东北石油大学课程设计
2011年7 月10日
东北石油大学课程设计任务书
课程电子技术课程设计
题目除法运算电路
专业自动化姓名杨成龙学号0906********
主要内容：
根据设计要求，运用所学的模拟电子技术及电路基础等知识，自行设计一个二输入的除法运算电路。
基本要求：
1.工作温度范围：-40℃～+50℃。
2.用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。主要参考资料：
[1] 陈有卿.实用电子制作精选[M].北京：机械工业出版社，1994.
[2] 童诗白，徐振英.现代电子学及应用[M].北京：高等教育出版社，1994.
[3] 张凤言.电子电路基础[M].北京：高等教育出版社，1995.
[4] 电子电路百科全书编辑组. 电子电路百科全书[M].北京：科学出版社，1988.
[5] 郑家龙，王小海.集成电子技术基础教程[M].北京：高等教育出版社，2002.
[6]彭介华.电子技术课程设计指导[M].高等教育出版社，1997.
[7] 李哲英．实用电子电路设计[M]．北京：电子工业出版社，1997.
[8] 稻叶保.振荡电路的设计与应用[M].北京：科学出版社，2004.
[9] 杨春玲.电子技术实验与课程设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.完成期限2011.7.4——2011.7.10
指导教师陶国彬、刘超
专业负责人
2011年7 月1 日
目录
1 任务和要求 (1)
2 总体方案设计与选择 (1)
2.1 对数电路、差分比例运算电路和指数电路的组合 (1)
2.2 模拟乘法器放在集成运放的反馈通路中的应用 (1)
3 单元电路设计与参数计算 (2)
3.1对数运输电路设计方案 (2)
3.2差分比例运算电路设计方案 (2)
3.3指数运算电路设计方案 (3)
3.4桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计方案 (3)
4 总原理图及元器件清单 (6)
5 性能测试与分析 (7)
5.1除法运算电路的安装 (7)
5.2除法运算电路的调试 (7)
5.3直流的安装 (7)
5.4直流电源的调试 (7)
6 性能测试与分析 (7)
6.1测试 (7)
6.2分析与误差计算 (8)
7 设计总结 (9)
参考文献 (10)
1任务和要求
(1)任务：设计一个二输入的除法运算电路。
(2)探测器性能要求。
➢工作温度范围：-40℃——+50℃。
➢用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
2 总体方案设计与选择
2.1 对数电路、差分比例运算电路和指数电路的组合
除法电路的输出电压正比于其两个输入电压相除所得的商，所以利用对数电路、差分比例运算电路和指数电路，可得除法运算电路的方框图：
图1 对数电路、差分比例运算电路和指数电路的组合原理图
2.2模拟乘法器放在集成运放的反馈通路中的应用
利用反函数型运算电路的基本原理，将模拟乘法器放在集成运放的反馈通路中，便可构成除法运算电路。
该课程设计是做一个二输入的除法电路，而因此需要利用对数和指数运算电路实现或者用模拟乘法器在集成运放反馈通路中的应用来实现。
在产生正、负电源的实用电路中，多采用全波整流电路，最常用的是单向桥式整流电路，即将四个二极管首尾相连，引出两根线接变压器，另外两个接后面电路，并将桥式整流电路变压器副边中点接地，并将二个负载电阻相连接，且连接点接地。电容滤波电路利用电容的充放电作用，使输出电压趋于平滑。
方案一是利用对数电路、差分比例运算电路和指数电路的组合来设计的，运算放大器uA741要四个，电阻也很多，对焊接有很大的要求，要焊的器件比较多，相对来说比较复杂。方案二是利用模拟乘法器放在集成运放的反馈通路中的应用，uA741只要一个，电阻也很少，焊接起来比较方便。因此选用方案一作为本课题的原理方案。
3 单元电路设计与参数计算
3.1对数运输电路设计方案
图2 对数运输电路原理图
由二极管方程知()
1T U D S i I e =- 当D T u U >>时：D U D S i I e ≈或： 利用“虚地”原理，可得：
D I O D S S S ln
ln ln R T T T i i u u u U U U I I I R
=-≈-=-=- 用三极管代替二极管可获得较大的工作范围。
3.2差分比例运算电路设计方案
图3差分比例运算电路原理图
电路只有二个输入，且参数对称，则： 。
ln D
D T S
i u U I ≈F O I2I1()R
u u u R
=-
3.3指数运算电路设计方案
图4指数运算电路原理图
当 u I > 0 时，根据集成运放反相输入端 “虚地”及“虚断”的特点，可得：
所以： 可见，输出电压正比于输入电压的指数。
3.4桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计方案
图5桥式整流电容滤波集成稳压块电路原理图
该直流源采用单相桥式整流法进行整流，用电容滤波电路进行滤波，采用稳压管稳压电路进行稳压。
原理分析：直流电源的输入电压为220v 的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值与电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，在对交流电压进行处理。变压器副边电压有效值决定后面电路的需要。变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压。
稳压电路
滤波电路
单相桥式整流电路
C2 440nF
C3
440nF U1 LM7812CT
LINE VREG
COMMON
VOLTAGE
U2 LM7912CT
LINE
VREG
COMMON
VOLTAGE
C4 1uF
C5 1uF
D1 1N4007
D2 1N4007
D3 1N4007 D4 1N4007
8 R1 1k? R2 1k?
C1 3.3mF C6 3.3mF LED1
LED2 1 8 D5 1N4007 D6
1N4007
5 10 T1
TS_AUDIO_10_TO_1
V1 220 Vrms
50 Hz 0°
7
9 3
2
6
4
BE I I I S S 0e e
T
T
u u U U u i I I >≈=BE I I S S e
e
T
T
u u U U i I I ≈=
