１ ＭＬＴ０４的結(jié)構(gòu)功能和主要特點(diǎn)

在高頻電子線路中，振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻等調(diào)制與解調(diào)的過程均可視為兩個(gè)信號(hào)相乘的過程，而集成模擬乘法器正是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬量?電壓或電流?相乘的電子器件。采用集成模擬乘法器實(shí)現(xiàn)上述功能比用分立器件要簡單得多，而且性能優(yōu)越，因此集成模擬乘法器在無線通信、廣播電視等方面應(yīng)用較為廣泛。在目前的乘法器中，單通道器件（如ＭＯＴＯＲＯＬＡ的ＭＣ１４９６）無法實(shí)現(xiàn)多通道的復(fù)雜運(yùn)算；二象限器件（如ＡＤＩ公司的ＡＤ５３９）又會(huì)使負(fù)信號(hào)的應(yīng)用受到限制。而ＡＤＩ公司的 ＭＬＴ０４則是一款完全四通道四象限電壓輸出模擬乘法器，這種完全乘法器克服了以上器件的諸多不足之處，適用于電壓控制放大器、可變?yōu)V波器、多通道功率計(jì)算以及低頻解調(diào)器等電路。非常適合于產(chǎn)生復(fù)雜的要求高的波形，尤其適用于高精度ＣＲＴ顯示系統(tǒng)的幾何修正。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳排列如圖１所示。

ＭＬＴ０４是由互補(bǔ)雙極性工藝制作而成，它包含有四個(gè)高精度四象限乘法單元。溫度漂移小于０．００５％／℃。０．３μＶ／Ｈｚ的點(diǎn)噪聲電壓使低失真的Ｙ通道只有０．０２％的總諧波失真噪聲，四個(gè)８ＭＨｚ通道的總靜止功耗也僅為１５０ｍＷ。ＭＬＴ０４的工作溫度范圍為－４０℃～＋８５℃。

ＭＬＴ０４的其它主要特性如下：

●四個(gè)獨(dú)立輸入通道；

●四象限乘法信號(hào)；

●電壓輸入電壓輸出；

●乘法運(yùn)算無需外部元件；

●電壓輸出：Ｗ＝（Ｘ×Ｙ）／２．５Ｖ，其中Ｘ或Ｙ上的線性度誤差僅為０．２％；

●具有優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性：０．００５％ ；

●模擬輸入范圍為±２．５Ｖ，采用±５Ｖ電壓供電；

●低功耗?一般為１５０ｍＷ。

２　誤差源和非線性

模擬乘法器的靜態(tài)誤差主要由輸入失調(diào)電壓、輸出偏置電壓、比例系數(shù)以及非線性度引起。在這四種誤差源中，只有Ｘ和Ｙ的輸入失調(diào)電壓可以由外部調(diào)整。而ＭＬＴ０４的輸出偏置電壓在出廠時(shí)已由廠家調(diào)整至５０ｍＶ，比例系數(shù)在整個(gè)量程之內(nèi)被內(nèi)部調(diào)整為２．５％。ＭＬＴ０４的輸入失調(diào)電壓的誤差可以采用圖２所示的可變失調(diào)電壓調(diào)整電路來消除。這種電路還可以減小乘法器內(nèi)核中的輸出偏置電壓、增益誤差以及非線性器件引起的固有誤差。

乘法器的內(nèi)部非線性是器件的固有誤差。它指的是所有成對(duì)輸入值的實(shí)際輸出與理想的線性理論輸出值之間的差值。其定義是在完全沒有電流誤差時(shí)，誤差量與滿刻度的百分比。在最壞的情況下，ＭＬＴ０４的Ｘ輸入端的最大非線性也小于０．２％，Ｙ輸入端的最大非線性僅為０．０６％。因此，在應(yīng)用于調(diào)制解調(diào)器或是混頻器時(shí)，最好將載波信號(hào)由Ｘ輸入端輸入，而實(shí)際信號(hào)由Ｙ輸入端輸入。

３　應(yīng)用電路

３．１ 乘法器

圖３所示為乘法器的基本連接方法。四個(gè)獨(dú)立通道中的每一個(gè)通道都是由兩個(gè)單端電壓輸入（Ｘ和Ｙ）和一個(gè)低阻抗電壓輸出（Ｗ）組成，而且每個(gè)通道都有自己專有的接地，這些接地都被接至模擬地。為了達(dá)到最好的性能，電路布局一定要緊湊并且連線要短，電源電壓的饋電電流要旁路。不用的通道引腳要接地。

３．２ 平方和倍頻器

如需對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行平方運(yùn)算，可將輸入信號(hào)ＶＩＮ并行的同時(shí)接到Ｘ和Ｙ輸入端以產(chǎn)生輸出信號(hào)ＶＩＮ／２．５Ｖ。這里的輸入信號(hào)可以是任意極性，但得到的輸出信號(hào)一定是正值。圖４為平方運(yùn)算電路。

    如果輸入是正弦波ＶＩＮｓｉｎωｔ，由以下的三角公式可知，平方電路也可以作為倍頻器：

(ＶＩＮｓｉｎωｔ)２／２.５Ｖ＝Ｖ２ＩＮ(１－ｃｏｓωｔ)／(２×２.５Ｖ)

由上式還可看出，輸出中含有直流部分，直流隨著輸入ＶＩＮ的變化會(huì)發(fā)生很大變化。通過高通濾波器可以除去ＭＬＴ０４輸出中的直流偏置。為了得到理想的頻率特性，高通濾波器的截止頻率應(yīng)該接近輸入信號(hào)的基頻。

這種配置中的一個(gè)基本誤差源是Ｘ和Ｙ輸入端的失調(diào)電壓。輸入的失調(diào)電壓和輸入信號(hào)混在一起將導(dǎo)致輸出波形失真。為了解決這一問題，圖５電路中，利用雙運(yùn)放ＯＰ２８５提供的反相放大器可以調(diào)整Ｘ和Ｙ輸入端的失調(diào)。

    此外?通過反乘法器配置還可利用ＭＬＴ０４來設(shè)計(jì)除法器和平方根函數(shù)發(fā)生器等電路。

３．３ 壓控低通濾波器

圖６所示是用模擬乘法器ＭＬＴ０４構(gòu)成的一個(gè)壓控低通濾波器。比傳統(tǒng)的濾波器配置相比?這種技術(shù)的好處在于濾波器的截至頻率ω０直接正比于乘法器的輸入電壓。這使得濾波器中的電容可以由電壓控制，從而可以直接或間接調(diào)整。這樣?濾波器的頻率特性就可以在不影響其它參數(shù)的情況下由一個(gè)單獨(dú)的電壓進(jìn)行控制。

    圖６中，當(dāng)ＶＸ從２５ｍＶ變化到２．５Ｖ時(shí)，濾波電路的截至頻率也將從１ｋＨｚ變化到１００ｋＨｚ。因此，利用這種方法可以構(gòu)造出中心頻率、通帶增益以及Ｑ值等參數(shù)由直流電壓控制的濾波器。