模拟乘法器
模拟乘法器原理
模拟乘法器原理乘法器是一种电路设计，用于将两个输入数相乘，并输出它们的乘积。
乘法器常用于数字信号处理、计算机和通信系统中。
乘法器的原理基于布尔代数和逻辑门。
它通常由多个逻辑门和触发器组成，以实现乘法运算。
乘法器的设计要考虑精度和运算速度。
一种常见的乘法器设计是Booth乘法器，它使用偏置编码技术来减少部分乘积的计算。
另一种常见的设计是Wallace树乘法器，它通过级联多个片段乘法器来提高速度。
乘法器的操作原理是分别将两个输入数的每个位进行乘法运算，并将结果相加。
具体步骤如下：1. 将两个输入数分别展开为二进制形式，对应位分别相乘。
最低位乘积直接输入到第一级部分乘积的输入。
2. 对每一位乘积进行部分乘积运算。
部分乘积运算是将当前位乘积和之前的部分乘积相加，并将结果输出到下一级。
3. 重复步骤2，直到所有位的乘积都被计算出来。
4. 对所有部分乘积进行累加，得到最终的乘积结果。
乘法器还需要考虑进位和溢出的问题。
在每一位相乘时，会产生进位位和当前位的乘积。
如果乘积超过了位数的范围，就会产生溢出。
乘法器的性能可以通过速度和面积这两个指标来评估。
速度是指乘法器完成一次乘法运算所需的时间，面积是指乘法器所占据的芯片空间大小。
总结来说，乘法器是一种常见的电路设计，用于将两个输入数相乘。
乘法器的原理基于布尔代数和逻辑门，它的设计考虑了精度和运算速度。
乘法器的操作原理是对输入数的每一位进行乘法运算，并将结果累加得到最终的乘积。
乘法器还需要考虑进位和溢出的问题。
乘法器的性能可以通过速度和面积来评估。
第七章模拟乘法器电路
若带通滤波器中心频率为ω l − ω s，带宽大于2Ω， 1 则有uo = KU SmU Lm (1 + m cos Ωt ) cos(ω l − ω s )t 2
电子线路
五 倍频
us
x y K
uo'
高通滤波器
uo
us = U
'
Sm
cos ω s t
2 Sm
u o = KU
cos ω s t
2 2
uo'
带通滤波器
uo
u = KUsm cosωst ⋅ mcos Ωt 1 1 = KmUsm cos(ωs +Ω)t + KmUsm cos(ωs −Ω)t 2 2
电子线路
单边带调幅
1 u o = KmU sm cos(ω s + Ω )t 2 1 or u o = KmU sm cos(ω s − Ω )t 2
1 ui1 + ui 2 uo = − ⋅ A uy
多个输入除法电路
电子线路
三 平方根运算电路
vO1 vX =− R1 R2
2 vO1 = KvO来自所以有 vO = 1 R2 (−vX) K R1
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。
电子线路
五 函数发生电路
R2 x
x
K=1 y
uo1 R1 f(x)
R3 R4
R2 2 R2 R4 f ( x) = − x + (1 + ) x R1 R 3 + R 4 R1
电子线路
Uiy 运算电路
实验二：模拟乘法器应用实验
3.用MC1596实现倍频:调整模拟乘法器仍工作 MC1596实现倍频: 在平衡状态 ， 在平 衡状态， 在 x 输入端和 y 输入端同时加 输入端和y fi=200KHz， Ui=50mV信号，微调Rw，用示 200KHz， 50mV信号，微调R 波器双踪观察u 波器双踪观察uo(t) 和ui(t)的关系，即有fo=2fi。 (t)的关系，即有f *实验时可只用一个输入信号，然后将x和y通 实验时可只用一个输入信号，然后将x 道短接
2.用模拟乘法器MC1596实现平衡调幅波。 用模拟乘法器MC1596实现平衡调幅波。 a.调平衡：将乘法器y输入端接地,即uy(t)=0,x输入端加 调平衡：将乘法器y输入端接地, (t)=0,x输入端加 入 fx=500KHz,Ux=100mV的输入信号 , 调电位器 RW 使 500KHz,U 100mV 的输入信号, 调电位器R uo(t)=0。 (t)=0 b 分别加入 fx=500KHz,Ux=100mV;fy=50KHz,Uy=200mV 分别加入f 500KHz,U 100mV; 50KHz,U 200mV 的信号时, 微调R 即可得到平衡的双边带信号, 的信号时 , 微调 RW 即可得到平衡的双边带信号 , 描绘 uo(t) 的波形,要特别注意调制信号过零时载波倒相现 的波形, 象。 由小到大变化，观察u (t)的变化， c.保持ux(t)不变，使Uy由小到大变化，观察uo(t)的变化， 保持u (t)不变， 记下变化结果， 并测出最大不失真的 u (t)所对应的 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。 的大小。 d.保持ux(t)不变，fy变化时uo(t)变化情况如何？ 保持u (t)不变， 变化时u (t)变化情况如何？
集成电路模拟乘法器的综合应用
集成电路模拟乘法器的综合应用模拟乘法器是利用晶体管的非线性特性，经过电路上的巧妙设计，在输出中仅保留两路输入信号中由非线性部分产生的信号的乘积项，从而获得良好的乘积特性的集成器件。
在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。
采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分立器件如二极管和三极管要简单得多，而且性能优越。
所以目前在无线通信、广播电视等方面应用较多。
集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。
本实验仅介绍MC1496集成模拟乘法器。
一、实验目的1．了解模拟乘法器（MC1496）的组成结构与工作原理，掌握其调整与特性参数的测量方法。
2．掌握利用乘法器实现振幅调制(AM与DSB)、同步检波、混频、倍频等几种频率变换电路的原理及设计方法。
3．学会综合地、系统地应用已学到模电、数电与高频电子线路的知识，掌握对振幅调制、同步检波、鉴频、混频和倍频电路的设计与仿真技能，提高独立解决问题的能力。
4．掌握二极管包络检波的原理及电路设计方法。
了解二极管包络检波电路中元件选择要求及对检波器性能的影响；学会检波器的检测方法。
二、实验设备与仪器通原与高频信号实验箱一台振幅调制、包络检波、同步检波电路模块一块信号发生器一台数字双踪示波器一台数字万用表一块计算机（MULTISIM仿真软件）三、实验任务与要求1、模拟乘法器1496的构成、基本原理说明①集成模拟乘法器的内部结构MC1496集成模拟乘法器的内部电路结构和引脚排列如图4-1所示。
图4-1 MC1496的内部电路及引脚图MC1496是双平衡四象限模拟乘法器。
其中V1、V2与V3、V4组成双差分放大器，V5、V6组成的单差分放大器用以激励V1～V4。
V7、V8及其偏置电路组成差分放大器V5、V6的恒流源。
引脚8与10接输入电压C u ，1与4接另一输入电压t u ，输出电压o u 从引脚6与12输出。
模拟乘法器作用及电路讲解
摘要随着电子技术的发展，集成模拟乘法器应用也越来越广泛。
用集成模拟乘法器可以构成性能优良的调幅和检波电路，其电路元件参数通常采用器件典型应用参数值。
作调幅时，高频信号加到输入端，低频信号加到Y输入端；作解调时，同步信号加到X输入端，已调信号加到Y输入端。
集成模拟乘法器是实现两个模拟信号相乘的器件，它广泛用于乘法、除法、乘方和开方等模拟运算，同时也广泛用于信息传输系统作为调幅、解调、混频、鉴相和自动增益控制电路，是一种通用性很强的非线性电子器件，目前已有多种形式、多品种的单片集成电路，同时它也是现代一些专用模拟集成系统中的重要单元。
作调幅时，高频信号加到输入端，低频信号加到Y输入端；作检波时，同步信号加到X输入端，已调信号加到Y输入端。
调试时，首先检查器件各管脚直流电位应符合要求，其次调节调零电路，使电路达到平衡。
还需注意：（1）Y 端输入信号幅度不应超过允许的线性范围，其大小与反馈电阻R有关，否则输出Y波形会产生严重失真；（2）X端输入信号可采用小信号（小于26mV）或者大信号（大于260mV），采用大信号可获得较大的调幅或解凋信号输出。
信息传输系统中，检波是用以实现电信号远距离传输及信道复用的重要手段。
由于低频信号不能实现远距离传输，若将它装载在高频信号上，就可以进行远距离传输，当使用不同频率的高频信号，可以避免各种信号之间的干扰，实现多路复用。
关键词：模拟乘法器，调幅器，检波器，MC1496目录第一章、集成模拟乘法器的工作原理 (2)第一节、模拟乘法器的基本特性 (2)一、模拟乘法器的类型 (2)第二节、变跨导模拟乘法器的基本工作原理 (2)第三节、单片集成模拟乘法器 (3)第二章、集成模拟乘法器的应用 (4)第一节、基本运算电路 (4)一、平方运算 (4)二、除法运算器 (5)三、平方根运算 (5)四、压控增益 (5)第二节、倍频、混频与鉴相 (6)一、倍频电路 (6)二、混频电路 (6)三、鉴相电路 (6)第三节、调幅与解调 (7)一、信息传输的基本概念 (7)二、调幅原理 (8)三、采用乘法器实现解调(检波) (10)第三章、MC1496模拟乘法器构成的振幅器 (10)第一节、振幅调制的基本概念 (10)第二节、抑制载波振幅调制 (13)第三节、有载波振幅调制 (14)第四章、MC1496模拟乘法器构成的同步检波器 (14)总结 (17)参考文献 (18)附录 (18)第一章、集成模拟乘法器的工作原理第一节、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。
《模拟乘法器》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。
《模电实验》模拟乘法器
模拟乘法器幅度调制实验姓名：学号：模拟乘法器幅度调制实验模拟乘法器是利用三极管的非线性特性，经过电路的巧妙设计，在输出中仅保留两路输入信号的乘积项，从而获得良好的乘积特性的集成器件。
模拟乘法器其可用于各种频率变化，如平衡调制、混频、同步检波、鉴波、检波、自动增益控制等电路。
本实验利用模拟乘法器MC1496实现幅度调制电路。
一、实验目的1、了解模拟乘法器的工作原理；2、学会利用模拟乘法器搭建振幅调制电路，掌握其工作原理及特点。
3、了解调制系数Ma的测量方法，了解Ma<1、Ma=1、Ma>1时调幅波的波形特点。
二、复习要求1、复习幅度调制器的有关知识；2、分析实验电路中用MC1496乘法器调制的工作原理，并分析计算各引脚的直流电压；3、了解调制系数M的意义及测量方法；4、分析全载波调幅信号的特点；5、了解实验电路各元件的作用。
三、实验电路原理实验电路如下图所示。
该电路可用来实现幅度调制，混频。
倍频，同步检波等功能。
图中R8和R9为负载电阻，R10为偏置电阻，R7为负载反馈电阻。
R1、R2和Rp组成平衡调节电路，调节Rp可以调节1、4两管脚的电位差。
当电位器为0时，电路满足平衡调幅。
当电位差不为零时，输入包含调制信号和直流分量两部分，则可实现普通调幅。
四、实验步骤1、按照电路图焊接电路。
2、实现普通单音调幅：a、在Ux上加入振幅Vx=50mV、频率f=500KHz的正弦信号，在Uy上加入振幅Vy=200mV、频率f=10KHz的正弦信号，调节电位器Rp，使电路工作在不平衡状态，用示波器观察输出波形。
b、保持Ux不变，改变Uy的幅值，当Uy的幅度为50mV、100mV、150mV、200mV、250mV时，用示波器观察输出信号的变化，并作出Ma—Uy曲线。
c、保持Ux不变，fx由小变大，观察输出波形的变化。
3、实现平衡调幅a、将Uy接地，在Ux上加入振幅Vx=50mV、频率fx=500KHz的正弦信号，调节电位器Rp使输出Uo=0.b、在Ux上加入振幅Vx=50mV、频率fx=500KHz的正弦信号，在Uy上加入振幅Vy=200mV、频率f=10KHz的正弦信号，微调调节电位器Rp，得到抑制波的双边带信号。
模拟加法器和模拟乘法器
模拟加法器和模拟乘法器
◆ 汪仁里
模拟加法器和模拟乘法器两者相同点是都有 波形变换。两者不同点在于：模拟加法器是线性叠 加，输出不产生新的频率。模拟乘法器是非线性变 换，输出产生新的频率。通过下面的例子可以深入 了解两者。
模拟信号的相加和相减如图 １ 所示。也可以扩 展成多路信号的叠加。
〔实例 1〕 电话机拨号的 DTMF 信号 拨号一般有“１，２，３，４，５，６，７，８，９，０，＃，＊”１２ 种信 号，在信息电话通信中包含两个字节的 １６ 进制码， 可以显示全部汉字。ＤＴＭＦ 信号中只有 ８ 个基本频 率，分成低频组：６９７Ｈｚ，７７０Ｈｚ，８５２Ｈｚ，９４１Ｈｚ；高 频组：１１９７Ｈｚ，１３６６Ｈｚ，１４７７Ｈｚ，１６３３ Ｈｚ。两组信 号各取一个叠加，成为一个 ＤＴＭＦ 信号，如图 ２ 所 示。 ６９７Ｈｚ ＋１１９７Ｈｚ ＝“１”０００１；６９７Ｈｚ ＋１３６６ Ｈｚ ＝“２”００１０；６７９Ｈｚ ＋１４７７Ｈｚ ＝“３”００１１； ６７９Ｈｚ＋１６３３ Ｈｚ＝“Ｄ”１１０１；７７０Ｈｚ＋１１９７ Ｈｚ＝ “４”０１００；７７０Ｈｚ ＋１３６６ Ｈｚ ＝“５”０１０１；７７０Ｈｚ ＋ １４７７ Ｈｚ＝“６”０１１０；８５２Ｈｚ＋１１９７ Ｈｚ＝“７”０１１１； ８５２Ｈｚ＋１３６６ Ｈｚ＝“８”１０００；８５２Ｈｚ＋１４７７ Ｈｚ，＝ “９”１００１；９４１Ｈｚ ＋１１９７ Ｈｚ ＝“＊”１０１１；９４１Ｈｚ ＋ １３６６ Ｈｚ＝“０”１０１０；９４１Ｈｚ＋１４７７ Ｈｚ＝“＃”
图 6 基于 AD736 的真有效值交流电压表
（上接 ３１ 页）
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*第11章
集成模拟乘法器在高频电路中的应用
11.4 调频与调相 11.4.1 调频与调相 11.4.2 调频方法 11.5 混频、倍频与锁相环路 11.5.1 混频 11.5.2 倍频 11.Fra bibliotek.3 锁相环路
*第11章
集成模拟乘法器在高频电路中的应用
本章重点 • 模拟乘法器及集成模拟乘法器 • 调幅、调频、调相和解调 • 检波、鉴频和鉴相 本章难点 • 混频及倍顿
*第11章
集成模拟乘法器在高频电路中的应用
11.1 模拟乘法器 11.1.1 乘法运算电路 11.1.2 模拟乘法器的应用 11.2 信息传输过程 11.2.1 信息的传输过程 11.2.2 信息传输处理 11.3 调幅与检波 11.3.1 调幅 11.3.2 模拟乘法器调幅电路 11.3.3 模拟乘法器检波电路
图11-6 调幅波波形 (a)调制信号；(b)高频载波；(c)已调波
*第11章 集成模拟乘法器在高频电路中的应用
2. 调幅波的频谱 将式11-9展开，得
uAM (t ) U cm (1 ma cos t )cos ct
1 1 Ucm cos ct maUcm cos(c )t maUcm cos(c )t (11-10) 2 2 从式11-10可以看出，调幅波有三个频率分量，它是由三个高频正弦波 叠加而成的。第一项的频率分量是载波的频率分量，它与调制信号无关； 第二项的频率称为上边频，等于载波频率与调制信号频率之和；第三项的 频率称为下边频，等于载波频率与调制信号频率之差。调制信号的信息包 含在上、下边频分量之内。如果把这些频率分量画在频率轴上，就构成单 频余弦调制的调幅波的频谱，如图11-8所示。这两个边频分量ωc+Ω及ωc－ Ω以载波ωc为中心对称分布，两个边频幅度相等并与调制信号幅度成正比， 与载频的相对位置决定于调制信号的频率，这说明上、下边频中包含着调 制信号的幅度及频率。
u3 R u 2 1 Ku2 KR1 u2
u3 Ku0 u2
即输出电压与两个输入电压的商成比例关系
图11-4 除法电路
*第11章 集成模拟乘法器在高频电路中的应用 11.2
11.2.1
信息传输过程
信息的传输过程
图11-5 信息传输过程 11.2.2 信息传输处理 信息传输处理主要包括调制与解调两个过程
其中
rbe 300
26 r IE单位取mA(下同)，当工作电流较小时 be IE IE g 代入(11-1)式推得 m 26
用跨导来表示差放电路的放大倍数 电路的输出电压为 uo gm Rcux
Au uo Rc g m Rc ux rbe
26 (1 ) IE
（11-6）
*第11章 集成模拟乘法器在高频电路中的应用
通常满足，若用调制信号对载波进行调制，根据振幅调制的定义，在 理想情况下，已调信号的振幅应随调制信号线性变化，已调信号瞬时幅值 为 um (t ) U Ωm uc (t ) U cm kaU Ωm cos t U cm (1 ma cos t ) (11-7) 其中
2. 集成模拟乘法器
集成模拟乘法器是实现两个模拟信号相乘作用的器件，电路符 号如图11-3所示。它有两个输入端ux和uy，输出端为uo，它们之间的 关系是
uo Kux uy
件，无须调零即可使用
K-称为乘法增益系数
模拟乘法器的种类很多，如AD634、AD534L、MC1496等，且不需外接元
*第11章 集成模拟乘法器在高频电路中的应用
ic i b ube ube rbe
(11-1)
I E Rc ux 26
（11-2）
其中
IE
uy 1 I E3 2 2 Re
uo
代入（11-2）得
Rc ux uy Kux uy （11-3） Re 52
Rc Re 52
其中乘法增益系数
K
*第11章 集成模拟乘法器在高频电路中的应用
(11-9)
*第11章 集成模拟乘法器在高频电路中的应用
正常情况下，ma≤1。图11-6(c)所示 调幅波的调幅系数ma＜1，此时振幅变化的 最大值为(1＋ma)Ucm，振幅变化的最小值为 (1-ma)Ucm。当ma=1时，调幅波最大值为2Ucm， 最小值为零。若ma＞1，就要引起调幅失真。 从图11-6(c)可以看出：①调幅波的包 络信号振幅各峰值点的连线完全反映了调 制信号的变化；②调幅波的上下包络相位 相差180°；③调幅波的频率就是载波的频 率。 实际要传送的信号往往是一个复杂的 波形，如图11-7(a)所示，由于调幅波的包 络变化规律与低频信号波形一致，因而可 做出它的调幅波波形，如图11-7(b)所示。
11.1.2
模拟乘法器的应用
1. 平方电路
若uy = ux，则，此时，模拟乘法器称为平方电路。 2. 除法电路 变跨导乘法器还可组成除法电路，如图11-4所示。根据“虚短和 “虚断”可得
则 u3
R2 u1 R1
i1 i2
即
u u1 3 R1 R2
由乘法器的功能可得 因此得
uo
11.3.1
调幅与检波
调幅
1. 调幅信号的表示方式 调幅就是用调制信号控制高频载波的振幅，使高频载波的振幅按调制信 号的变化规律而变化，设调制信号为正弦波，如图11-6(a)所示。其电压表达式为
uΩ (t ) U
Ωm
cos t
（11-5）
载波为一高频等幅波，如图11-6(b)所示，表达式为
uc (t ) U Ωm cos ct
调制
就是一个信号(如光、电磁波等)的某些参数(如振幅、相 位、频率等)按照另一个拟传输的信号(如声音、图像等) 的特点变化的过程 是调制的反过程，亦即把低频调制信号从高频已调信号 中还原出来的过程。调幅波的解调过程称为检波；调频 波的解调过程称为检频；调相波的解调过程称为检相。
解调
*第11章 集成模拟乘法器在高频电路中的应用 11.3
ma
U cm kaU Ωm U cm U cm
(11-8)
式中，ma称为调幅系数，表示载波振幅受调制信号控制的程度；Ka为由调制 电路决定的比例常数。由此可得调幅信号的表达式为
uAM (t ) U m (t )cos ctU cm (1 ma cos t )cos ct
其波形如图11-6(c)所示
• 锁相环路
*第11章 集成模拟乘法器在高频电路中的应用 11.1
11.1.1
模拟乘法器
乘法运算电路
变跨导式乘法电路
带有恒流源的差动 放大电路，ux和uy 作为输入信号，uo 作为输出信号
图11-1 乘法运算
*第11章 集成模拟乘法器在高频电路中的应用
图中三极管的控制作用可以用跨导来表示，即
gm