Аналоговые перемножетели напряжений

1. Аналоговые перемножители напряжений

Студент: Зайцева М.А.
Группа: Фт-350005

2. Устройство и принцип действия

Аналоговым перемножителем напряжений называют
интегральные микросхемы, предназначенные для
выполнения операции перемножения двух сигналов и
выдачи результата перемножения в форме напряжения
, где
- масштабирующее
напряжение.
Четырехквадрантный перемножитель: входные и выходные
сигналы могут быть положительными и отрицательными,
при этом их полярности согласованы
Двухквадрантный перемножитель: выходной сигнал
изменяет полярность при изменении только одного
входного сигнала
Одноквадрантный перемножитель: все сигналы могут быть
только однополярными.

3. Передаточные характеристики перемножителя напряжений

4.

В реальном перемножителе для оценки выходного
напряжения обычно пользуются формулой :
Где
- постоянный коэффициент передачи
умножителя,
- коэффициенты, определяющие смещение,
зависящее от уровня входных сигналов,
- смещение нулевого уровня

5. Базовая схема перемножителя с переменной крутизной и его упрощенная схема

6.

Выходное напряжение дифференциального каскада:
где – сопротивление нагрузки.
При достаточно большом
ток эмиттера транзистора Т3
определяется по формуле:
Уравнение Эберса-Молла:
Если
, то
транзистора :
, откуда крутизна
Тогда выходное напряжение перемножителя:
– коэффициент передачи перемножителя

7. Недостатки приведенной базовой схемы перемножителя

• Входной дифференциальный каскад имеет
симметричный выход, не позволяющий
применять заземленную нагрузку
• Преобразователь может быть только
двухквадрантным
• Нелинейность, даже при очень малом уровне
напряжения

8. Схема четырехквадрантного перемножителя напряжений и преобразователь симметричного сигнала в несимметричный

9.

Для схемы четырехквадрантного перемножителя
можно записать уравнение:
После перегруппировки:
Разностные токи:
После подстановки значений разностных токов в
уравнение для выходного напряжения:
где
Значение разнотсных токов эммитеров можно
записать в виде
Тогда
, откуда

10. Схема входного логарифмического преобразователя напряжения для перемножителя напряжений

Уравнение,
связывающее
напряжение на входе
и выходе
:
Откуда напряжение на
выходе
логарифмического
преобразователя:

11. Основные параметры перемножителей и напряжений

• Абсолютная погрешность перемножения:
• Относительная погрешность перемножения:
Нелинейность перемножения
Напряжение смещения нулевого уровня
Входные токи перемножителя
Полоса пропускания при малом уровне сигнала на
одном из входов и постоянном напряжении – на
другом
• Максимальное значение выходного напряжения
• Максимальный выходной ток

12. Погрешность перемножения

Погрешность перемножения зависит от всех
частных погрешностей:
• Погрешность, вызванная смещением
нулевого уровня
• Погрешность пролезания сигналов
• Погрешность масштабирующего
коэффициента
• Погрешность нелинейности характеристики
перемножения

13. Классификация и типы перемножителей

• По принципу действия: логарифмические, с
широтно-импульсной модуляцией, с
переменной крутизной
• По погрешности перемножения:
перемножители малой(балансные
модуляторы), средней и высокой точности

14. Применение перемножителей

• Различные электронные устройства
• Входят составной частью в
специализированные микросхемы и узлы
• Вычисление активной и реактивной
мощностей
• Определение фазового сдвига двух
напряжений
• Деление частоты сигналов
• др

15.

• Если сигналы
разной частотой:
гармонические и с
то в результате перемножения на выходе
образуется два сигнала:
• Если на оба входа подать один и тот же
сигнал:
то выходное напряжение перемножителя: