第八章模拟乘法器及其应用电子电路基础
x
y
K
u x
u y
u o
x
y
u x
u y
u o u x
u y
u o
K§ 1 概述模拟乘法器的工作象限:一、二、四象限
§ 2 乘法器在模拟运算中的应用一、乘积和乘方运算电路平方运算电路 立方运算电路二 除法运算电路
21 ii?
2
O1
1
X
R
v
R
v
YO1O vKvv?
Y
X
1
2
O v
v
KR
Rv
令 K= R2 / R1则
Y
X
O v
vv
Vy>0,保证运放工作于负反馈状态
R 2
R 1
K
x
y
u x > 0
u o
u i
同 相 除 法 电 路 x
i
o
oxii
Ku
u
R
R
u
R
uKuu
R
u
)1(
0
2
1
12

)(1 X
1
2
O vR
R
Kv
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。
2
O1
1
X
R
v
R
v
2OO1 Kvv?
三 平方根运算电路四 开立方运算电路
3
X2
1
2
O
2
O2
1
X
3
O
2
OO1O2
2
OO1
=
==
v
KR
R
v
R
v
R
v
vKvKvv
Kvv

当 vI为正值时,vO为负值,
当 vI为负值时,vO为正值。
五 函数发生电路
x
x
y
K = 1
R 3
R 4
R 1
R 2
f ( x )
u o 1
xRR RRRxRRxf
43
4
1
22
1
2 )1()(

§ 3 乘法器在通信系统中的应用一 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 使一个信号的幅度受另一个信号幅度的控制,幅度调制也称 调幅,用 AM表示。
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 调频,用 FM表示 。
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 调相,用 PM表示。
调 制 频率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 调制信号,高频振荡信号称为 载波信号,经调制后带有调制信号信息的高频振荡信号称为已 调波 。
解 调是调制的反过程,解调也称为 检波 。如把调幅信号中的载波去掉,把调制信号即包络线取出,即为调幅波的解调。
二 振幅调制普通调幅 带 通 滤 波 器
x
y
K = 1
u o
'
u o
tm c o s1
tU
ssm
co s
tmU
tmUtU
ttmUtU
ttmUu
tUu
tUu
ssm
ssmssm
ssmssm
ssmo
ssms
m
)c o s (
2
1
)c o s (
2
1
c o s
c o sc o sc o s
c o s)c o s1(
c o s
c o s
'








调幅波:
高频载波:
调制信号:
sm
m
s
U
Um

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Ff?c
称为载频cf 称为上边频Ff?
c
称为频带FBW 2?
调幅波的上下边带抑制载波双边带调幅 带 通 滤 波 器x
y
K
u o
'
u o
tm?c o s
tU
ssm
co s
tK m UtK m U
tmtKUu
ssmssm
ssmo
)c o s (
2
1
)c o s (
2
1
c o sc o s
'



单边带调幅
tK m Uuor
tK m Uu
ssmo
ssmo
)c o s (
2
1
)c o s (
2
1


三 同步检波低 通 滤 波 器
x
y
K
u o ' u o限 幅 放 大
u i
u R C
tUu
ttmUu
sRmR
ssmi
c o s
c o s)c o s1(

])2co s (
4
1
)2co s (
4
1
co s
2
1
2co s
2
1
1[
)2co sco s
2
1
co s
2
1
2co s
2
1
1(
)2co s
2
1
2
1
)(co s1(
co s)co s1('
2
tmtm
tmtUKU
ttmtmtUKU
ttmUKU
ttmUKUuKuu
ss
sRmsm
ssRmsm
sRmsm
sRmsmRio







四 变频器变频的作用是将不同电台发送的载频不同的高频调幅波信号变换为固定频率的中频调幅波信号,并保持调制规律不变,是信号频谱的搬移过程 。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和选择性。
带 通 滤 波 器
x
y
K
u o
' u
o
u s
u l
为一高频正弦波本机振荡电压,
-高频调幅波


tUu
ttmUu
lLml
sSms
co s
co s)co s1(
ttmUKU
ttmUKU
tttmUKUuKuu
slLmSm
slLmSm
lsLmSmlso
)c o s ()c o s1(
2
1
)c o s ()c o s1(
2
1
c o sc o s)c o s1('






ttmUKUu
slLmSmo
sl
)co s ()co s1(
2
1
2




则有
,,带宽大于为若带通滤波器中心频率五 倍频高 通 滤 波 器
x
y
K
u o
' u o
u s
tKUu
tKU
tKUu
tUu
sSmo
sSm
sSmo
sSms
2co s
2
1
)2co s1(
2
1
co s
co s
2
2
22'

§ 4 其他应用
x
y
K u o
u i
E
可控增益放大器 io uKEu )(?
绝对值电路
x
y
- K
u
o
u
i
A
u
o
'
压控方波三角波发生器
C
UZ
Uc
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
ZCo UKUu1
其他功能,如
1c o s8c o s84c o s
,
24 ttt
实现四倍频电路利用三角函数等式
x
y
K = 1 x
y
K = 1 +
_
A
8 R
R
R
8 R
U O
1 V
t?cos t?
2cos
t?4cos