Кіріспе
Электроникада аналогты көбейтуші – екі аналогты сигналды қабылдап, олардың көбейтіндісін шығаратын құрылғы. Мұндай тізбектер квадраттарды (екі кіріске де бірдей сигнал беру арқылы) және квадрат түбірлер сияқты туысты функцияларды жүзеге асыру үшін қолданылуы мүмкін. Электрондық аналогты көбейтуші атқаратын қызметіне қарай әртүрлі атаулармен аталуы мүмкін (аналогты көбейтушінің қолданылу аймақтарын қараңыз).
Кернеуді бақылайтын күшейткіш пен аналогты көбейтуші
Егер аналогты мультипликатордың бір кірісі тұрақты кернеуде ұсталса, екінші кірістегі сигнал тұрақты кірістегі деңгейге пропорционалды түрде масштабталады. Бұл жағдайда аналогты мультипликатор кернеумен басқарылатын күшейткіш ретінде қарастырылуы мүмкін. Оның айқын қолданылуы электрондық дыбыс деңгейін реттеу және автоматты күшін реттеу (AGC) үшін болады. Аналогты мультипликаторлар мұндай қолданыстарда жиі қолданылса да, кернеумен басқарылатын күшейткіштер міндетті түрде аналогты мультипликаторлар болып табылмайды. Мысалы, дыбыс деңгейін реттеу үшін арналған интегралдық схеманың 1 Вpp үшін есептелген сигнал кірісі және 0.5 В тұрақты ток үшін есептелген басқару кірісі болуы мүмкін; яғни, екі кіріс симметриялық емес және басқару кірісінің өткізу қабілеті шектеулі болады. Керісінше, әдетте нағыз аналогты мультипликатор деп саналатындарда, екі сигнал кірісінің де бірдей сипаттамалары болады. Нағыз аналогты мультипликаторға тән қолданыстар – екі кіріс те сигнал болатын жағдайлар, мысалы, жиілік араластырғышында немесе дискретті Фурье түрлендіруін жүзеге асыруға арналған аналогтық тізбекте. Құрылғының кіріс диапазонында дәл және сызықты болуын қамтамасыз етуге қажетті қатаңдық деңгейіне байланысты, нағыз аналогты мультипликатор кернеумен басқарылатын күшейткіштен әлдеқайда қымбат болуы мүмкін. Төрт квадрантты мультипликатор – кіріс және шығыс сигналдарының оң және теріс мәндерге ие болуы мүмкін құрылғы. Көптеген мультипликаторлар тек 2 квадрантта жұмыс істейді (бір кірісте тек бір полярлық болуы мүмкін) немесе бір квадрантта (кірістер мен шығыстар тек бір полярлыққа ие, әдетте барлығы оң).
Аналогты көбейту құрылғылары
Аналогты көбейту Холл эффектісін пайдалану арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Гилберт жасушасы – екі дифференциалдық кірісінің 4 квадрантты көбейтуін қамтамасыз ететін схема. Интегралды схемалардағы аналогты көбейткіштер көптеген қолдануларда қолданылады, мысалы, нақты RMS түрлендіргіште, бірақ төрт квадрантты сызықтық көбейткіш сияқты көптеген жалпы мақсаттағы аналогты көбейткіш құрылымдары да бар. Жалпы мақсаттағы құрылғылар әдетте кірістерде немесе шығыстарда сигналды схеманың кернеу шектерінде масштабтауға мүмкіндік беру үшін әлсіретушілер немесе күшейткіштерді қамтиды. Аналогты көбейткіштер операциялық күшейткіштерге өте ұқсас болғанымен, шу мен смещение кернеуіне байланысты проблемаларға одан да осал, өйткені бұл қателер көбейтілуі мүмкін. Жоғары жиілікті сигналдармен жұмыс істегенде фазаға байланысты мәселелер өте күрделі болуы мүмкін. Осы себепті, кең диапазонды жалпы мақсаттағы аналогты көбейткіштерді өндіру қарапайым операциялық күшейткіштерге қарағанда әлдеқайда қиын, және мұндай құрылғылар әдетте арнайы технологиялар мен лазерлік кесу арқылы жасалады, сондай-ақ аспаптық күшейткіштер сияқты жоғары өнімді күшейткіштерде де қолданылады. Бұл олардың салыстырмалы түрде жоғары құны бар екенін білдіреді, сондықтан олар көбінесе қажет болған схемаларда ғана қолданылады. Нарықта қол жетімді аналогты көбейткіш интегралды схемаларының мысалдары: Texas Instruments компаниясының MPY634, Analog Devices компаниясының AD534, AD632 және AD734, Intersil компаниясының HA 2556 және басқа да интегралды схемаларды өндірушілердің көптеген өнімдері.
Көбейтуде аналогты цифрлықпен салыстыру
Көп жағдайда аналогты мультипликатормен орындалатын функцияларды цифрлық сигналды өңдеу техникасын қолдану арқылы жақсырақ және арзан орындауға болады. Төмен жиіліктерде цифрлық шешім арзан және тиімдірек, сондай-ақ тізбектің функцияларын бағдарламалық құралда өзгертуге мүмкіндік береді. Жиіліктері артаған сайын, цифрлық шешімдерді енгізу құны аналогтық шешімдерге қарағанда күрт өседі. Цифрлық технологияның дамуымен аналогты мультипликаторларды қолдану жоғары жиілікті тізбектерге немесе өте арнайы қолданыстарға қарай тартылады. Сонымен қатар, көптеген сигналдар ерте не кеш сигнал жолында цифрландырылуға тиіс, ал мүмкін болса, мультипликаторды қажет ететін функциялар цифрлық жаққа көшіріледі. Мысалы, алғашқы цифрлық мультиметрлерде нақты RMS функциялары сыртқы аналогты мультипликатор тізбектерімен қамтамасыз етілген. Бүгінгі таңда (жоғары жиілікті өлшеулерден басқа) кіріс сигналын цифрландыру үшін АҚТ-ның дискретизация жылдамдығын арттыруға бейімділік бар, бұл RMS және басқа да көптеген функцияларды цифрлық процессормен орындауға мүмкіндік береді. Дегенмен, сигналды сигнал жолының басында мүмкіндігінше ертерек толығымен цифрландыру, жоғары жылдамдықты АҚТ қажеттілігіне байланысты, шамадан тыс қуатты тұтынуға әкеледі. Керісінше, тиімді шешім – сигналды алдын ала өңдеу арқылы жағдайын жақсарту және оның өткізу қабілетін азайту, соның нәтижесінде пайдалы ақпаратты қамтитын өткізу қабілетін ғана цифрландыру үшін энергия жұмсалады. Сонымен қатар, цифрлық басқарылатын резисторлар микроконтроллерлерге тонды басқару және автоматтік күшейтуді реттеу (AGC) сияқты көптеген функцияларды цифрланған сигналды тікелей өңдеу қажеттілігінсіз жүзеге асыруға мүмкіндік береді.