基于模拟乘法器和同步检波电路的研究

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摘要：模拟乘法器有两个输入端和一个输出端，且输出电压与这两个输入端的电压的乘积成正比，公式表示如下：u0=kui1ui2式中k为比列系数，可以取正值也可以取负值。当k取正值时，为同相乘法器；当k取负值时，为反相乘法器。能实现乘法器的方法很多，文章主要介绍变跨导式模拟乘法器，这是由于该乘法器电路结构简单、容易制成集成电路以及工作频率比较高，已被广泛使用。同步检波器是_种小信号线性检波器，其核心组成结构是由一个双差分放大电路构成的模拟乘法器，它还包括副载波恢复电路和低通滤波器（LPF）等构成。同步检波器可以对一般调幅波进行解调，也可以对平衡调幅波进行解调。

关键词：模拟乘法器；变跨导式模拟乘法器；同步检波器

1引言

集成电路是指一种微型电子器件或部件，它是采用一定的工艺手段，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等电子元件用布线相互组成一体，最后制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上。然后，把制成的产品封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。其中所有电子元件在结构上，已经组成一个完整的整体，使电子元件向着微小化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进。

2014年，中国集成电路市场规模超过1万亿元，增速高于全球市场。据中国报告大厅的《2014-2020年中国集成电路行业竞争格局分析及投资可行性分析报告》指出，受多样化应用的驱使，电子市场规模仍将持续保持高速增长，投资达到1.2万亿元，占全球集成电路市场的半壁江山，同比增长将超过10%，远超全球3%的增速，继续成为引领全球集成电路市场增长的势头。国际市场竞争日益加剧，国内政策、资金环境的改善，将促使全球产业格局发生变动。在旺盛的市场需求带动下，技术、资金的转移加速，我国的集成电路产业，将迎来新的发展机遇。预计2015年，国内产业销售收入将达到3500亿元，年平均增长率达到18%。

在云计算、大数据技术进步推动物联网、移动互联网不断改善用户体验的今天，逐渐渗透到人们的日常生活中。智慧城市的各种项目不断落实，带动能源管理、城市安全、远端医疗、智慧家庭、智慧交通等相关应用领域对IC芯片的需求不断提升。这些都是在高科技发展的今天完成的，高科技的发展离不开基础的知识，如电子行业的发展，可以促进高科技的发展。人们的衣食住行，都已经离不开这些高科技的产品，如人们使用的手机、电视机等等，一系列的电子产品。

总之，电子产品对人们的生活有着重要的作用，下面将介绍电子行业中的基础器件模拟乘法器和同步检波电路。

2模拟乘法器

近年来，单片的模拟乘法器发展非常的迅速，由于高科技技术的不断提高，使得制成的模拟乘法器性能也不断提高。另外，价格也比较实惠低廉，使用非常方便，所以在生活中应用也比较广泛，不仅应用在模拟信号的运算，而且还扩展到电子测量仪表、无线电通信各个邻域。

模拟乘法器有两个输入端和一个输出端，且输出电压与这两个输入端的电压的乘积成正比，公式（1）所示：

u0=kui1i2 （1）

式中k为比列系数，可以取正值也可以取负值。当k取正值时，为同相乘法器；当k取负值时，为反相乘法器。提高乘法器的线性度，减小非线性误差成为研究模拟乘法器的一个重要方向。

能实现乘法器的方式有很多，在这主要介绍一种乘法器，那就是变跨导式模拟乘法器，这种乘法器电路比较简单，还容易对它集成以及工作的频率比较高。目前已被人们公认为是优良的通用性模拟乘法器，被许多集成的模拟乘法器所采用。

变跨导式模拟乘法器是以恒流源式差动放大电路为基础，采用变跨导的原理而形成的。我们知道恒流源式差动放大电路输出的电压，如下公式（2）所示：

从公式（5）中可以看出，输出的电压u0与输入电压ui1和ui2的乘积，最终实现了乘法运算。目前已经有人给出了基于ADL5391的宽带乘法器的典型应用电路，并对其进行了测试.最后设计了基于ADL5391的二倍频电路，测试结果表明该二倍频电路具有性能稳定、工作频带宽、测量精度高、抗干扰能力强等优点。

变跨导式模拟乘法器，如果用于实际问题中，它还存在漏洞。譬如ui2幅度较小不满足ui2>>uBE3时，运算误差较大，实际的乘法器还要在这个的基础上进行改进。

3模拟乘法器的应用

随着电子技术的发展，集成模拟乘法器应用也越来越广泛，它不仅应用于模拟量的运算，还广泛应用于通信、测量仪表、自动控制等科学技术领域。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。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。

为克服现有调零技术的不足，分析了模拟乘法器零漂产生的原因，建立了乘法器的等效模型，提出了一种高精度的模拟乘法器零漂补偿电路；采用传输线变压器技术、低阻调零技术、温度补偿技术和数字调零技术提高零漂抑制效果，对零漂补偿电路参数提取方法进行了研究。实验结果表明：采用综合补偿技术后，可以将模拟乘法器的原始零漂降低3个数量级。

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。