即使在數(shù)字世界中，模擬乘法器仍具有應(yīng)用價值

在數(shù)字世界中，為什么要為模擬而煩惱呢？好吧，有時它仍然是正確的解決方案。以 analog multiplier 為例（見圖）。簡單來說，它是一個利用兩個模擬信號并產(chǎn)生輸出的電路，這是他們的產(chǎn)品。相同的電路也可用于生成可用于模擬計算機的方和平方根。

圖1為模擬乘法器的典型配置。

數(shù)字電路通常價格低廉、適應(yīng)性強且可靠。在大多數(shù)情況下，數(shù)字乘法器提供更好的精度和靈活性，并且由于它們能夠處理更大的動態(tài)范圍和更高的精度，因此更適合復(fù)雜的計算。

但是，當您需要在高頻下對連續(xù)變化的模擬信號執(zhí)行乘法運算時，您仍可以選擇模擬乘法器而不是數(shù)字乘法器。在這里，模擬電路的速度和簡單性可能是有利的，尤其是在高精度不重要并且您可以容忍一點噪聲或失真的情況下。

在模擬和數(shù)字之間做出決定的關(guān)鍵點

• 速度：模擬乘法器對于高頻應(yīng)用來說可以明顯更快，因為它們可以直接處理連續(xù)信號，而無需模數(shù)轉(zhuǎn)換。

• 成本：在某些情況下，簡單的模擬乘法器電路比復(fù)雜的數(shù)字乘法器更便宜，特別是對于低精度應(yīng)用。

模擬乘法器的典型應(yīng)用

• 射頻信號處理：適用于調(diào)制和解調(diào)等作，其中高速信號作至關(guān)重要。

• 功率測量：通過乘以電壓和電流信號來計算瞬時功率。

• 相位檢測：測量信號之間的相位差。

關(guān)于模擬乘法器，您需要了解什么？

模擬乘法器與電壓控制放大器不是一回事，盡管它可以配置為這樣工作。例如，如果穩(wěn)態(tài)電壓作為其中一個輸入，那么第二個輸入自然會與穩(wěn)態(tài)電壓成比例縮放。

模擬乘法器提供與多個電流或電壓輸入的乘積成正比的輸出電壓或電流。它們可以實時執(zhí)行多種數(shù)學(xué)函數(shù)，包括乘法、調(diào)制和對數(shù)函數(shù)、除法、平方，甚至計算平方根。

相對于笛卡爾坐標，模擬乘法器根據(jù)描述其作所需的象限數(shù)進行分類。例如，單象限乘法器適用于每個輸入和輸出信號具有相同極性的電路。四象限乘法器允許 Importing 或 Outputs上的任何極性。兩象限乘法器描述了一個設(shè)備或電路，其中輸出可以是正或負，一個輸入是給定的極性，而另一個輸入可以是任一極性。

模擬乘法器的另一個最相關(guān)的描述是其精度，通常在“室溫”下定義，具有標稱電源電壓。

模擬乘法器集成電路在許多應(yīng)用中都有用武之地，例如，提供 RMS 轉(zhuǎn)換器。通用模擬乘法器 IC 通常在輸入和輸出處都包含衰減器甚至放大器。這允許將信號縮放到給定電路的電壓限制范圍內(nèi)。一種常見的通用“構(gòu)建模塊”是線性四象限乘法器集成電路。

沒有人說模擬乘法器“簡單”。對于制造商來說，生產(chǎn)廣泛適用的通用乘法器可能具有挑戰(zhàn)性。生產(chǎn)可能需要額外的步驟，例如激光修整，以確保準確的性能。這會增加成本。

誰制作模擬乘法器？

有時，乘法器仍然由分立元件構(gòu)建，但有許多 IC 選項可用，由多個不同的來源制造。下面描述了三個示例：

• Analog Devices 提供了一些關(guān)于乘法器基礎(chǔ)知識、二象限和四象限乘法器之間差異的有用信息，以及將乘法器與其他器件和電路結(jié)合使用的建議。

• 瑞薩電子提供 HA-2556，這是一款采用 Intersil 介質(zhì)隔離高頻工藝構(gòu)建的單片高速四象限模擬乘法器。電壓輸出消除了電流輸出倍增器所需的電流-電壓轉(zhuǎn)換級，從而簡化了許多設(shè)計。HA-2556 具有 450 V/μs 的轉(zhuǎn)換速率，并為 X 和 Y 通道分別保持 52 MHz 和 57 MHz 的帶寬，據(jù)該公司稱，使其成為視頻系統(tǒng)使用的理想器件。

• Texas Instruments 生產(chǎn)多種模擬乘法器。其中包括 MPY634，制造商將其描述為寬帶寬、高精度、四象限模擬乘法器，具有精確的激光調(diào)整乘法器特性。因此，根據(jù) TI 的說法，它很容易在各種應(yīng)用中使用，只需最少的外部部件，通常無需所有外部調(diào)整。其差分 X、Y 和 Z 輸入允許配置為乘法器、平方器、除法器、平方根和其他函數(shù)，同時保持高精度。

最后要考慮的事項是什么？

模擬乘法器仍然是不尋常的選擇，但隨著人們對模擬計算的新興趣，這項技術(shù)可能會再次成為主流。查看本文中提到的一些參考文獻和文章以獲得更多想法。