مقدمه‌ای بر طراحی ضرب‌کننده‌های آنالوگ چهار ربعی با توان مصرفی بسیار پایین

ضرب‌‌کننده‌‌ها را می‌‌توان بر اساس نحوه پردازش، سطح پیاده‌‌سازی، ناحیه عملکرد ترانزیستورها و… دسته‌‌بندی کرد. مهم‌‌ترین و کلی‌‌ترین دسته‌‌بندی براساس نحوه پردازش ضرب‌‌کننده‌‌ها انجام می‌‌گیرد. به این ترتیب ضرب‌‌کننده‌‌ها به دو دسته‌‌ی ولتاژی و جریانی تقسیم می‌‌شوند: الف) ضرب‌‌کننده‌‌های حالت ولتاژ: در این نوع یکی از سیگنال‌‌های ورودی یا خروجی یا هردوی آن‌‌ها سیگنال‌‌های ولتاژی هستند. همچنین پردازش سیگنال در سرتاسر مدار ولتاژی است. ب) ضرب‌‌کننده‌‌های حالت جریان: در این نوع هم سیگنال ورودی و هم سیگنال خروجی سیگنال‌‌های جریانی بوده و در سرتاسر مدار نیز پردازش به‌صورت جریانی است. از لحاظ تاریخی پردازش در حالت ولتاژی دارای قدمت بیشتری نسبت به حالت جریان است. علت آن نیز دید مهندسان و طراحان آنالوگ در فرض کردن سیگنال ولتاژ به‌عنوان متغیر اصلی پردازش سیگنال آنالوگ بوده است. به‌یقین پارامترهایی را که برای سنجش کارکرد مدارهای آنالوگ مطرح هستند، می‌‌توان برای سنجش عملکرد ضرب‌‌کننده‌‌های آنالوگ نیز مطرح کرد. از جمله این مشخصه‌‌ها می‌‌توان به توان مصرفی، ولتاژ تغذیه، پهنای باند، نویز، خطینگی، اعوجاج هارمونیکی کل، گستره‌‌ی پویایی ورودی و خروجی، سطح مصرفی و… اشاره کرد. توان مصرفی و ولتاژ تغذیه دو مشخصه هستند، که تمامی طراحان به دنبال کاهش آن‌‌ها هستند. خطینگی، THD، توان مصرفی و گستره‌‌ی‌‌ کاری از جمله مشخصه‌‌های مهم در ارزیابی عملکرد ضرب‌‌کننده‌‌ها محسوب می‌شوند. نکته‌‌ای که در اینجا باید یادآوری شود این است که از آنجایی که طراحی ضرب‌‌کننده‌‌ها کاربرد محور است، نمی‌‌توان معیار دقیق یا ضریب شایستگی واحد برای سنجش و مقایسه مدارهای مختلف ذکر کرد. در این کتاب سعی بر این است که تا حد ممکن نواحی کار ترانزیستورهای بکار رفته در طرح مداری اصلی در ناحیه زیر آستانه باشند و یا در حالتی باشند که به گستره عملکرد فرکانسی آسیبی وارد نشود و خیلی کم نباشد.