模拟信号乘法器电路的制作方法

本发明涉及电路设计，具体地涉及一种模拟信号乘法器电路。

背景技术：

1、乘法电路(multiplying circuit)是一种完成两个互不相关的模拟信号相乘作用的电子器件或电路。现有技术中，应用最为广泛的乘法电路是吉尔伯特单元乘法器。如图1所示，吉尔伯特单元乘法器电路主要由三对差分放大器组成，具体由场效应管m01-m06各自成对匹配。m01、m02构成的差分放大器和m03、m04构成的差分放大器的输入信号均为vin，且两个差分放大器的输出端短接，即输出信号vout＝av1*vin-av2*vin＝(av1-av2)*vin。其中，av1、av2分别为m01、m02构成的差分放大器和m03、m04构成的差分放大器的增益，并且av1、av2分别由场效应管m05、m06的电流大小决定，进而分别由vcont1、vcont2控制。

2、具体地，已知差分放大器的增益av＝-gm*rd，其中gm为场效应管的跨导。跨导其中un、cox、w、l均为场效应管自身工艺参数，设id为场效应管的饱和电流。饱和电流再结合差分的对称特性得到id1＝1/2id5，将id和gm带入增益av公式，可得同理可得，设定场效应管m01-m04工艺参数相同，场效应管m05、m06工艺参数相同，最终得出即输出信号vout与输入信号vin和(vcont1-vcont2)的乘积相关。

3、但是，上述现有技术的乘法器电路中，输出信号vout还与场效应管的工艺参数但k受场效应管自身的制造工艺和环境温度影响较大，因此乘法器电路整体的温度、工艺稳定性较差。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供了一种模拟信号乘法器电路。本发明提供的模拟信号乘法器电路，能够通过调整电路设计，减少场效应管等电器元件自身工艺参数和环境温度等因素对输出信号的影响，从而提高乘法器电路运算工作的准确性和稳定性。

2、本发明的技术方案中，提供了一种模拟信号乘法器电路，包括第一输入端、第二输入端和输出端，还包括第一电流镜电路，第一电流镜电路的参考端连接第一输入端，第一电流镜电路的输出端为模拟信号乘法器电路的输出端；固定电阻电路，一端连接第一电流镜电路的输出端，另一端连接接地端；可变电阻电路，可变电阻电路的一端连接第一输入端，另一端连接接地端，调节端连接第二输入端。

3、根据本发明的技术方案，第一电流镜电路的参考端分别连接第一输入端和可变电阻电路，即第一电流镜电路的参考端电流为第一输入端的第一输入信号与可变电阻电路阻值的比值。又有第二输入端的第二输入信号控制调节可变电阻电路的阻值，可变电阻电路的阻值为可变电阻电路自身工艺参数与第二输入信号的比值，即第一电流镜电路的参考端电流与第一输入信号、第二输入信号的乘积和可变电阻电路自身工艺参数相关。第一电流镜电路的参考端电流镜像到第一电流镜电路的输出端，第一电流镜电路的输出端连接有固定电阻电路，第一电流镜电路的输出端即模拟信号乘法器电路的输出信号为第一电流镜电路的输出端电流与固定电阻电路的阻值的乘积，使固定电阻电路与可变电阻电路的工艺参数匹配，抵消工艺参数对模拟信号乘法器电路的输出信号的影响，从而提高乘法器电路运算工作的准确性和稳定性。

4、优选地，本发明的技术方案中，模拟信号乘法器电路中的第一电流镜电路包括第一恒流场效应管和第二恒流场效应管，第一电流镜电路的参考端为第一恒流场效应管的漏极，第一电流镜电路的输出端为第二恒流场效应管的漏极，第一恒流场效应管和第二恒流场效应管的源极相连并连接于电源端，第一恒流场效应管和第二恒流场效应管的栅极相连并连接于第一电流镜电路的参考端。

5、根据本发明的技术方案，通过两个场效应管组成的电流镜电路能够将参考端的电流信号准确地复制到输出端，起到流控电流源的作用。并且，能够通过使两个场效应管参数匹配，尽量避免电器元件自身参数对电流输出的影响。

6、本发明的技术方案中，模拟信号乘法器电路中的可变电阻电路由第一场效应管构成，第一场效应管的栅极连接第二输入端，漏极分别连接第一输入端和第一电流镜电路的参考端，源极连接接地端。根据本发明的技术方案，使第一场效应管工作于可变电阻区，使得第一场效应管的漏极电流随输入电压变化，以实现电阻的作用。

7、优选地，本发明的技术方案中，模拟信号乘法器电路还包括第一输入调节电路，连接于第一输入端与可变电阻电路之间，第一输入调节电路包括放大器和第一输入场效应管，放大器的同相输入端连接第一输入端，放大器的反相输入端连接可变电阻电路，放大器的输出端连接第一输入场效应管的栅极；第一输入场效应管的漏极连接第一电流镜电路的参考端，第一输入场效应管的源极分别连接可变电阻电路和放大器的反相输入端。

8、根据本发明的技术方案，第一输入端的第一输入信号输入到放大器的同相输入端，放大器虚短设置，放大器的反相输入端同样为第一输入端的第一输入信号，第一输入端的第一输入信号通过第一输入场效应管输入到第一电流镜电路的参考端。

9、同样地，本发明的技术方案中，模拟信号乘法器电路还包括第二输入调节电路，连接于第二输入端与可变电阻电路的调节端之间，第二输入调节电路包括第二输入场效应管，栅极连接于第二输入端，源极通过第一电阻连接于接地端；第二电流镜电路，参考端连接第二输入场效应管的漏极；第三输入场效应管，漏极连接第二电流镜电路的输出端，源极通过第二电阻连接于接地端，栅极分别连接第二电流镜电路的输出端和可变电阻电路的调节端；第四输入场效应管，漏极通过第二电阻连接第三输入场效应管的源极，源极连接于接地端，栅极连接第四输入场效应管的漏极。通过第二输入调节电路将第二输入信号传递到可变电阻电路中，调节可变电阻电路的阻值。并通过输入场效应管的参数设置，来抵消输入端电器元件的工艺参数，以电器元件自身参数对电流输出的影响。

10、同样地，本发明的技术方案中，模拟信号乘法器电路中的第二电流镜电路包括第三恒流场效应管和第四恒流场效应管，第二电流镜电路的参考端为第三恒流场效应管的漏极，第二电流镜电路的输出端为第四恒流场效应管的漏极，第三恒流场效应管和第四恒流场效应管的源极相连并连接于电源端，第三恒流场效应管和第四恒流场效应管的栅极相连并连接于第二电流镜电路的参考端。

11、根据本发明的技术方案，通过两个场效应管组成的电流镜电路能够将参考端的电流信号准确地复制到输出端，起到流控电流源的作用。并且，能够通过使两个场效应管参数匹配，尽量避免电器元件自身参数对电流输出的影响。

12、本发明的技术方案中，模拟信号乘法器电路中的固定电阻电路由第二场效应管构成，第二场效应管的漏极连接输出端，源极连接接地端。根据本发明的技术方案，使得第二场效应管的漏极电流随输入电压变化，以实现电阻的作用。

13、本发明的技术方案中，模拟信号乘法器电路还包括输出调节电路，连接第二场效应管的栅极，输出调节电路包括输出场效应管，漏极连接电源端和第二场效应管的栅极，源极连接接地端，栅极连接输出场效应管的漏极；第三电阻，连接于输出场效应管的漏极与第二场效应管的栅极之间；电流源，一端连接电源端，另一端分别连接第二场效应管的栅极和第三电阻。根据本发明的技术方案，能够通过输出场效应管的参数设置，来抵消输出端电器元件的工艺参数，以电器元件自身参数对电流输出的影响。