【正文】 定性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于調(diào)制、解調(diào)及混頻電路中。 另一種是較為理想的模擬乘法器，屬于通用的乘法電路，用戶可用這種乘法器按需要設(shè)計(jì)，完成其功能。輸入電壓 v1(t)和 v2(t)可以是任意的，即其波形、幅度、極性和頻率 (包括直流 )均不受限制。 二象限相乘器：只對一個(gè)輸入電壓能適應(yīng)正、負(fù)極性，而對 另一輸入電壓只能適應(yīng)一種極性。 因?yàn)橄喑似饔袃蓚€(gè)獨(dú)立的輸入信號，不同于一般放大器只有一個(gè)輸入信號，所以，相乘器的特性經(jīng)常是以一個(gè)輸入信號為參變量，確定另一輸入信號與輸出信號之間的特性。這個(gè)例子說明，在特定情況下，即兩個(gè)輸入電壓中有一 個(gè)是直流信號時(shí)，相乘器可以看成是一個(gè)線性電路，表現(xiàn)了 它的線性特性。 2) 只要輸入信號中有一個(gè)電壓為零，則相乘器 的輸出電壓恒為零。 o v x / V–8 – 6 – 4 – 2 2 4 6 82468– 2– 4– 6– 8– 2V–6 V– 1 0 VK= 1 /V110v Y = 10Vv o /V6 V2 V 注意，在實(shí)際相乘器中，由于各種原因，其實(shí)際特性往往與理想特性有區(qū)別。 VCCRCRCi1i2i3i4T1T2T3T4i5i6T5T6I0– VEE+v1–+–v2vo圖 2212 雙差分模擬相乘器原理圖 由圖可見， T1與 T T3與 T4組成兩對差分電路，作為上述兩對差分電路的恒流源 T5與 T6也是一對差分電路，其恒流源為 Io。同時(shí)也說明相乘器輸出端的頻率分量相對非線性器件頻率變換后的頻率分量少得多，即輸出頻譜得以凈化，這是相乘器實(shí)現(xiàn)頻率變換的主要優(yōu)點(diǎn)。 (3) 預(yù)失真電路 T1~ T6和 T1 T18組成預(yù)失真電路，實(shí) 現(xiàn)反雙曲正切函數(shù)的變換。 2121yx01c04 vvvvv KRRIR ?? (2221) (2221) (2221)式的精確程度與兩個(gè)反饋電阻 Rx、 Ry的大小有關(guān)，因?yàn)橹挥性?Rx、 Ry足夠大時(shí)，負(fù)反饋才能足夠深，v v2的動(dòng)態(tài)范圍才能足夠?qū)挕? R3I3R13I13– VEERxRyvxvy+–+–+ VCCR1RcRc– +vo1 2 14 5610114891 2 3 13 7M C1 4 9 5 / M C1 5 95圖 2214 外圍元件連接圖 若要求 vx， vy的動(dòng)態(tài)范圍均為 ?10V時(shí)，元件參數(shù)可 按下列步驟計(jì)算： ① 偏置電阻 R3和 R13， R3， R13分別為 3腳和 13腳的外接 電阻，通常選擇電流 I3 = I0x =1mA； I13 = I0y =1mA 當(dāng) –VEE = –15V時(shí)， ????????????50 010150 033EE133IVRR② 負(fù)反饋電阻 Rx和 Ry 根據(jù)電源流 I3 = I13=1mA，應(yīng)使 ix， iy的最大值滿足 xm a xxm a x)(RVx ?i≤I 3 即 Rx≥ ≤I 13 即 Ry≥ ?? k103x m aIxvym a xym a x)( RVy ?i ?? k1031m a xyIv??? ???? ? k3102 9152 331CC1 IVVR③ 負(fù)載電阻 Rc 當(dāng) I3， Rx， Ry確定后，增益系數(shù) K僅與 Rc有關(guān)，當(dāng) 時(shí)，由式 (2221)可得到 ?????????????? ? k5)1010()10(10 12121 233yx3c RRkIR④ 電阻 R1的選擇 R1是 VCC與 1腳之間的電阻，當(dāng) VCC= ＋ 15V時(shí)，通常 1腳對地的電壓至少要＋ 7V，現(xiàn)取 V1= ＋ 9V，則 R1為 )V(101?K 模擬乘法器的實(shí)用電路如圖 2215所示。具體調(diào)整步驟如下： ① vx= vy=0，調(diào)節(jié)電位器 Rw3，使 vo= 0； ② 令 vx=5V， vy=0V，調(diào)節(jié)電位器 Rw2，使 vo=0； ③ 令 vx=0V， vy=5V，調(diào)節(jié)電位器 Rw1，使 vo=0； 重復(fù)上述步驟，使 vo=0。 二極管平衡相乘器 利用二極管的非線性特性也可以構(gòu)成相乘器，并且多采用平衡、對稱的電路形式，以保證調(diào)幅及其它頻率變換的性能要求。 v2i2D1D4D2D3+–i1i3viiL 1 . 2+ iL 3 . 4RLB1B2+–v 2+–v 2+ v 1 –+v 1 –+v2+ v 1 –+ –D1 D 4D2D3+––viRLB1B2v 1v 2+v 2–圖 2216 二極管雙平衡相乘器 圖 2217 二極管環(huán)形相乘器 當(dāng)輸入信號較小時(shí)，二極管的非線性表現(xiàn)為平方特性；而當(dāng)信號較大時(shí)，二極管特性主要表現(xiàn)為導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)的相互轉(zhuǎn)換，即開關(guān)式工作狀態(tài)。 v1正半周時(shí) D D2導(dǎo)通， D D4截止；負(fù)半周時(shí) D D2截止， D D4導(dǎo)通。若 ?1較高， 則 3?1 ? ?2， 5?1 ? ?2，等組合頻率分量很容易被濾除， 故環(huán)形電路的性能更接近理想相乘器。 本 節(jié) 小 結(jié) 本節(jié)所討論的內(nèi)容是學(xué)習(xí)非線性電路的重要基礎(chǔ)。非線性電路具有頻率變換作用。 。 。其實(shí)現(xiàn)方法主要有集成模擬相乘器和雙平衡式二極管環(huán)形相乘器。 ，工程上往往根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行某些合理的近似分析。它可以是非線性電阻、非線性電抗(電容或電感 )；也可以是二極管、三極管，或者是由以上元件組成的完成特定功能的電子電路。如調(diào)幅、檢波、混頻等。 故 iL3,4= –2gD v2 S1(?1 t – ?) (2224) 再看圖 2216，流過負(fù)載的總電流為 iL= iL1,2+iL3,4 = 2gD v2 [S1 (?1 t) –S1(?1 t – ?)] (2225) 式中 [S1(?1 t) – S1(?1t – ?)]稱為雙向開關(guān)函數(shù)，其波形 如圖 2219所示。實(shí)際應(yīng)用中也比較容易滿足大信號要求。 圖 2216是二極管平衡相乘器的原理性電路 (也可將四只二極管畫成環(huán)行，叫作環(huán)行相乘器，它由圖 2217所示的兩個(gè)平衡相乘器組成 )。 如有偏差，可重復(fù)上述步驟。乘法器電路由于工藝技術(shù)、元器件特性不一致，將會產(chǎn)生乘積誤差。通常 vv2的幅值可達(dá) 10V左右， v0滿刻度的精度約為 1%~2%。這 樣就擴(kuò)展了輸入信號 v2的動(dòng)態(tài)范圍，所以不必采用反雙 曲正切變換了?，F(xiàn)簡單說明如下： (1) 輸入級信號 v1由 ④ 、 ⑧ 端輸入， T1 ~T4組成復(fù)合管差 動(dòng)輸入級，以提高輸入阻抗，其阻抗可達(dá) 20~35M?； v2輸 入端的差動(dòng)結(jié)構(gòu)與 v1輸入端相同。 T1與 T3集電極接在一起作一個(gè)輸出端， T2與 T4集電極接在一起作另一個(gè)輸出端，可以平衡輸出，也可以將其中任意一端接地變成單端輸出。 ② 輸出特性的非線性。放大器 的增益與該直流電壓有關(guān)。理想相乘器的四象限輸出特性如圖 2211所示。例如，若相乘器兩輸入端電壓分別是 v1(t) = V1m cos?1t v2(t) = V2m cos?2t 相乘器的輸出電壓為 1. 線性與非線性特性： vo(t) = K V1m V2m cos?1t ? cos?2t =K V1m V2m[cos(?1+?2)t+cos(?1 – ?2)t] (2219) 其中，既無 ?1分量，也無 ?2分量，而出現(xiàn)了兩個(gè)新的 頻率分量 ?1 ? ?2，即實(shí)現(xiàn)了非線性電路的頻率變換作用， 表現(xiàn)了它的非線性特性。 目前采用的模擬相乘器，大多數(shù)為四象限相 乘器。 X ZYZYX圖 229 模擬相乘器符號 根據(jù)乘法運(yùn)