四象限乘法器／除法器AD734在伽瑪相機中的應用

摘　要：AD734是一個高精度高速的10 MHz四象限乘法/除法器，他與同類產品相比，具有直接除法模式，高精度、低失真、低噪聲的特點，可以直接取代AD534。本文主要介紹AD734的工作原理、內部結構及其在伽瑪相機中的使用。
　　關鍵詞：除法器；AD734；伽瑪相機；RMSDC轉換器

　　AD734是Analog Devices（AD公司）的產品，與同類產品相比，具有直接除法模式，可以利用外部輸入電壓直接控制除法模式中的分母電壓，使用起來相當靈活方便。而其他同類產品除法模式的分母電壓只能由內部電路提供，外部無法控制。AD734還可以作為調制器、解調器、寬帶增益控制器、直流均方根轉換器、壓控放大器、振蕩器和濾波器使用，用途非常廣泛。

1AD734的基本結構及功能
　　AD734是一個高精度、高速四象限模擬乘法器/除法器，他與符合工業標準的模擬乘法器/除法器AD534引腳互相兼容，其傳遞函數為W=XY/U。他具有以下特點：
　　(1) 高精度：0.1%的典型誤差。
　　(2) 高速：10 MHz滿功率帶寬；
　　450 V/μs的回轉率；
　　上升到滿功率的0.1%需200 ns。
　　(3)低失真：任意輸入信號的失真均為-80 dB。
　　(4)低噪聲：10 Hz~20k Hz時，信噪比為94 dB；
　　10 Hz~10M Hz時，信噪比為70 dB。
　　(5)直接除法模式。
　　(6)增益為100時，帶寬為2 MHz。
　　圖1所示為AD734的管腳示意圖。
　　其具體管腳定義如下：
　　X1和X2：差動輸入端；
　　Y1和Y2：差動輸入端；
　　Z1和Z2：差動輸入端；
　　U0，U1，U2：分母電壓控制端；
　　W：輸出端；
　　VP：正電源供電；
　　DD：電壓控制使能；
　　ER：參考電壓；
　　VN：負電源供電。
　　AD734與AD534相比，其先進的功能有：

　　(1)AD734是一個新型的輸出放大器。在滿功率帶寬10 MHz時，AD734的回轉率（450V/μs） 要比AD534（20 V/μs）高出20多倍。
　　(2)AD734的失真非常低，即使在滿功率的情況下也一樣。在AD734的設計中采用了新的電路設計技術及激光微調技術，消除了所有的寄生非線性誤差，而這些誤差在早期的設計中是無法消除的。
　　(3)AD734可以實現分母電壓的直接控制。外部輸入在10 mV~10 V之間的任意值均可代替分母電壓。對分母電壓的直接控制可以使AD734在分母電壓較小時也可獲得較高精度。AD734與AD534相比，在除法模式下工作時，帶寬比AD534高200倍。
　　AD734芯片的傳遞函數為：
　　
其中，A0為輸出放大器的開環增益，其典型值為72 dB。X1，X2，Y1，Y2，Z1，Z2，U1，U2為AD734的差動輸入。用戶可以根據不同的需要對AD734進行相應的連接，使其獲得不同的傳輸函數，實現不同的功能。另外，AD734的分母電壓U也可由其內部精確穩定的齊納擊穿參考電壓提供，其電壓值為10 V。
　　用戶通常在電路中設計一個負反饋通路，使式（1）中大括號內的值為0，同時，還把Z1和W接在一起，這時AD734的傳遞函數就變為：
　　

　　AD734可看成是增益可變的放大器。X輸入信號的響應輸出可由Y輸入（需要衰減時用Y而不用U）和U輸入（需放大時用U而不用Y）來控制。

2AD734在伽瑪相機中的使用