模拟乘法电路设计报告.doc

模拟乘法电路设计报告
对数电路部分如图2所示。
图2 对数运算电路
根据二级管伏安方程:
利用运算放大器“虚断”和“虚短”的特性，可以得到下式，可见Is和UT都是与温度相关函
模拟乘法电路设计报告
对数电路部分如图2所示。
图2 对数运算电路
根据二级管伏安方程:
利用运算放大器“虚断”和“虚短”的特性，可以得到下式，可见Is和UT都是与温度相关函数，所以运算结果受温度影响较大。
反相加法电路部分如图3所示
图3 反向加法电路
根据“虚短”和“虚断”的特性有
当R1=R2=R时，则公式可化简为
指数电路如图4所示
图4 指数运算电路
根据“虚短”和“虚断”的特性有
可见，对于指数电路同样具有温度特性较差的问题。

图5 模拟乘法运算电路原理图
使用multisim绘制的模拟乘法运算电路如图5所示，图中的U4A和U1A为对数运算放大器，U2A为反相加法运算放大器(用于将U4A和U1A的输出求和)
，U3A为指数运算放大器。
输入的u1和u2经过U1A和U4A对数运算电路输出为:
u4A和u1A经过U2A加法运算电路输出为:
u2A经过U3A指数运算电路输出为:
由于Q1、Q2、Q3晶体管完全相同，则Is相等，并且R1=R3=R10=1k=R，所以上式最终可化简为:
从上式可以看出，该电路容易收到晶体管温度函数Is的影响，会导致电路输出电压存在误差，而仿真的过程中也验证了这一点。图6是输入相同的电压下在不同时刻的仿真截图， 因此，如果要得到稳定的输出电压，则需要将公式中的Is项去除。
图6 Is对乘法运算的影响

在设计模拟乘法器当中需要注意器件的参数选择，不同型号的运算放大器所施加的静态偏置电压不同。仿真出现的误差，设计时尝试在运放负反馈添加电容来增加运放的稳定性，但是效果不明显，查阅相关资料后，可以将乘法电路与除法电路结合，通过引入另外一个固定参考电压信号Vz(Vz也受到Is影响)，让乘法运算的结果与Vz进行除法运算，即可将Is消除。