美国ADI公司模拟乘法器AD834的原理与应用
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:457
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;ad834
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=±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。
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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。
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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。
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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
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;ad834
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=±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。
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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。
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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。
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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