發(fā)布時間：2020-06-26 10:50

【摘要】：模擬乘法器是連續(xù)時間信號處理電路的關鍵模塊,廣泛應用于無線通訊信號的調制解調,儀器儀表,控制設備和一些特殊的信號處理系統(tǒng)。尤其在通信系統(tǒng)中,隨著系統(tǒng)供電電壓的下降,電路工作頻率的提高和信號調制方式的復雜,對信號實現(xiàn)乘法處理的模擬乘法電路直接影響信號的運算精度。因此低電壓、寬帶高精度的模擬乘法電路對提升系統(tǒng)整體性能至關重要。本文設計一款電流型寬帶超線性模擬乘法電路,電路基本拓撲結構為“四分之一平方”乘法器結構,采用互補金屬氧化物半導體工藝。電路利用電流型電路的特點避免傳統(tǒng)吉爾伯特雙平衡乘法器工作電壓高的缺點,實現(xiàn)電路可以在相對低的供電電壓下工作。電路采用分布式差分輸入結構,減小差分對負載管的負載電容,提高電路的工作頻率。電路結合差分電路的特點,利用相同電路不同輸入信號的方式實現(xiàn)信號的加法與減法運算,避免傳統(tǒng)電流加減電路由于信號路徑不同造成的相位失真。在平方電路的設計中,本文設計電路利用差分電路與威爾遜電流源的基本原理設計出帶有負反饋的全差分電流平方電路,電路利用反饋提高電流運算精度,利用差分電路抵消背柵效應引起的誤差,進一步提高運算精度。本文電路采用安捷倫公司的先進設計系統(tǒng)軟件對電路進行前仿真,繪制版圖并后仿真。根據前仿真與后仿真結果的表明,電路電源電壓為3V時,電路-3dB工作頻率大于2GHz,電路線性誤差小于1%,電路在1MHz處的總諧波失真小于2%。本文對電流型“四分之一平方”乘法電路的設計有一定的參考價值。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP332.22
【圖文】：

位增益頻率僅為８０ＭＨｚ。業(yè)界領先的亞德諾半導體公司的ＡＤ８３５模擬乘法電路，在正負５Ｖ供電下逡逑可實現(xiàn)２５０ＭＨｚ工作帶寬。以上電路帶寬已經不能滿足當今上千兆寬帶信號的處理需求。逡逑線性度是衡量電路非線性失真的一個重要指標。圖１．ｌａ為乘法函數(shù)的三維圖像。Ｘ軸與Ｙ軸分逡逑別為兩個輸入信號，Ｚ軸表示兩個輸入信號相乘的結果。圖１．１ｂ、ｃ、ｄ分別為從Ｙ、Ｚ、Ｘ軸的正方逡逑向投影的函數(shù)圖像，雖然乘法函數(shù)三維圖像為一個曲面，但圖〗．ｌｂ、ｃ、ｄ都是由數(shù)條直線組成。因逡逑此，當二元函數(shù)一個變量為參數(shù)時，二元函數(shù)退化為一次函數(shù)，其圖像為一條直線。逡逑乘法電路的兩個輸入端與輸出端是一個二元函數(shù)，衡量其線性度的方法是設置一端信號為一個逡逑常量，輸出與另一端輸入的理想傳遞函數(shù)就為一個一次函數(shù)。整體概括，非線性在時域觀察表現(xiàn)為逡逑信號波形的失真，在頻域觀察表現(xiàn)為出現(xiàn)其他的頻率分量或者相位失真。具體到乘法電路，其理想逡逑電路輸出波形應該為兩路輸入信號的相乘運算結果，其頻譜應該為兩路輸入信號頻譜的卷積運算結逡逑果。實際應用中這些信號傳遞信息

圖１．２對數(shù)放大器實現(xiàn)模擬乘法電路逡逑典對數(shù)反對數(shù)乘法電路無法實現(xiàn)信號的四象限變化，如果在電電路，雖然可以實現(xiàn)信號四象限變化，但會引入交越失真。逡逑造工藝和集成電路技術的發(fā)展，電路規(guī)模變得越來越大，面積能模擬乘法電路的設計與實現(xiàn)提供了必要的前提。１９６８年吉爾一種單片集成的雙平衡四象限模擬乘法電路，其核心單元簡稱單，性能優(yōu)良，很快成為一種經典的乘法器結構。逡逑0至（５６組成的電路是吉爾伯特單元，即可變跨導全差分放大電信號，輸出為一對全差分電流信號。早期這種變跨導乘法器主，但是隨著互補型金屬氧化物晶體管（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ邋Ｍｅｔａｌ邋Ｏｘｉｄｅ，現(xiàn)在越來越多的乘法器利用ＣＭＯＳ作為核心器件。逡逑ｉ＾ＶＣＣ邐今邐ＶＣＣ逡逑ｉｌ？Ｇ邐ｉ２＊ｉ４逡逑

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 吳湘鋒;李志軍;張黎黎;;高精度電流模式四象限乘法器的設計與應用[J];微電子學;2015年04期

2 鄒志革;鄒雪城;黃峰;;低壓低功耗模擬集成電路設計技術及展望[J];微電子學;2006年01期

相關碩士學位論文 前1條

1 陸曉俊;低壓低功耗CMOS模擬乘法器研究與設計[D];蘇州大學;2011年

本文編號：2730211