模拟乘法器AD834的原理与应用THePrincipleandApplicationofAnalogMultiplierAD834摘要：AD834是美国ADI公司推出的宽频宽、四象限、高性能的模拟乘法器。它工作稳定，计算误差小，并具有低失真和微功耗的特点，本文介绍了AD834模拟乘法器的主要特性、工作原理、应用考虑和应用实例。关键词：模拟乘法器；扩频通信；调制器；AGC电路;AD8341.AD834的主要特性AD834是美国ADI公司推出的宽频带、四象限、高性能乘法器，其主要特性如下：●带符号差分输入方式，输出按四象限乘法结果表示；输出端为集电极开路差分电流结构，可以保证宽频率响应特性；当两输入X=Y=±1V时，输出电流为±4mA；●频率响应范围为DC～500MHz；●乘方计算误差小于0.5％;●工作稳定，受温度、电源电压波动的影响小；●低失真，在输入为0dB时，失真小于0.05％；●低功耗，在±5V供电条件下，功耗为280mW；●对直通信号的衰减大于65dB；●采用8脚DIP和SOIC封装形式。2.AD834的工作原理AD834的引脚排列如图1所示。它有三个差分信号端口：电压输入端口X=X1－X2和Y=Y1－Y2，电流输出端口W=W1－W2；W1、W2的静态电流均为8.5mA。在芯片内部，输入电压先转换为差分电流(V－I转换电阻约为280Ω),目的是降低噪声和漂移；然而，输入电压较低时将导致V－I转换线性度变差，为此芯片内含失真校正电路，以改善小信号V－I转换时的线性特性。电流放大器用于对乘法运算电路输出的电流进行放大，然后以差分电流形式输出。AD834的传递函数为：W=4XY(X、Y的单位为伏特，W的单位为mA)3.应用考虑3.1输入端连接尽管AD834的输入电阻较高(20kΩ)，但输入端仍有45μA的偏置电流。当输入采用单端方式时，假如信号源的内阻为50Ω，就会在输入端产生1.125mV的失调电压。为消除该失调电压，可在另一输入端到地之间接一个与信号源内阻等值的电阻，或加一个大小、极性可调的直流电压，以使差分输入端的静态电压相等；此外，在单端输入方式下，最好使用远离输出端的X2、Y1作为输入端，以减小输入直接耦合到输出的直通分量。应当注意的是，当输入差分电压超过AD834的限幅电平(±1.3V)时，系统将会出现较大的失真。3.2输出端连接采用差分输出，可有效地抑制输入直接耦合到输出的直通分量。差分输出端的耦合方式，可用RC耦合到下一级运算放大器，进而转换为单端输出，也可用初级带中心抽头的变压器将差分信号转换为单端输出。3.3电源的连接AD834的电源电压允许范围为±4V～±9V，一般采用±5V。要求VW1和VW2的静态电压略高于引脚＋VS上的电压，也就是＋VS引脚上的电去耦电阻RS应大于W1和W2上的集电极负载电阻RW1、RW2。例如，RS为62Ω，RW1和RW2可选为49.9Ω，而＋V=4.4V,VW1=VW2=4.6V，乘法器的满量程输出为±400mV。引脚－VS到负电源之间应串接一个小电阻，以消除引脚电感以及去耦电容可能产生的寄生振荡；较大的电阻对抑制寄生振荡有利，但也会使VW1和VW2的静态工作电压降低；该电阻也可用高频电感来代替。4.应用实例AD834主要用于高频信号的运算与处理，如宽带调制、功率测量、真有效值测量、倍频等。在某航空通信设备扩频终端机(如图2所示)的研制中，笔者应用AD834设计了扩频信号调制器和扩频信号接收AGC电路。4.1扩频调制器扩频调制器在频率为2MHz伪随机码的调制下，将70MHz晶体振荡器输出的信号变换为带宽为4MHz的70MHz扩频信号，然后送到发射机变频与高频功放电路，形成发射信号。采用AD834构成的扩频调制器电路如图3所示，实质上它是一个PSK调制器，调制码信号(TTL电平)经RC耦合、分压后转换成±1V的双极性非归零码，加到X2输入端，X1经C16交流接地，R15作为控制失调电压的平衡电阻；卧式晶振输出的70MHz信号以C20、R19耦合到Y1输入端，Y2经C19交流接地，R16是输入端平衡电阻；AD834的差分输出信号经电容C22、C32耦合到中心频率为70MHz、带宽为4MHz的声表面波滤波器滤波(本级插入损耗为12dB)，然后加到MAX4178的缓冲输出级(本级电压放大倍数为1)。70MHz扩频输出信号中心频率的稳定度取决于晶振的频率稳定度，信号带宽取决于调制码的频率。该调制器电路的最终输出信号幅度为40mV。4.2AGC电路本通信设备要求AGC的控制深度达70dB。AGC电路对70MHz中...