N象限变跨导乘法器

N象限变跨导乘法器

为了克服图5.4-25所示的乘法器的缺点，在基电路的基础上，采用了双重差分放大式结构，设计出如图5.4-27所示的N象限变跨导乘法器。

该电路的基本原理是，输入电压UX控制了由V1、V2及V3、V4组成的上半部双差分对的基极回路，输入电压UY控制了双差分对恒流源的分配，因此，恒流源控制电压UY可正可负，以此实现了N象限工作。由于V5、V6之间接有电阻RY，就可使UY远大于UT，改善了线性，扩大了输入电压范围，还减小了温度T的影响。

对图5.4-27所示电路进行定量分析可得出UO与UX、UY的关系为：UO=KUXUY

式中 K为乘法器标度系数。

由上两式看出，改变电阻RY就可方便的改变K值，使用比较灵活，便于集成，所以图5.4-27所示的N象限变跨导乘法器是相当实用的乘法器，被广泛地应用于通信技术中的调制解调，混频、检波等交流工作状态中。国外有MC1496/1596、UA796、LM1496/1596等器件，国内已有CF1496/1596、XXC等。在有的资料中也称此电路为平衡调制器。

图5.4-27所示的双重差分电路，仍存有两点明显不足之处，首先是UX的输入动态范围及线性范围很小，如果要处理较大的模拟量，式5.4-3所示的乘法关系就不一定成立，其次是与温度T仍然明显有关，所以将其作模拟运算使用是不能满足需要的。

进行乘法运算广泛使用的是如图5.4-28所示的线性化可变跨导乘法器的基本电路，这里对输入信号电压UX作了预处理，从而改善了UX输入的线性及动态范围。

对图5.4-28所示的电路进行定量分析可得

由上式可以看出输入UX与输出UX之间呈反双曲正切函数关系，这样就对输入信号进行了预处理，再将UX送入双重差分电路V5~V3的基极，使差分电路的双曲正切函数非线性更能得到补偿。使合成电路的输入、输入电压之间呈线性关系。其表达式为：

只要改变RX、RY就可任意选用K值、通常总是选用K=0.1。由上式可看出，温度T的影响也被消除。该电路成为线性良好的N象限乘法器。