專(zhuān)利名稱(chēng)：多路模擬乘除法運(yùn)算電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模擬集成電路技術(shù)，特別涉及一種多路模擬乘除法運(yùn)算電路。
背景技術(shù)：
模擬乘法除法電路是用來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬量之間相乘相除運(yùn)算功能的，它不但可用于對(duì)模擬量的運(yùn)算，而且廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等領(lǐng)域，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理。常用的模擬乘法器大多使用吉爾伯特單元，如圖1所示。電路由Vin2控制電流源Q3的電流iEE，iEE的變化導(dǎo)致了 Ql和Q2跨導(dǎo)gm的變化，因此該電路又稱(chēng)為變跨導(dǎo)式模擬乘法器。電路輸出Vo為:
RVQ=-Kvxvy，其中&，其中Vt是熱電壓，與溫度相關(guān)。由于該電路的輸出\的系數(shù)中含有與絕對(duì)溫度成正比的量VT，溫度特性差，且輸入和輸出都是電壓信號(hào)，存在密勒效應(yīng)，運(yùn)算速度慢。模擬除法電路大多利用模擬乘法器單元，連接成如圖2所示的形式。因此模擬乘法器中存在的問(wèn)題在模擬除法器中依然存在，并且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而要實(shí)現(xiàn)多路模擬信號(hào)乘除法運(yùn)算，需將模擬乘法器和除法器進(jìn)行級(jí)聯(lián)，進(jìn)一步加大了電路的復(fù)雜程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種多路模擬乘除法運(yùn)算電路，實(shí)現(xiàn)多路模擬信號(hào)的乘除法運(yùn)算，簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)、提高運(yùn)算速度并降低溫度對(duì)輸出結(jié)果的影響。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是，多路模擬乘除法運(yùn)算電路，包括:晶體管Qk、晶體管Q’ k，k=0, 1..n,晶體管My、晶體管M’ i；J, i=k+l IkHlri, j=l, 2,運(yùn)放和電阻；其特征在于，所述多路模擬乘除法運(yùn)算電路具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，晶體管Qk與晶體管Q’ k結(jié)構(gòu)相同，位置對(duì)稱(chēng)，晶體管My.與晶體管M’ ,j結(jié)構(gòu)相同，位置對(duì)稱(chēng)；晶體管Qk發(fā)射極與晶體管Mi,:連接，晶體管Q’ k發(fā)射極與晶體管M’ i連接；晶體管Mi, i與晶體管Mm連接，晶體管M’ ,工與晶體管M’ 連接；偏置電流IB1、I’ Bi分別由晶體管和晶體管M’ u輸入，晶體管Qk的發(fā)射極接電流Ik，晶體管Q’ k的發(fā)射極接電流I’ k，晶體管Q’ 發(fā)射極通過(guò)電阻接地，晶體管Qk和晶體管Q’ k集電極接參考電平，運(yùn)放輸出端連接晶體管Qtl和晶體管Q’ ^的基極，運(yùn)放的兩個(gè)輸入端分別連接晶體管Qn和晶體管Q’ 的發(fā)射極。推薦的，所述運(yùn)放為輸出軌到軌運(yùn)放。具體的，所述多路模擬乘除法運(yùn)算電路為電流型模擬乘除法運(yùn)算電路。進(jìn)一步的，所述晶體管Mu和晶體管M’U為場(chǎng)效應(yīng)型晶體管或雙極型晶體管。進(jìn)一步的，所述晶體管Qk和晶體管Q ’ k為NPN型晶體管或PNP型晶體管。本發(fā)明的有益效果是，能夠現(xiàn)多路模擬信號(hào)的乘除法運(yùn)算，輸出結(jié)果溫度系數(shù)小，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸入輸出均為電流信號(hào)。本發(fā)明電路屬于電流型模擬乘除法運(yùn)算電路，無(wú)密勒效應(yīng)，運(yùn)算速度快。


圖1是傳統(tǒng)的模擬乘法器電路圖；圖2是傳統(tǒng)的模擬除法器電路圖；圖3是實(shí)施例1的電路圖；圖4是實(shí)施例2電路圖；圖5是實(shí)施例3的電路圖；圖6是圖5所不電路的電流關(guān)系曲線；圖7是圖5所示電路的輸出電流與溫度的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的多路模擬乘除法運(yùn)算電路，包括:晶體管Qk、晶體管Q’ k，k=0, 1..n，晶體管My、晶體管M’ i，j，i=k+l Ikm1J=I, 2，運(yùn)放和電阻。本發(fā)明的多路模擬乘除法運(yùn)算電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，晶體管Qk與晶體管Q’ k具有相同結(jié)構(gòu)和參數(shù)，并處于電路的對(duì)稱(chēng)位置。晶體管Qk和晶體管Q’ k可以米用NPN型晶體管或PNP型晶體管。晶體管My與晶體管M’ i； j也具有相同結(jié)構(gòu)和參數(shù)，同樣處于電路的對(duì)稱(chēng)位置。晶體管和晶體管M’ u可以采用場(chǎng)效應(yīng)型晶體管或雙極型晶體管。在電路連接關(guān)系上，晶體管Qk發(fā)射極與晶體管連接，晶體管Q’ k發(fā)射極與晶體管M’ u連接； 晶體管Mm與晶體管My連接，晶體管M’ n與晶體管M’ i2連接。偏置電流IB1、I’ Bi分別由晶體管Mil和晶體管M’ n輸入，晶體管Qk的發(fā)射極接電流Ik，晶體管Q’ k的發(fā)射極接電流I’ k，晶體管Q’ 發(fā)射極通過(guò)電阻接地，晶體管Qk和晶體管Q’ k集電極接參考電平，本發(fā)明晶體管Qk和晶體管Q’ k集電極的連接并沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定，參考電平可以是電源電壓等。運(yùn)放輸出端與晶體管Qtl和晶體管Q’o基極的連接點(diǎn)是本發(fā)明電路的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)，運(yùn)放的兩個(gè)輸入端分別連接晶體管9 和晶體管Q’n的發(fā)射極。本發(fā)明的多路模擬乘除
FJn I,
法運(yùn)算電路，電流I’ 滿足關(guān)系式1L。
I Ik=O^當(dāng)晶體管Qk和晶體管Q’ k為NPN型晶體管，晶體管Mi,」和晶體管M’ Uj為場(chǎng)效應(yīng)晶體管N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NM0S晶體管)時(shí)，電路連接方式如圖3所不。當(dāng)晶體管Qk和晶體管Q’ k為PNP型晶體管，晶體管My.和晶體管M’ i；J為PMOS晶體管時(shí)，電路連接方式如圖4所示。實(shí)施例1參見(jiàn)圖3，當(dāng)晶體管Qk和晶體管Q’ k為NPN型晶體管，晶體管Mi,」和晶體管M’ i； j為NMOS晶體管時(shí)，本例電路連接關(guān)系是，晶體管Qk的發(fā)射極連接到電流Ik的負(fù)端和晶體管Mi,:的柵極，晶體管的漏極連接到偏置電流Im的正端和晶體管的柵極。晶體管Mm的源極連接到晶體管My的漏極和晶體管Qi的基極。晶體管Q’ k的發(fā)射極連接到輸入電流I’ k的負(fù)端和晶體管M’ M的柵極，晶體管M’ u的漏極連接到偏置電流I’Bi的正端和晶體管M’ ,2的柵極，晶體管M’ ,:的源極連接到晶體管M’ ,2的漏極和Q’ i的基極。晶體管Qn的發(fā)射極連接到電流In的負(fù)端和運(yùn)放A的反向輸入端，晶體管Q’ n的發(fā)射極連接到運(yùn)放A的同向輸入端和電阻R的一端，電阻R的另一端、電流Ik的正端、電流I’ k的正端、晶體管和晶體管M’ i；2的源極均接地。運(yùn)放A的輸出端連接晶體管Qtl和晶體管Q’ ^的基極。其中k=0，1..n，
權(quán)利要求
1.多路1旲擬乘除法運(yùn)算電路，包括:晶體管Qk、晶體管Q’k，k=0, 1..n,晶體管Mu、晶體管M’ i；J, i=k+l lum，j=l, 2，運(yùn)放和電阻；其特征在于，所述多路模擬乘除法運(yùn)算電路具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，晶體管Qk與晶體管Q’ k結(jié)構(gòu)相同，位置對(duì)稱(chēng)，晶體管與晶體管M’ ,j結(jié)構(gòu)相同，位置對(duì)稱(chēng)；晶體管Qk發(fā)射極與晶體管連接，晶體管Q’ k發(fā)射極與晶體管M’ u連接；晶體管與晶體管My連接，晶體管M’ M與晶體管M’ ,2連接；偏置電流IB1、I’ Bi分別由晶體管和晶體管M’ M輸入，晶體管Qk的發(fā)射極接電流Ik，晶體管Q’ k的發(fā)射極接電流I’ k，晶體管Q’ n發(fā)射極通過(guò)電阻接地，晶體管Qk和晶體管Q’ k集電極接參考電平，運(yùn)放輸出端連接晶體管Qtl和晶體管Q’ ^的基極，運(yùn)放的兩個(gè)輸入端分別連接晶體管Qn和晶體管Q’ 的發(fā)射極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多路模擬乘除法運(yùn)算電路，其特征在于，所述運(yùn)放為輸出軌到軌運(yùn)放。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述多路模擬乘除法運(yùn)算電路，其特征在于，所述多路模擬乘除法運(yùn)算電路為電流型模擬乘除法運(yùn)算電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述多路模擬乘除法運(yùn)算電路，其特征在于，所述晶體管Mu和晶體管M’ u為場(chǎng)效應(yīng)型晶體管或雙極型晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述多路模擬乘除法運(yùn)算電路，其 特征在于，所述晶體管Qk和晶體管Q’ k為NPN型晶體管或PNP型晶體管。
全文摘要
本發(fā)明涉及模擬集成電路技術(shù)，特別涉及一種多路模擬乘除法運(yùn)算電路。本發(fā)明公開(kāi)了一種多路模擬乘除法運(yùn)算電路，采用的技術(shù)方案是，多路模擬乘除法運(yùn)算電路，包括晶體管Qk、晶體管Q'k，k=0,1..n，晶體管Mi,j、晶體管M'i,j，i=k+1|k=0,1..n-1，j=1,2，運(yùn)放和電阻。本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)能夠現(xiàn)多路模擬信號(hào)的乘除法運(yùn)算，電流I'n滿足關(guān)系式本發(fā)明具有輸出結(jié)果溫度系數(shù)小，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。本發(fā)明輸入輸出均為電流信號(hào)，屬于電流型模擬乘除法運(yùn)算電路，無(wú)密勒效應(yīng)，運(yùn)算速度快。
文檔編號(hào)G06F7/52GK103226460SQ20131013587
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者李澤宏, 蔣匯, 曾智, 劉廣濤, 吳明進(jìn) 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)