АНАЛОГОВые перемножители

Лекция 24

АНАЛОГОВые перемножители

 

Введение

Подобно операционному усилителю (ОУ) электронный аналоговый умножитель представляет собой универсальное устройство, с помощью которого осуществляется ряд операций в области вычислительной техники, радиотехники и измерительной темнике. В вычислительной технике аналоговый перемножитель (АП) используется в качестве самостоятельного устройства для выполнения математических операций умножения и возведения в квадрат, а совместно с ОУ – для операций деления, извлечения квадратного корня и определения среднеквадратического значения. В радиотехники АП находит ши­рокое применение как: смеситель, преобразователь частоты, модулятор, удвоитель частоты, амплитудный, частотный или фазовый детектор, для автоматического регулирования усиления и т.д.

В сущности АП представляет собой двухвходное активное устройство, выходное напряжение которого пропорционально произведению двух его входных аналоговых сигналов.

Современные интегральные АП и ОУ дополняют друг друга, а их комбинации позволяют реализовать практически любые операции над аналоговыми сигналами.

Существующие типы АП можно разделить на две группы:

– балансные модуляторы, предназначенные для работы в широкой полосе частот (40 МГц и выше) при малых уровнях входных сигналов (до 0,5 В). Это, например, ИС526ПС1.

– аналоговые перемножители, предназначенные для работы б узком диапазоне частот при больших уровнях входных сигналов (до 10 В). Это, например, ИС525ПС1.

Основные способы построения АПС

Перемножители на основе управляемого сопротивления

Перемножители на основе управляемого сопротивления наиболее просты. Если сопротивление пропорционально управляющему напряжению, то ток через это сопротивление пропорционален произведению или частному входного и управляющего сигналов.

Данный тип перемножителей-делителей целесообразно использовать в тех случаях, когда для двух квадрантов необходимо получить максимальное быстродействие и не требуется высокая точность вычисления.

 

Умножители на логарифмических усилителях

1) ln Ux , In Uy 2) Uo = k1(lnUx + lnUy)=k2 ln(UxUy) 3) Uвых = k3antiln Uo = k3 antiln (ln (UxUy) )) = kUхUу

Параболические перемножители

Известны различные формы параболических АПС, например, двухчленные:   UхUу =0,25((Uх + Uу)2 − (Uх −Uy)2); (*)

Аналоговые перемножители на дифференциальных транзисторных парах (ДТП)

Основные достоинства: - высокая точность (погрешность перемножения 0,25 – 2%) - широкая полоса пропускания

Перемножители на основе управляемого напряжением дифференциального делителя тока

        – температурный параметр Б-Э перехода

Перемножители на основе управляемого током дифференциального делителя тока

Выходной ток: Iz = I1 − I2 = (2y − 1) Io; Iz = -Ix Iy /Iв = k Ix Iy, k = 1/Iв.

Перемножители с нормировкой токов

В упрощенной схеме типового полупроводникового перемножителя (рис. 4) умножение осуществляет дифференциальный каскад на транзисторах Т5 − Т8.…   Uвых = k1 Uх Uу,

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ИНТЕГРАЛЬНЫХ АПС

Система электрических параметров АПС насчитывает более 50 наименований. Большинство параметров АПС идентично параметрам ОУ, и поэтому методы их…     Погрешность перемножения в процентах от полной…  

ПРИМЕНЕНИЕ АПС В УСТРОЙСТВАХ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

 

Делитель напряжения

Рис. 5  

Возведение в степень

При параллельном соединении двух входов X и У перемножителя образуется схема, возводящая в квадрат, выходное напряжение которой U_вых = k U_х² – пропорционально квадрату входного напряжения

Возведение в более высокие степени достигается простым последовательным включением нескольких АПС.

 

Извлечение корня

Рис. 6     Из анализа структурной схемы можно записать, что напряжение на входе ОУ