乘法器原理_乘法器的作用

　　乘法器原理

　　乘法器（multiplier）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。它可以将两个二进制数相乘，它是由更基本的加法器组成的。乘法器可以通过使用一系列计算机算数技术来实现。乘法器不仅作为乘法、除法、乘方和开方等模拟运算的主要基本单元，而且还广泛用于电子通信系统作为调制、解调、混频、鉴相和自动增益控制；另外还可用于滤波、波形形成和频率控制等场合，因此是一种用途广泛的功能电路。

　　乘法器是模拟式电子式电能表的重要组成部分，也是电能表计量误差的最主要来源。对时分割乘法器在谐波条件下的计量误差进行了定量的研究与分析，根据时分割乘法器的工作原理，推导其在谐波条件下计量误差的理论表达式，并通过仿真计算验证计量误差量化表达式的准确性。从计量准确性和成本角度综合比较了时分割乘法器电能表与数字式电子式电能表。对谐波电能计量的合理性进行探讨。为定量化分析谐波条件下计量系统的误差提供了理论依据，对适用于谐波条件下计量的电子式电能表的设计具有参考价值。

　　乘法器的类型

　　模拟乘法器

　　模拟乘法器是对两个模拟信号（电压或电流）实现相乘功能的的有源非线性器件。主要功能是实现两个互不相关信号相乘，即输出信号与两输入信号相乘积成正比。它有两个输入端口，即X和Y输入端口。乘法器两个输入信号的极性不同，其输出信号的极性也不同。如果用XY坐标平面表示，则乘法器有四个可能的工作区，即四个工作象限。若信号均限定为某一极性的电压时才能正常工作，该乘法器称为单象限乘法器；若信号中一个能适应正、负两种极性电压，而另一个只能适应单极性电压，则为二象限乘法器；若两个输入信号能适应四种极性组合，称为四象限乘法器。集成模拟乘法器的常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。

　　硬件乘法器

　　硬件乘法器，其基础就是加法器结构，它已经是现代计算机中必不可少的一部分。乘法器的模型就是基于“移位和相加”的算法。在该算法中，乘法器中每一个比特位都会产生一个局部乘积。第一个局部乘积由乘法器的LSB产生，第二个乘积由乘法器的第二位产生，以此类推。如果相应的乘数比特位是1，那么局部乘积就是被乘数的值，如果相应的乘数比特位是0，那么局部乘积全为0。每次局部乘积都向左移动一位。乘法器可以用更普遍的方式来表示。每个输入，局部乘积数，以及结果都被赋予了一个逻辑名称（如A1、A2、B1、B2），而这些名称在电路原理图中就作为了信号名称。在原理图的乘法例子中比较信号名称，就可以找到乘法电路的行为特性。在乘法器电路中，乘数中的每一位都要和被乘数的每一位相与，并产生其相应的乘积位。这些局部乘积要馈入到全加器的阵列中（合适的时候也可以用半加器），同时加法器向左移位并表示出乘法结果。最后得到的乘积项在CLA电路中相加。注意，某些全加器电路会将信号带入到进位输入端（用于替代邻近位的进位）。这就是一种全加器电路的应用；全加器将其输入端的任何三个比特相加。随着乘数和被乘数位数的增加，乘法器电路中的加法器位数也要相应的增加。通过研究CLA电路的特性，也可以在乘法器中开发出更快的加法阵列。

　　谐波乘法器

　　时分割乘法器是模拟式电子式电能表的重要组成部分，也是电能表计量误差的最主要来源。文中对时分割乘法器在谐波条件下的计量误差进行了定量的研究与分析，根据时分割乘法器的工作原理，推导出其在谐波条件下计量误差的理论表达式，并通过仿真计算验证了计量误差量化表达式的准确性。从计量准确性和成本角度综合比较了时分割乘法器电能表与数字式电子式电能表。最后，对谐波电能计量的合理性进行了探讨。为定量化分析谐波条件下计量系统的误差提供了理论依据，对于适用于谐波条件下计量的电子式电能表的设计具有参考价值。

　　乘法器的作用

　　乘法器可以将两个二进制数相乘，乘法器的基础就是加法器的结构，乘法器是由更为基本的加法器组成的。

　　乘法器也叫相乘器，乘法器作为基本的功能单元电路被广泛的应用于各种的信号处理和变换电路中。

　　模拟乘法器是可以实现两个模拟信号相乘功能的非线性电子线路。

　　乘法器应用于电子式电能表中种类比较多，包括霍尔效应乘法器，平方差法乘法器，热电变换型乘法器，三解波平无乘法器，时分割乘法器等等。
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