第八章模拟乘法器及其应用

第八章第八章 模拟乘法器及其应用模拟乘法器及其应用 1 概述概述模拟乘法器的工作象限：一、二、四象限模拟乘法器的工作象限：一、二、四象限 原理原理对数对数反对数型反对数型晶体管可变跨导型晶体管可变跨导型2 乘法器在模拟运算中的应用乘法器在模拟运算中的应用一、乘积和一、乘积和乘方运算电路乘方运算电路 平方运算电路平方运算电路 立方运算电路立方运算电路 二二 除法运算电路除法运算电路21ii 2O11XRvRvYO1OvKvvYX12OvvKRRv令K=R2/R1则YXOvvvVy0，保证运放，保证运放工作于负反馈状态工作于负反馈状态R2R1Kxyux0uoui 同相除法电路xiooxiiKuuRRuRuKuuRu)1(02112)(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。2O11XRvRv2OO1Kvv三三 平方根运算电路平方根运算电路四四 开立方运算电路开立方运算电路3X212O2O21X3O2OO1O22OO1=vKRRvRvRvvKvKvvKvv当当vI为正值时，为正值时，vO为负值，为负值，当当vI为负值时，为负值时，vO为正值。为正值。五五 函数发生电路函数发生电路xxyK=1R3R4R1R2f(x)uo1xRRRRRxRRxf43412212)1()(3 乘法器在通信系统中的应用乘法器在通信系统中的应用一一 通信系统基本模型通信系统基本模型信源变换器信道反变换器消息语言文字图像等非电量换能调制放大滤波电缆光纤电磁波等传递媒质解调（扬声器显像管）语言文字图像幅度调制幅度调制使一个信号的幅度受另一个信号幅度的使一个信号的幅度受另一个信号幅度的控制控制,幅度调制也称幅度调制也称调幅调幅，用用AM表示表示。使一个信号的频率受另一个信号幅度的使一个信号的频率受另一个信号幅度的控制；频率调制也称控制；频率调制也称调频，调频，用用FM表示表示。使一个信号的相位受另一个信号幅度的使一个信号的相位受另一个信号幅度的控制。相位调制也称控制。相位调制也称调相，调相，用用PM表示表示。调调 制制频率调制频率调制相位调制相位调制调制是由带有信息的电信号控制高频振荡信号的某一参调制是由带有信息的电信号控制高频振荡信号的某一参数，使该参数按电信号的规律变化，低频带有信息的信数，使该参数按电信号的规律变化，低频带有信息的信号称为号称为调制信号调制信号，高频振荡信号称为，高频振荡信号称为载波信号载波信号，经调制后，经调制后带有调制信号信息的高频振荡信号称为带有调制信号信息的高频振荡信号称为调制波调制波。解解 调调是调制的反过程，解调也是调制的反过程，解调也称为称为检波检波。如把调幅信号中。如把调幅信号中的载波去掉，把调制信号即的载波去掉，把调制信号即包络线取出，即为调幅波的包络线取出，即为调幅波的解调。还有鉴频、鉴相。解调。还有鉴频、鉴相。二二 振幅调制振幅调制普通调幅普通调幅 带 通 滤 波 器xyK=1uouotmcos1tUssmcostmUtmUtUttmUtUttmUutUutUussmssmssmssmssmssmossmsm)cos(21)cos(21coscoscoscoscos)cos1(coscos调幅波：高频载波：调制信号：smmsUUm调幅系数：(a)调幅波的时域波形 (b)调幅波的频域谱线 称为下边频Ffc称为载频cf称为上边频Ffc称为频带FBW2 调幅波的上下边带调幅波的上下边带抑制载波抑制载波双边带调幅双边带调幅带 通 滤 波 器xyKuouotmcostUssmcostKmUtKmUtmtKUussmssmssmo)cos(21)cos(21coscos单边带调幅单边带调幅tKmUuortKmUussmossmo)cos(21)cos(21三三 同步检波同步检波低 通 滤 波 器xyKuouo限 幅 放 大uiuRCtUuttmUusRmRssmicoscos)cos1()2cos(41)2cos(41cos212cos2121)2coscos21cos212cos2121()2cos2121)(cos1(cos)cos1(2tmtmtmtUKUttmtmtUKUttmUKUttmUKUuKuusssRmsmssRmsmsRmsmsRmsmRio四四 混频器混频器采用超外差式的调幅广播的接收设备中，采用超外差式的调幅广播的接收设备中，对所接收的高频调幅波先经过变频后再进对所接收的高频调幅波先经过变频后再进行检波，用固定调谐放大器对中频调谐波行检波，用固定调谐放大器对中频调谐波进行放大，从而大大提高接收机的灵敏度进行放大，从而大大提高接收机的灵敏度和选择性。和选择性。频谱搬移频谱搬移带 通 滤 波 器xyKuouousul为一高频正弦波本机振荡电压，高频调幅波tUuttmUulLmlsSmscoscos)cos1(ttmUKUttmUKUtttmUKUuKuuslLmSmslLmSmlsLmSmlso)cos()cos1(21)cos()cos1(21coscos)cos1(ttmUKUuslLmSmosl)cos()cos1(212则有，带宽大于为若带通滤波器中心频率五五 倍频倍频高 通 滤 波 器xyKuououstKUutKUtKUutUusSmosSmsSmosSms2cos21)2cos1(21coscos22221cos8cos84cos,24ttt实现四倍频电路利用三角函数等式xyK=1xyK=1+_A8RRR8RUO1Vtcost2cost4cos4 其他应用其他应用xyKuouiE可控增益可控增益放大器放大器iouKEu)(绝对值电路绝对值电路xy-Kuoui Auo压控方波三角波发生器压控方波三角波发生器C CU UZ Z U Uc c现频率可调从而通过模拟乘法器实电速率，可改变积分电容的充放ZCoUKUu1