Интегральный перемножитель сигналов реализует передаточную функцию

где k_а — масштабный коэффициент, а u₁ и u₂ — перемножаемые аналоговые напряжения.

Рассмотрим упрощенную структурную схему аналогового интегрального перемножителя двух напряжений (рис. 11.3), в основу принципа действия которого заложен четырехквадрантный метод перемножения. В этой схеме (в технике измерения мощностей ее иногда называют квадратором) приняты следующие обозначения: (+) — сумматор; (-) — вычитающее устройство; (Кв) — устройство возведения в квадрат; (:4) — делитель напряжения на че­тыре (этот элемент необязателен).

При перемножении двух аналоговых напряжений производятся операции:

суммирование: u₁ + u₂;

вычитание: u₁ - u₂;

возведение в квадрат: (u₁ + u₂)², (u₁ - u₂)²,

вычитание квадратов: (u₁ + u₂)²- (u₁- u₂)² = 4 u₁ u₂

деление напряжения на четыре: 4 u₁ u₂/4 = u₁ u₂.

Чтобы применить перемножитель сигналов в схеме ваттметра, достаточно в качестве выходного каскада измерителя включить низкочастотный фильтр.

Если напряжения u₁ = U_mcosωt и u₂ = I_mRcos(ωt-φ), где R — эталонное сопротивление, то сигнал на выходе: P_вых=k_aU_mI_mR^.cosωt^.cos(ωt-φ). При­няв коэффициент k_а = 1, сопротивление R=1 Oм и учитывая формулу произ­ведения двух косинусов, получим:

Выделенная специальным низкочастотным фильтром постоянная состав­ляющая данной мощности будет пропорциональна измеряемой мощности (вторым слагаемым на выходе фильтра можно пренебречь), т.е. Р_о= UIcosφ

В перемножителях используют идентичные, со стабильными параметра­ми нелинейные элементы, имеющие квадратичные характеристики.

Более высокую точность измерения мощности по методу прямого умно­жения двух сигналов обеспечивает операция интегрирования, которую при­меняют в прецизионных измерительных преобразователях активной мощно­сти промышленной частоты.

Погрешность измерения мощности колеблется в широких преде­лах: от 0,1—0,2 % при измерении мощностей на постоянном токе и токе промышленной частоты до 4—10 % и более при измерении мощ­ностей на СВЧ. Это объясняется возможностями применяемых методов и средств измерений в раз­личных частотных диапа­зонах.