2.3 集成模拟乘法器的应用 1、乘方器
模拟乘法电路的两个输入端接同一个输入信号，就可以组成平方运算
电路。电路如图4-5所示。
它的输出电压与输入电压的关系是 u0 KuI 2
uI uim sin t
如果平方运算电路的输入信号是正弦波
则输出电压将是
u0
K (Uim
sin t )2
K 2
Uim2 (1
一、基础部分
1 频谱变换的基本概念 1.1 信号的频谱
信号的频谱，是指组成信号的各个频率正弦分量按频率的分布 情况。
如果以频率为横坐标、以组成这个信号的各个频率正弦分量的 振幅为纵坐标作图，就可以得到该信号的频谱图，简称频谱。用频 谱表示信号，可以直观地了解信号的频率组成和特点。
因此，一个信号有三种表示方法： • 写出数学表达式 • 画出它的波形 • 画出它的频谱
第五章 信号调理
传感器的本身是以一定精确度把被测量转换为与之 有对应关系的便于应用某种物理量的装置。
如将非电量（振动、位移、加速度、光、湿度、温 度…….）转换成电量（如电阻、电容、电感等），当然刚 刚还学习了光强的调制。那么这些被转换的电信号通常要 进行某些调理和处理，以便提高信噪比。（拿出有用的，抛 开无用的），并把信号转换成更便于处理、显示和接收的形 式。最终转换为仪表示值或被记录。
2.2 模拟乘法器的基本工作原理
1、原理电路
变跨导型模拟乘法器原理电路如图所示，它是一个具有恒 流集源电的极差电动流放I0 大器，只是I0受输入电压控制uy，uy控制V3管的
＋Ec
＋
ux －
＋ uy
－
ic1 Rc Rc ic2
V1 ＋ uBE1 －
uz
V2
＋
－ uBE2 Io
V3
Re
变跨导型模拟乘法器原理电路
调制的种类：
1、调幅：使载波的幅值随调制信号改变； 2、调频：使载波的频率随调制信号改变： 3、调相：使载波的相位随调制信号改变。
（描述一个交变的信号可以用幅值、频率、和相 位这三个参数。）
载波信号 调制信号
调幅波信号
它保持着高频载波的频率特性，但包络线的形状则和调制信号波形相似， 调幅波的振幅大小，由调制信号的强度决定
三种表示方法在本质上是相同的，因此可由一种表达方法得到其 它两种表示方法。应该指出，对于某些复杂的信号或无规律的信号， 要写出它的数学表达式或画出它的波形是很困难的，这时用频谱来 表示这种信号既容易、又方便。
1.2 频率变换
调制：所谓调制是将所需传送的基带信号加载到载波信号上去， 以调幅波、调相波或调频波的形式辐射出去。
ux uo
(a)
模拟乘法器的符号
uo
uy (b)
根据两个输入电压的不同极性，乘法输出的极性有四种组合，用 下图所示的工作象限来说明。
若信号均限定为某一极性的电压时才能正常工作，该乘法器称为单 象限乘法器。
若其中一个能适应正、负两种极性电压，而另一个只能适应单极 性电压，则为二象限乘法器；若两个输入信号能适应四种极性组合，称为 四象限乘法器。
第一节 电桥
电桥电路是一种在传感检测中应用最广泛，也是 最传统的一种测量电路。它通过电桥的运算特性，可以将
桥路中的电阻、电感或电容等参量的变化变为桥路的输出电 压或电流的变化。如果我们能将被测的物理量转化为桥路中 电参数的变化，则通过对桥路输出电压的检测，就可以知道 被测物理量的变化情况。在此不再赘述。
uz
iF RF
uI1 R1
Rf
uI1
从上式知，电路的输出电压与两个输入电压之பைடு நூலகம்成正比， 于是实现了除法运算。
3 频谱搬移的实现原理 模拟乘法器实现频谱搬移的原理 (a) 原理电路
（b)频谱变换
模拟乘法器实现频谱搬移的原理
二、调幅及其解调 我们在测量中遇到的一些被测量，常常是一些缓
变的信号，这些缓变的信号当然可以采用直流放大，但 直流放大的误差较大，也不利于远距离传输，因此实际 上应用的更多的还是先调制后交流放大。
因此调制、解调和变频电路都属于频谱变换电路。 频率变换：指输出信号的频率与输入信号的频率不同，而且满足一 定的变换关系。 3、频谱变换电路： 频谱变换电路分为频谱搬移电路和频谱非线性变换电路两种。 （1）频谱搬移电路：将输入信号频谱沿频率轴进行不失真的搬移，频谱 内部结构保持不变，如调幅、检波、变频电路都是这类电路。 （2）频谱非线性变换：将输入信号频谱进行特定的非线性变换，如调频、 鉴频、调相、鉴相等电路。
cos2t)
这时只要在电路输出端接一个电容隔断直流输出，就可得到频率为输 入信号频率两倍（即2ω）的正弦波，即实现了正弦波倍频作用。
2、除法器 除法运算电路可以由模拟乘法器和运放组成，乘法器置
于运放的反馈支路中。
相除运算电路
u Z K M xy
由上图可以得到乘法器的输出端电位为：
而当uR0 1＝KRMuZFu时I 2 ，有K1M则uuII12
解调：所谓解调是将接收到的已调波的原调制信号取出来，例如 从调幅波的振幅变化中取出原调制信号。从调相波的瞬时相位变化中取 出原调制信号。从调频波的瞬时频率变化中取出原调制信号。
从频谱的角度来看： （1）调制：把低频的调制信号频谱变换为高频的已调波频谱 （2）解调：把高频的已调波频谱变换为低频的调制信号频谱 （3）变频：把高频的已调波频谱变换为中频的已调波频谱。
第二节 调制与解调
什么叫调制？调制就是使一个信号的某些参数在 另一个信号的控制下发生变化的过程。前一个信号称为
载波，一般是较高频率的交变信号。后一个信号（控制信 号）称为调制信号。最后的输出是调制波。已调制的信号 都便于放大和传输（这是调制信号的优点、特色，也是为
什么采用调制的原因），最终从已调制波中恢复出调制信 号的过程，称为解调。
1、调幅 1.1普通调幅波的表达式 设高频载波 uc (t) 的表达式为uc (t)=Ucm cosct Ucm cos 2 fct
调幅时，载波的频率和相位不变，而振幅将随着调制信 号 u (t) 线性地变化。由于调制信号为零时调幅波的振幅应 等于载波振幅 Ucm ，则调幅波 Ucm(t)的振幅可写作：
2 模拟乘法器 2.1 模拟乘法器 1、模拟乘法器是一种完成两个模拟信号（连续变化的电压 或电流）相乘作用的电子器件，通常具有两个输入端和一个 输数出，端称，为若模输拟入乘信法号器用的相、ux乘表增u y示益，，输其出单信位号为为V－1，，u则o 为kM比例系
u0 KM uxuy
ux
x
×z
uy
y