專利名稱：一種高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模擬乘法器，具體地是指一種高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路，屬于電路設(shè)計(jì)與信號處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在信號處理領(lǐng)域，通常采用模擬乘法器和低通濾波器提取信號相關(guān)性。當(dāng)信號弱相關(guān)時，模擬乘法器零漂會影響相關(guān)性的提取精度，因此，必須采取有效措施抑制模擬乘法
器零漂。模擬乘法器的零漂與輸入偏置電流、輸入偏置電壓、輸出偏置電壓和溫漂有關(guān)。目前，主要采用兩種方式抑制乘法器零漂，即斬波穩(wěn)零和電路補(bǔ)償。斬波穩(wěn)零方式調(diào)節(jié)精度較高，但會產(chǎn)生新的頻率分量；電路補(bǔ)償方式雖然不會產(chǎn)生新的頻率分量，但是其調(diào)節(jié)精度受器件及溫度影響較大。因此，在不能引入額外頻率的電路中，大多采用電路補(bǔ)償方式。使用電路補(bǔ)償方式實(shí)現(xiàn)對模擬乘法器零漂的抑制主要是對輸入端和調(diào)零端采取相應(yīng)措施進(jìn)行電路參數(shù)補(bǔ)償，一般在模擬乘法器輸入端采用差分輸入，當(dāng)采用單端輸入方式時，為減小輸入端偏置電流的影響，須保證兩輸入端到地的等效阻抗一致，但兩輸入端的偏置電流并不嚴(yán)格一致，所以該方法抑制效果有限。另外，模擬乘法器輸出端的偏置電壓通過在調(diào)零端加一固定電壓來補(bǔ)償，但在傳統(tǒng)應(yīng)用中，調(diào)零端到地的電阻選取較大，導(dǎo)致調(diào)零端偏置電流對模擬乘法器的影響較大。此外，模擬乘法器的性能受溫度影響也較大，因此， 有必要研究一種高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路來抑制零漂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是一種高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路，包括模擬乘法器，還包括第一傳輸線變壓器，以不平衡-平衡方式連接在所述乘法器的第一輸入端；第二傳輸線變壓器，以不平衡-平衡方式連接在所述乘法器的第二輸入端；在上述技術(shù)方案中，所述第一、第二傳輸線變壓器包括環(huán)形磁芯和繞在環(huán)形磁芯上的傳輸線，所述環(huán)形磁芯為高頻磁環(huán)。進(jìn)一步地，為了補(bǔ)償模擬乘法器輸出端的偏置電壓，本零漂補(bǔ)償電路還包括一基準(zhǔn)電源；一調(diào)零電阻，其一端與基準(zhǔn)電源連接，另一端連接在所述模擬乘法器的調(diào)零端；以及一接地電阻，連接在所述模擬乘法器的調(diào)零端和接地端之間。其中，接地電阻彡20 Ω。為了補(bǔ)償所述模擬乘法器的溫漂，本零漂補(bǔ)償電路還包括
一溫度傳感器，其一端與工作電源連接，另一端與所述模擬乘法器的調(diào)零端連接， 所述溫度傳感器具有“溫度-電流”特性，溫度變化時，改變經(jīng)過接地電阻的電流，使接地電阻隨溫度變化的電壓與模擬乘法器輸出端電壓溫漂的大小一致，方向相反，從而降低溫漂對模擬乘法器的影響。本發(fā)明通過分別對模擬乘法器輸入端和調(diào)零端進(jìn)行電路參數(shù)補(bǔ)償，降低了乘法器輸入端偏置電流、調(diào)零端偏置電流以及溫漂對乘法器的影響，有效地提高了對模擬乘法器零漂補(bǔ)償?shù)木取１景l(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡單，對模擬乘法器零漂的抑制提高一個數(shù)量級。


圖1為本發(fā)明高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路的電路原理圖。圖2為本發(fā)明中模擬乘法器的零漂實(shí)測曲線示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1所示，高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路，包括模擬乘法器，模擬乘法器的第一輸入端連接有第一不平衡-平衡傳輸線變壓器Tl，第二輸入端連接有第二不平衡-平衡傳輸線變壓器T2。其中，所用的第一不平衡-平衡傳輸線變壓器Tl和第二不平衡-平衡傳輸線變壓器T2均由環(huán)形磁芯和繞在環(huán)形磁芯上的傳輸線組成，所用環(huán)形磁芯為高頻磁環(huán)。模擬乘法器的調(diào)零端分別連接有接地電阻R2、溫度傳感器S和調(diào)零電阻R1，其中溫度傳感器S連接工作電源V，調(diào)零電阻Rl連接基準(zhǔn)電源VRef。為了提高乘法器調(diào)零精度， 本實(shí)施例中所用接地電阻R2的電阻值為R2 < 20 Ω。低阻值的接地電阻R2上的電壓可以補(bǔ)償輸出端偏置電壓，從而降低了調(diào)零端偏置電流對模擬乘法器的影響。本實(shí)施例中溫度傳感器S的選擇可以由以下步驟確定首先，接地電阻R2取為10 Ω，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻Rl使模擬乘法器的輸出為零，測試模擬乘法器的溫度特性；其次，根據(jù)模擬乘法器的溫度特性和電阻R2的取值范圍確定具有“溫度-電流”特性的溫度傳感器S型號；最后，重新調(diào)節(jié)調(diào)零電阻Rl使模擬乘法器的輸出為零，根據(jù)溫度傳感器S感應(yīng)的溫度-電流特性，確定接地電阻R2的阻值，溫度傳感器和接地電阻用于補(bǔ)償乘法器輸出端的溫漂，即當(dāng)溫度變化時，改變通過接地電阻的電流，使接地電阻R2上變化的電壓與模擬乘法器輸出端電壓溫漂的大小一致，方向相反。本發(fā)明將不平衡-平衡傳輸線變壓器連接在模擬乘法器的輸入端，由于不平衡-平衡傳輸線變壓器輸入端為高頻不平衡信號，其輸出端得到兩個大小相等，對地完全反相的高頻電壓信號；對模擬乘法器輸入端而言，即直流對地等效電阻為零，因此，其偏置電流在輸入端不形成壓降，從而大大降低了輸入端偏置電流對模擬乘法器的影響。同時，本發(fā)明在模擬乘法器調(diào)零端采用低阻調(diào)零技術(shù)來補(bǔ)償輸出端偏置電壓，即采用基準(zhǔn)電源VKef、調(diào)零電阻Rl和接地電阻R2分壓的方式，在模擬乘法器調(diào)零端加一固定電壓來補(bǔ)償輸出端偏置電壓，其中，接地電阻R2彡20 Ω，從而降低了調(diào)零端偏置電流對模擬乘法器的影響。此外，本發(fā)明根據(jù)模擬乘法器輸出端的溫度特性和接地電阻的取值范圍，選取具有“溫度-電流”特性的溫度傳感器S，并進(jìn)一步確定接地電阻R2的阻值，通過接地電阻R2 在調(diào)零端形成一個與輸出端溫漂大小相等、方向相反的電壓，降低溫度變化對模擬乘法器輸出端的影響，從而有效地補(bǔ)償模擬乘法器的溫漂。圖2是采用本發(fā)明電路后對模擬乘法器的零漂實(shí)測曲線。如圖2所示，相比傳統(tǒng)的模擬乘法器零漂抑制電路只能將零漂抑制在ImV量級，采用本發(fā)明的零漂補(bǔ)償電路后， 零漂可抑制在50uV以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路，包括模擬乘法器，其特征在于還包括 第一傳輸線變壓器，連接在所述乘法器的第一輸入端；第二傳輸線變壓器，連接在所述乘法器的第二輸入端；所述第一、第二傳輸線變壓器輸入端為高頻不平衡信號，其輸出端得到兩個大小相等， 對地完全反相的高頻電壓信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路，其特征在于所述第一、第二傳輸線變壓器為不平衡-平衡傳輸線變壓器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路，其特征在于所述第一、 第二傳輸線變壓器包括環(huán)形磁芯和繞在環(huán)形磁芯上的傳輸線，所述環(huán)形磁芯為高頻磁環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路，其特征在于還包括一基準(zhǔn)電源；一調(diào)零電阻，其一端與基準(zhǔn)電源連接，另一端連接在所述模擬乘法器的調(diào)零端。 一接地電阻，連接在所述模擬乘法器的調(diào)零端和接地端之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路，其特征在于所述接地電阻彡20 Ω。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路，其特征在于還包括 一溫度傳感器，其一端與工作電源連接，另一端與所述模擬乘法器的調(diào)零端連接，所述溫度傳感器具有“溫度-電流”特性，當(dāng)溫度變化時，改變通過接地電阻的電流，使接地電阻隨溫度變化的電壓與模擬乘法器輸出端電壓溫漂的大小一致，方向相反。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高精度的模擬乘法器零漂補(bǔ)償電路，用于補(bǔ)償零漂對模擬乘法器的影響。該電路包括模擬乘法器、傳輸線變壓器、基準(zhǔn)電源、調(diào)零電阻、接地電阻和溫度傳感器。傳輸線變壓器連接在模擬乘法器輸入端，用于降低輸入端偏置電流對模擬乘法器的影響；通過基準(zhǔn)電源、調(diào)零電阻和接地電阻以分壓的方式在乘法器調(diào)零端加一固定電壓來補(bǔ)償輸出端偏置電壓，采用低阻值的接地電阻用于降低調(diào)零端偏置電流對模擬乘法器的影響；通過溫度傳感器和接地電阻在乘法器調(diào)零端形成一個與乘法器溫漂大小相等、方向相反的補(bǔ)償電壓，有效地降低溫漂對模擬乘法器的影響。本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡單，對模擬乘法器零漂的抑制提高一個數(shù)量級。
文檔編號H03K19/003GK102497193SQ20111037660
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者何方敏, 唐健, 張向明, 張磊, 李文祿, 李毅, 潘啟軍, 肖歡, 趙治華, 陶濤 申請人:中國人民解放軍海軍工程大學(xué)