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主题：[灌水] |
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 [灌水] |
第6章 集成模拟乘法器及其应用
6.1集成模拟乘法器
教学要求
掌握集成模拟乘法器的基本工作原理；
理解变跨导模拟乘法器的基本原理；
了解单片集成模拟乘法器的外部管脚排列及外接电路特点。
一、集成模拟乘法器的工作原理
（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。其符号如下图所示，K为乘法器
的增益系数。
1.模拟乘法器的类型
理想乘法器—对输入电压没有限制， ux= 0 或 uy = 0 时，uO = 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—ux= 0 ， uy = 0 时，uO ¹ 0，此时的输出电压称为输出输出失调电压。ux= 0，uy ¹ 0
（或 uy = 0，ux ¹ 0）时，uO ¹ 0，这是由于uy（ux ）信号直接流通到输出端而形成的，此时 的输出电
压为uy（ux ）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uO与输入电压uy、ux的乘积成正比，所以差分放大电路具有乘法功
能。但uy必须为正才能正常工作，故为二象限乘法器。当 uY 较小 时，相乘结果误差较大，因 IC3 随 uY
而变，其比值为电导量，称变跨导乘法器 .
二、单片集成模拟乘法器
实用变跨导模拟乘法器由两个具有压控电流源的差分电路组成，称为双差分对模拟乘法器，也 称为双
平衡模拟乘法器。属于这一类的单片集成模拟乘法器有MC1496、MC1595等。MC1496内部电路如下图所示。
6.2 集成模拟乘法器的应用
教学要求
掌握集成模拟乘法器的基本运算电路；
理解倍频、混频与鉴相电路的特点；
掌握调幅和解调的原理。
一、基本运算电路
1.平方运算
将模拟乘法器的两个输入端输入相同的信号，平方运算电路如下图所示：
2.除法运算器
由集成运放和模拟乘法器组成，除法运算电路如上图所示。当 u1 > 0 时，uO < 0，为使 u3 < 0，则 u2 >
0 ； 当 u1 < 0 时，uO > 0，为使 u3 > 0，则 u2 > 0 。
3.平方根运算
4.压控增益 改变直流电压UXQ的大小，就可以调节电路的增益。
二、倍频、混频与鉴相
1.倍频电路
当两个输入信号为同频率的信号即可实现两倍频作用。如下图所示。
2.混频电路
模拟乘法器的输出为两个输入信号的和频和差频信号，即实现了混频作用，若用滤波器取出和频（信
或差频）号输出，就称为混频，电路如下图所示。
3.鉴相电路
鉴相电路用来比较两个输入信号的相位差，即它的输出电压与两输入信号之间的相位差成正比，用模
拟乘法器构成的鉴相电路如下图所示。作出uo与φ的关系曲线称为鉴相特性曲线，当|φ|≤0.5rad（约30°
）时，sinφ≈φ，鉴相特性接近于线性。
三、调幅与解调
（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。设 f = 1 kHz，λ=C/ƒ=3×108/103=3×105（m），显然，低频信号直 接发射是不现实的。
(2) 使接收者能区分不同信号。
2. 调制和解调
调制(Modulation)— 将低频信号装载于高频信号。
解调(Demodulation)— 将已调信号还原为低频信号。
3.调制(解调)的方式
调幅 AM (检波) 、调频 FM (鉴频) 、调相 PM (鉴相)
4.信息传输系统
（二）调幅原理
用低频信号去改变高频信号的幅度，称为调幅。经调幅后的高频信号称调幅信号，把没有调幅的等幅
高频信号称为载波信号，它是运载低频信号的工具。
1.单频调制波形
2.采用乘法器实现调幅
采用模拟乘法器构成的调幅电路如下图所示。调幅系数表示载波受低频信号控制的程度，为了不产生
调幅失真，要求UYQ≧UΩm。
3.调幅波(已调波)频谱
4.双边带调幅和单边带调幅
由于载波本身不包含信息，为了提高设备的功率利用率，可以不传送载波而只传送两个边带信号，这
种调制方式称为抑制载波双边带调幅，简称双边调幅，用DSB表示。
由于上、下边频带中的任何一个边频带以及功能包含调制信号的全部信息，因此为了节省占有的频带
、提高波段利用率，可以只传送两个边带信号中的任何一个，称为抑制载波单边带调幅，简称单边调幅，
用SSB表示。
（三）采用乘法器实现解调(检波)
调幅波的解调又称幅度检波，简称检波，它是调幅的反过程。
第六章网上自测
1. 理想模拟乘法器输入信号中有一个为非零恒定值，输出与另一输入之间为什么关系? A. 线形
B. 非线形
C. 不一定
2.模拟乘法器只能实现乘法运算? A. 是
B. 不是
C. 不一定
3. 集成模拟乘法器是一类应用很广泛的线性模拟集成电路么? A. 是
B. 不是
C. 不一定
4.差分放大电路不仅具有放大功能，还具有乘法功能么？ A. 是
B. 不是
C. 不一定
5. 平方运算电路输入相同的正弦波信号，可实现倍频信号么？ A. 是
B. 不是
C. 不一定
6.若乘法器只对一个输入电压能适应正、负极性，而对另一个输入电压只能适应一种极性，则称为什么类型的乘法器。 A. 四象限 B. 二象限 C. 单象限 7.在由集成运放和模拟乘法器构成的除法运算电路中，对由模拟乘法器输入端输入的信号极性的要求为什么极性? A. 负极性 B. 正极性 C. 正负均可 8. 鉴相电路是用来比较两个输入信号之间的什么? A. 幅度 B. 频率 C. 相位 9..用待传输低频信号去改变高频信号的幅度，称为什么? A. 调频 B. 调幅 C. 调相 10.理想模拟乘法器具有什么的特点 A. 增益系数K可变化 B. 两个输入信号可为任意值 C. uX、uY都为零时输出才为零
参考答案及测试结果
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题号 正确答案 你的答案 小题得分
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 2006-10-15 13:18:01 |
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