算法来实现，例 如在数字信号处理中。
2 应用前景
模拟乘法器在未来将继续发挥重要作用，随着科技的发展将有更广泛的应用。
参考文献
1. 2. 3.
Author 1. Title 1. Publisher 1. Author 2. Title 2. Publisher 2. Author 3. Title 3. Publisher 3.
模拟乘法器的应用案例
电子秤上的应用
模拟乘法器在电子秤中用于 测量物体的重量并进行计算。
无线电通信系统中 的应用
模拟乘法器在无线电通信系 统中用于信号调制和解调， 实现高质量的通信。
音频放大器中的应 用
模拟乘法器在音频放大器中 用于调节音量和音频效果的 处理。
总结
1 优点和不足
模拟乘法器的优点包括快速响应和高精度，但也存在精度损失和成本较高的不足。
# 模拟乘法器 本课程将介绍模拟乘法器的原理及其应用。
模拟乘法器的定义
பைடு நூலகம்
作用
模拟乘法器用于实现模拟 信号的乘法运算，将不同 信号相乘得到新的信号。
原理
模拟乘法器基于电子元件 的特性，通过电压或电流 乘法进行运算。
分类
模拟乘法器可以根据不同 的实现方式和应用场景进 行分类。
模拟乘法器的应用
电子测量中的应用
模拟乘法器在测量仪器中用于信号放大和校正，提高测量精度。
通信系统中的应用
模拟乘法器在通信系统中用于信号调制、解调和频谱分析。
音频系统中的应用
模拟乘法器在音频系统中用于音频效果处理和音频信号放大。
模拟乘法器的实现
电路实现
模拟乘法器可以通过电路设计和集成电路制 造来实现。
软件实现
模拟乘法器也可以通过软件算法来实现，例 如在数字信号处理中。
2 应用前景
模拟乘法器在未来将继续发挥重要作用，随着科技的发展将有更广泛的应用。
参考文献
1. 2. 3.
Author 1. Title 1. Publisher 1. Author 2. Title 2. Publisher 2. Author 3. Title 3. Publisher 3.
模拟乘法器的应用案例
电子秤上的应用
模拟乘法器在电子秤中用于 测量物体的重量并进行计算。
无线电通信系统中 的应用
模拟乘法器在无线电通信系 统中用于信号调制和解调， 实现高质量的通信。
音频放大器中的应 用
模拟乘法器在音频放大器中 用于调节音量和音频效果的 处理。
总结
1 优点和不足
模拟乘法器的优点包括快速响应和高精度，但也存在精度损失和成本较高的不足。
高频电子线路6.2 乘法器电路(PPT文档)
（6.2.19）
显然，iL 中包含的频率分量为 (2n 1)1 2 ，
(n 0,1, 2, ) 若 1 较高，则 31 2 、51 2 ，…，
等组合频率分量很容易滤除，故环形电路的性能更
接近理想相乘器，这是频谱线性搬移电路要解决的核
心问题。
i有用
RD
2 2RL
4
n! d n VQ
f n (VQ ) n!
由于
n
(1 2 )n
n m0
n! m!(n
m)!1nm2m
（6.2.3）
故式（6.2.2）可以改写为
i
f
()
n0
n m0
n! m!(n
m)!an1n
m m 2
（6.2.4）
由式（6.2.4）知，当m=1，n=2时i ， 2a212 ，实现了
Tr1和 Tr2 为带有中心抽头的宽频带变压器
（如传输线变压器），其初、次级绕组的匝数比 分别为1：2和2：1。相应的等效电路如图6.2.4 （b）所示。
当1当01 时V1，m co二s极1t 、管D2 1导V2m通co，s2t 时，若 V1m V2m ，V1m
止D足2区截够。止大，，流二过极二管极将管在D11的的电控流制为下轮流工作在导通区和截
2 的幂级数，即将式（6.2.1）
i f () f (VQ 1 2 )
在 VQ 1 上对2 展开为泰勒级数式，得到
i f () f (VQ 1 2 )
f
(VQ
1)
f
(VQ
1 )2
1 2!
f
(VQ
乘法和除法电路-完整版课件
uO1 R2
K R2
uI2uOLeabharlann 则：uOR2 R1 K
uI1 uI2
uO
图 6.5.7
图 6.5.8
3. 倍频 若乘法器的两输入端均接正弦波电压，即：
则乘法器输出电压为：
4. 功率测量 将被测电路的电压信号和电流信号分别接到乘法器的 两个输入端，则输出电压即为被测电路的功率。
) UT I EQ
当 IEQ 较小、电路参数对称时，
I EQ
1 2
I
图 6.5.5
所以：
rbe
2(1
)UT I
uO
2(1
Rc )UT
uI1 I
Rc 2UT
uI1 I
结论：输出电压正比于输入电压 uI1 与恒流源电流 I 的乘积。
设想：使恒流源电流 I 与另一个输入电压 uI2 成正比 ，则 uO 正比于 uI1 与 uI2 的乘积。
当 uI2 >> uBE3 时，
I uI2 uBE3 uI2
Re
Re
即：
uO
Rc 2 ReU T
uI1uI2
KuI1uI2
图 6.5.6 变跨导式乘法器 原理电路
乘法模拟器的应用：
1. 平方运算
uO Ku2I
uI
2. 除法运算
uO1 KuI2uO
因为 i1 = i2 ，所以：
uI1 R1
电路的方块图：
uI1 uI2
对数电路 对数电路
lnuI1
lnuI2
求和 电路
lnuI1+ lnuI2
指数电路
uO = uI1uI2
图 6.5.1
同理：
除法电路的输出电压正
4位乘法器
一、概述利用四位二进制寄存器、全加器以及D触发器等元器件，实现四位二进制乘法器的控制部分和乘法的实现部分。
成法是加法的简便运算乘法运算只能通过加法运算以及移位运算来实现。
在控制端用四个触发器产生四个控制信号来控制实现的加法移位功能，实现端在控制端信号作用下依次执行置零、加法、移位和循环操作。
二、方案说明设计一个4位二进制乘法器，可以存储其乘积。
电路原理框图如图1所示。
乘法器可以利用家发起和寄存器实现。
图1 乘法器原理框图寄存器B存放被乘数，寄存器Q存放乘数，两个乘积长度可能是原来的2倍，故计算完成后将累加和高位放入寄存器A，而Q放寄存器的低位，P 记录乘数的位数，每形成一个部分P加1，当P=4时，乘法结束，两数之积放在AQ寄存器中。
控制端产生四个控制信号分别为T0、T1、T2、T3。
在初态T0时，被乘数和乘数已分别存于寄存器B和Q中，等待启动信号S的到来，当S=1时控制器进入状态T1，在此状态下A、E、P清零，准备乘法操作。
从状态T2开始，控制器进入累计部分积的循环操作过程。
首先检验乘数的最低有效位Q1。
如Q1=1，A和B相加结果存于A和E之中；如果Q1=0，不做加法运算。
无论Q1为何值，都要将计数器P加1。
在状态T3，合成寄存器EAQ右移一位得到累计的部分积，时检测P之值，如果P不等于4，状态返回T2，继续累计部分积的过程。
如果P=4，停止循环，系统返回初始状态T0。
三、电路设计1、控制器设计根据图2所示的ASM图表，可以设计二进制乘法器的控制器。
图2 二进制乘法器ASM图表四个D触发器的驱动方程为：D0=T0S’+T3Z=((T0S’)’·(T3Z)’)’D1=T0S=((T0S)’)’D2=T1+T3Z’=(T1’·(T3Z’)’)’D3=T2控制器仿真电路如图2所示。
控制器中S为启动信号，高电平有效，系统开始工作时应使T0=1，T1=T2=T3=0，故图中设置了Reset信号（负脉冲）图2 二进制乘法器的控制逻辑图2. 二进制乘法器数据处理器(1) A寄存器A寄存器具有并入、移位、同步清0和保持功能。
相乘器电路讲义课件
A
B
C
因而，T1、T2 和 T3、T4 两个差分对管的输出差值 电流分别为：
因而双差分对管的输出差值电流(由电路) i = (i1 + i3) (i2 + i4) = (i1 i2) (i4 i3)
可见，T7、T8 和 T1～T4 共同构成两个差值电流 (i5 i6)和(i7 i8)相乘电路。现设法转为两电压乘。
(3) ≤ 26 mV， ≥ 260 mV
当 时，
， ≥ 260 mV，即 x1 ＞10 ，所以(4-2-25)
实现开关工作。
3. 扩展 v2 的动态范围 上述三种工作特性，均要求 v2 为小值， 使它的应用范围受到限制。 在实际电路中， 往往采用负反馈技术来扩展 v2 的动态范围。
(1) 电路 T5、T6 管发射极之间 接入负反馈电阻 RE，以扩 展 v2 动态范围
由此，可画出二极管的等效 电路如图。
图中，二极管用开关等效， 开关受 控制，按角频率 做周期性的启闭，闭合时的导通 电阻为 。
在这种工作状态下，可进一
步减少
中
p 为偶数的众多组合频率分量，使无用分量大大减少。 可见，二极管用受 控制
的开关等效是线性时变工作状态的 一个特例，它可以减少组合频率分 量。
除 v2足够小外，还要求 v1足 够大，以致二极管特性可用在原点 处转折的两段折线逼近。
这时管子的导通与截止仅由 v1 控制而不受 v2 影响时，线性时变 工作状态便转换为开关状态。
2. 差分对管 已知差分对管差模特性
差模输入
，若使偏置电流源 I0 受有用
信号 v2 控制，且有
，
A 和 B 为常数，则差分对管就能
为了便于集成化，将
电流源 I0 两个 I0/2 的电流 源
模拟乘法器-PPT
对 uX 也可以采用线性动态范围扩展电路，使之线 性动态范围大于UT，MC1595集成模拟乘法器就属于这种 类型。其内部电路由两部分组成：一部分为双差分对模
拟乘法器，与MC1496电路相同；另一部分为 uX 线性动
态范围扩展电路。MC1595外接电路 R5 及外形图如图
6.1.4所示。 4、8脚为uX输入端，9、12脚为uY输入端，
uO
R CIC3 2 U T
uX
R CIC3 2UT
uX
RC 2R E UT
uX uY
KuX uY
(6.1.4)
其中
K
RC 2R E U T
(6.1.5)
在室温下，K 为常数，可见输出电压uO与输入电压
uX、uY的乘积成比例，就是说图6.1.2所示差分放大电
路具有乘法功能。但uY必须为正才能正常工作，故为
6.2.2 倍频、混频与鉴相 一、倍频电路
当图6.2.1所示平方运算电路输入相同的余弦波信 号uI=uX=uY=Uimcosωt时，则由式(6.2.1)可得
输只可u 要入见O在信 ，图号K 这U (6i 的时m 6.2 .2二乘c 2.o .1次s 法7的2 )谐器 输t 波输出 成出端1 2 分电接K U 12压一i m2 中K( 隔1 U含直 im有2c 电o c直s 容o2 流 ，st 成2便)分可t12得,K因到U i此二m 2 次和，
2、14 脚为输出端，其输出电压uO表示式为
uO
4RC RXRYIO
uXuY
KuXuY
(6.1.9)
图 6.1.4 MC1595外接电路及外形图
其增益系数
K 4RC R X R YIO
(6.1.10)
通过调节IO′的大小(由微调R3的阻值实现)可以改 变增益系数，MC1595增益系数的典型值为0.1V-1。 RX、 RY 为负反馈电阻，用以扩大uX、uY的线性动态范围，uX、 uY的线性动态范围分别为
相乘器电路优质获奖课件
f ' (VQ
v1) g(v1)
di dv
v2 0
时变增量电导
i = I0(v1) + g(v1)v2
2．频率成份
若 v1 = V1mcos1t ，它旳傅里叶展开式：
g(v1 ) g(V1m cos1t ) g0 g1 cos 1t g2 cos 2 1t
式中，
g0
1 2
g(v1
② 将 v2 与经非线性变换旳 v1 相乘。用于频谱搬移电路， 例：双差分对平衡调制器，大动态范围平衡调制器，二极 管环形混频器。
双差分对平衡调制器和模拟相乘器
一、双差分对平衡调制器
(1)线性时变器件合适构成频谱搬移电路旳原因 线性时变器件输出电流中存在众多组合频率分量，但 无用分量均远离有用分量，易于滤波。 (2)两种非线器件实现线性时变工作比较
L
t
iI =
Vsm 4 2RL RD
cos(L c)t
三、混频损耗
定义：在最大功率传播条件下，输入信号功率 PS 对 输出中频功率 PI 旳比值，其单位用分贝表达。分贝数越大， 混频损耗越大，输出中频信号旳能力越差。
Lc
10 lg
PS PI
① 考虑变压器和二极管损耗，Lc 约为 6 ~ 8 dB；工作 频率增高时，Lc 将相应增大。
1、分析参照信号不小于零、不不小于零时，每个二极管 导通情况；
2、画出参照信号不小于零、不不小于零时旳等效电路； 3、二极管用其开关等效电路等效； 4、利用KVL和KCL列电路方程，解方程即可。
0.1571
0.0575
10.0
0.6257
0.1827
0.0831
0.6366
0.2122
模拟乘法器综合应用实验-调制与解调ppt课件
2．掌握各种线性调制信号的时域和频域的测试方法与技 能。
3.熟悉并掌握MC1496 乘法器的基本应用。
厚德博学 追求卓越
二、实 验 内 容
1．AM调制信号的产生与测量。 2．AM调制信号的调幅系数测量。 3．DSB调制信号的产生与测量。 4．AM调制与DSB调制信号的频域测量。 5．振副调制的（EWB）仿真实验。
语音信号调制到给定的高频频段上去。
2、实现频率分配:保证多个电台同时工作时,发出的信号互不干扰
3、提高辐射能力：实现无线传输信道的要求,尽量减小天线的尺寸
4、实现多路复用：例如将多路信号互不干扰的安排在同一物理信道中传输,
即实现频分复用。
厚德博学 追求卓越
三、实验应知知识
二、调制的基本特征
调制的实质是进行频谱的搬移,即把携带消息的基带 信号的频谱搬移到较高的高频频率的范围.
线性调制，特点：调制前、后的频谱呈线性搬移关系。
、按调制器传输函数来分：
厚德博学 追求卓越
三、实验应知知识
四、调制系统需掌握的主要技术
《高频电子线路》中所讲授的调制技术，是用取值连续（模拟）的基带信 号去控制正弦载波的参数（振幅、频率和相位）的模拟调制系统。需掌握的主要 技术与应知的主要参数有：
主要技术
7、1 全载波调幅(AM)实现方法:
全载波调幅电路模型
全载波振幅调制电路的模型可由一个乘法器和一个加法器组成， 如图所示。
u(t)
Am
A uo(t)
uc(t)
图中，Ａm为乘法器的乘积常数，Ａ为加法器的加权系数。
厚德博学 追求卓越
全载波振幅调制信号波形
u A M U c ( 1 m a c o t)c so c ts uUco st
3.熟悉并掌握MC1496 乘法器的基本应用。
厚德博学 追求卓越
二、实 验 内 容
1．AM调制信号的产生与测量。 2．AM调制信号的调幅系数测量。 3．DSB调制信号的产生与测量。 4．AM调制与DSB调制信号的频域测量。 5．振副调制的（EWB）仿真实验。
语音信号调制到给定的高频频段上去。
2、实现频率分配:保证多个电台同时工作时,发出的信号互不干扰
3、提高辐射能力：实现无线传输信道的要求,尽量减小天线的尺寸
4、实现多路复用：例如将多路信号互不干扰的安排在同一物理信道中传输,
即实现频分复用。
厚德博学 追求卓越
三、实验应知知识
二、调制的基本特征
调制的实质是进行频谱的搬移,即把携带消息的基带 信号的频谱搬移到较高的高频频率的范围.
线性调制，特点：调制前、后的频谱呈线性搬移关系。
、按调制器传输函数来分：
厚德博学 追求卓越
三、实验应知知识
四、调制系统需掌握的主要技术
《高频电子线路》中所讲授的调制技术，是用取值连续（模拟）的基带信 号去控制正弦载波的参数（振幅、频率和相位）的模拟调制系统。需掌握的主要 技术与应知的主要参数有：
主要技术
7、1 全载波调幅(AM)实现方法:
全载波调幅电路模型
全载波振幅调制电路的模型可由一个乘法器和一个加法器组成， 如图所示。
u(t)
Am
A uo(t)
uc(t)
图中，Ａm为乘法器的乘积常数，Ａ为加法器的加权系数。
厚德博学 追求卓越
全载波振幅调制信号波形
u A M U c ( 1 m a c o t)c so c ts uUco st
实验二：模拟乘法器应用实验PPT教学课件
图1.模拟乘法器应用电路：振幅调制、 混频等
2020/12/10
5
图2.MC1596内部电路及引脚功能图如下：
2020/12/10
6
基本命题 fx=500KHz ， Ux=50mV ， fy=10KHz ， Uy=0.2V 的 信 号 时 调 电 位 器 RW 工 作 在 不 平 衡 状态时便可产生含载波的正弦调幅信号。
2020/12/10
2
实验仪器
高频信号发生器 QF1055A 一台;
超高频毫伏表 DA22A
一台;
频率特性测试仪 BT－3C 一台;
直流稳压电源 HY1711－2 一台;
数字示波器 TDS210
一台.
2020/12/10
3
实验任务与要求
基本实验的实验线路及说明
实验电路如图1所示。该电路可用来实现普通 调幅、平衡调制、混频、倍频、同步检波等功 能。图中RL为负载电阻，RB是偏置电阻，RE 是负载反馈电阻，RW和R1、R2组成平衡调节 电路，调节RW，可使1、4两脚的直流电位差 为零，从而满足平衡调幅的需要，若1、4脚直 流电位差不为零，则1、4输入包括调制信号和 20直20/12/流10 分量两部分，此时可实现普通调幅波。 4
*实验时可只用一个输入信号，然后将x和y通 道短接
2020/12/10
9
PPT精品课件
谢谢观看
Thank You For Watching
10
c.保持ux(t)不变，使Uy由小到大变化，观察uo(t)的变化， 记下变化结果，并测出最大不失真的uo(t)所对应的 Uy的大小。
2d02.0保/12/1持0 ux(t)不变，fy变化时uo(t)变化情况如何？
8
数字乘法器
数字乘法器第5章组合逻辑电路设计5.1 基本门电路的设计5.2 数据选择器的设计5.3 1对2数据分配器的设计5.4 4位BCD译码器的设计5.5 三态门的设计5.6 半加器的设计5.7 全加器的设计5.8 6位加法器的设计5.9 4位加减法器的设计5.10 3位乘法器的设计习题5.1 基本门电路的设计基本门电路主要用来实现基本的输入/输出之间的逻辑关系，包括与门、非门、或门、与非门、或非门、异或门、同或门等，下面以2输入端与非门为例讲解基本门电路的设计。
1．实验原理表5-1 2输入端与非门的真值表2输入端与非门是组合逻辑电路中的基本逻辑器件，有2个输入端A、B和1个输出端C。
其真值表如表5-1所示。
2输入端与非门应具备的脚位：输入端：A、B；输出端：C。
表5-1 2输入端与非门的真值表输入端输出端A B C 001 011 101 1102．原理图输入与非门原理图输入法的操作步骤介绍如下。
(1) 建立新文件：选取窗口菜单File→New，出现对话框，选择Graphic Editor file选项，单击OK按钮，进入图形编辑画面。
(2) 保存：选取窗口菜单File→Save，出现对话框，键入文件名nand2.gdf，单击OK按钮。
(3) 指定项目名称，要求与文件名相同：选取窗口菜单File→Project→Name，键入文件名nand2，单击OK 按钮。
(4) 确定对象的输入位置：在图形窗口内单击鼠标左键。
(5) 引入逻辑门：选取窗口菜单Symbol→Enter Symbol，在\Maxplus2\max2lib\prim处双击，在Symbol File菜单中选取NAND2逻辑门，单击OK按钮。
(6) 引入输入和输出脚：按步骤(5)选出2个输入脚和1个输出脚。
(7) 更改输入和输出脚的脚位名称：在PIN_NAME处双击鼠标左键，进行更名，输入脚为A、B，输出脚为C。
(8) 连接：将A、B脚连接到与非门的输入端，C 脚连接到与非门的输出端，如图5-1所示。
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部分积移位相加乘法
2、每个周期共有三步运算
a、求得Ni与M的乘积 b、将Ni与M的乘积与前一个周期右移的部分积之和相加 c、将第二步的结果右移一位得到新的部分积之和，为下 一个周期的运算作准备
加法器：将Ni与M的乘积与前一个周期右移后的部分积之和相加。
触发器：加法器相加过程中会出现超过4bit的进位位，需将进位 位 通过触发器先寄存，然后通过移位寄存器的右输入端送入移 位寄存器。
控制器：接收时钟信号和乘法器开始运行的启动命令信号，向A， B两个移位寄存器发出清零、移位、保持（停止移位）等各种命 令信号。
1×4bit乘法器：实现Ni与M的乘积。
2、每个周期共有三步运算
a、求得Ni与M的乘积 b、将Ni与M的乘积与前一个周期右移的部分积之和相加 c、将第二步的结果右移一位得到新的部分积之和，为下 一个周期的运算作准备
加法器：将Ni与M的乘积与前一个周期右移后的部分积之和相加。
触发器：加法器相加过程中会出现超过4bit的进位位，需将进位 位 通过触发器先寄存，然后通过移位寄存器的右输入端送入移 位寄存器。
控制器：接收时钟信号和乘法器开始运行的启动命令信号，向A， B两个移位寄存器发出清零、移位、保持（停止移位）等各种命 令信号。
1×4bit乘法器：实现Ni与M的乘积。