1、3.12 模拟乘法器一实验目的1 了解模拟乘法器的构成和工作原理。2 掌握模拟乘法器在运算电路中的运用。二实验原理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。1 模拟乘法器的基本特性模拟乘法器是一种完成两个模拟信号（连续变化的电压或电流）相乘作用的电子器件，通常具有两个输入端和一个输出端，电路符号如图 3-12-1 所示。Kuxuy uo图 3-12 模 拟
2、乘 法 器 的 电 路 符 号若输入信号为 , ,则输出信号 为：xuyou=k ox式中： k 为乘法器的增益系数或标尺因子，单位为 V .1根据两个输入电压的不同极性，乘法输出的极性有四种组合，用图 3-12-2 所示的工作象限来说明。I(-)+=(-) I(+)=(+)I(-)=(+) IV(+)-=()图 3-12 模 拟 乘 法 器 的 工 作 象 限若信号 、 均限定为某一极性的电压时才能正常工作，该乘法器称为单象限xuy乘法器；若信号 、 中一个能适应正、负两种极性电压，而另一个只能适应xyu单极性电压，则为二象限乘法器；若两个输入信号能适应四种极性组合，称为四象限乘法器。2 集
3、成模拟乘法器集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595 、F1596 、MC1495、MC1496、LM1595、 LM1596 等。下面介绍BG314 集成模拟乘法器。（1） BG314 内部结构如图 3-12-3 所示，外部电路如图 3-12-4 所示：V3V41843765ux+-V1A4k 4k505050IOXIOX 5050 504k 4kV1B142uo+-912ur+-10137IOY IOY图 3-12 BG314内 部 电 路BG314uo-+R1Rc Rc+VC-VER13R3uXuY 1234 56789 101121314图 3-124 外 接 电 路输出电压
4、=k ouxy式中 k= 为乘法器的增益系数。yxocRI2（2） 内部结构分析a 当反馈电阻 和 足够大时，输出电压 与输入电压 、 的乘xy ouxuy积成正比，具有接近于理想的相乘作用；b 输入电压 、 均可取正或负极性，所以是四象限乘法器；xuyc 增益系数 k 由电路参数决定，可通过调整电流源电流 进行调节，oxIBG314 增益系数的典型值为 k=0.1V ;1d k 与温度无关，因此温度稳定性较好。当然，乘法器的输入信号动态范围还是有限的。特别是当输入信号幅度增大而负反馈电阻 、 又不够大时，同时考虑到晶体管的电压 电流关系xRy并不是完全理想的指数规律特性因素，输入信号动态范围
5、受到限制。理论上讲，允许的输入信号电压的极限值为： 0图 3-126 除 法 电 路ui1uo1 8利用理想运放特性可得：2121120ioiooiukRiRu联 立 以 上 四 式 可 得 ：上式表明 的商成正比。在图 3-12-6 中还可看出，为了保证21iio除 以与运算放大器处于负反馈工作状态， 则可正可负，所12ii uu必 须 大 于 零 ， 而以是二象限除法器。（3）平方根电路uoKRRR2图 3-127 平 方 根 运 算 电 路ui1 8图 3-12-7 所示为平方根运算电路， ，从上式可以看出，只kuio有 为负值时，才能实现开方运算。若要对正输入信号开平方，可以加入反iu相器等环节。三实验任务1 预习要求（1） 了解集成模拟乘法器的基本结构及其内部结构（2） 熟悉 BG314 外部电路参数的估算方法2 设计任务（1） 试设计一个 的电路，其中2iou)(1054.3sni 3VttUumi 已知 -5V k=0.1VVxy1（2） 设计一个能实现加、减、乘、除四则运算的电路四实验报告要求同实验 2五思考题1用模拟乘法器如何实现开立方电路？六仪器与器件仪器：同实验 2器件：BG314 A741 电阻若干
