模拟乘法器AD834的原理与应用

1、模拟乘法器AD834的原理与应用1.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=士1V时，输出电流为士4mA; 频率响应范围为DC500MHz； 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，在士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。国1U阿川弓I脚功能2 .AD834的工作原理AD

2、834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*2和Y=Y1-Y2,电流输出端口W=W1W2W1W2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280Q）,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、丫的单位为伏特，W勺单位为mA）3 .应用考虑3.1 输入端连接尽管AD834的输入电阻较高（20kQ）,但输入端仍有45aA的偏置电流。

3、当输入采用单端方式时，假如信号源的内阻为50Q,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；止匕外，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

4、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士4V士9V,一般采用士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RW1RW2例如，RS为62Q,RW1和RW2可选为49.9Q,而+V=4.4V,VW1=VW2=4.6V,乘法器的满量程输出为士400mM.少_.LJ厂引脚一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勺静态工作电压降低；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

5、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、分压后转换成士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

6、信号以C20、R19耦合到Y1输入端，Y2经C19交流接地，R16是输入端平彳U电阻；AD834的差分输出信号经电容C22、C32耦合到中心频率为70MHz1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）o70MHz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40mU4.2 AGC电路本通信设备要求AGC的控制深度达70dB。AGC电路对70MHz中放输出的信号取样，然后输出射频AGC电压和中频AGC电压，分别用于控制接收机高放和二中放的增益，以适应天线

7、输入0.5aV0.5V的动态范围。由AD834构成的AGC电路如图4所示。中频信号经C1、R1耦合到AD834的X2和Y1输入端，相乘后获得的直流分量经RC滤波后即是AGC电压；由NE5532（双运放）组成的有源滤波器，对AGC电压进行适当的放大与电平移动，其中A2：B运放采用单端输入，设计的AGC电压放大彳音数为100,以形成中放所需的中频AGC电压（动态范围为5.55V）;A2:A运放采用差动输入，电压放大倍数设计为130,以形成高放所需的射频AGC电压（动态范围为5.54V）O电路中，电位器P1和P2分别用于调整射频AGC中频AGC勺静态电压，无信号输入条件下，射频AGC电压应为5.5V,中频AGC电压应为5.0V,此时接收机增益最大；随着中频输入信号的增强，射频AGC电压降低，中频AGC电压升高（因中放为反向型AGC空制）