模拟乘法器设计 模拟电路课程设计

物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表

专业：电子科学与技术班级：07电子本 学号：070803047姓名：张本云 课题名称 设计任务与要求 设计报告成绩

乘法运算电路 ① 设计一个二输入的乘法运算电路。 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）。 评分标准： ①有合理的方案设计和论证、电路参数的计算、总原理图和清单。（0-20分） ②电路板制作、调试规范，有详细制作和调试过程。（0-10分） ③电路板测试合理，对性能指标测试数据完整，正确；进行数据处理规范，进行了误差计算和误差分析。（0-15分） ④对课程设计进行了总结，有体会，并能提出设计的改进、建设性意见。 （0-5分） 设计报告成绩： 电子 作品成绩 ： 评分标准： ①电路正确，能完成设计要求提出的基本功能。（0-30分） ②电路板焊接工艺规范，焊点均匀，布局合理。（0-20分） (其中直流电源部分占20%，功能部分80%) 电子作品成绩： 课程设计成绩 总成绩： 指导教师：

2009年7月1日

模拟电路课程设计报告

设计课题：

专业班级：

学生姓名：

指导教师：

设计时间： 乘法运算电路 07电子科学与技术 张本云 曾 祥 华 2009年6月10日

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题目：乘法运算电路

一、设计任务与要求

1. 设计一个二输入的乘法运算电路

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）

二、方案设计与论证

理想模拟乘法器具备的条件：1. ri1和ri2为无穷大；2. ro为零；3. k值不随信号幅值而变化，且不随频率而变化；4.当uX或uY为零时uo为零，电路没有失调电压、噪声。

方案一、由乘法电路的输出电压正比于其两个输入电压的乘积，即

uo = uI1uI2

lnuO?ln(uI1uI2)?lnuI1?lnuI2再求指数，得：

求对数，得：

uO?elnuI1?lnuI2?uI1uI2

所以可以利用对数电路、求和电路和指数电路，得到乘法运算电路，其方块

图为：

uI1 对数电路 uI2 对数电路

lnuI1 lnuI2 求和lnuI1+ lnuI2 指数电路 电路 uO = uI1uI2

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方案二、运用恒流源差分放大电路的乘法特性，如图I—1：

由差分放大电路的差模传输特性iC1?iC2?IOu(2UuxTx??UT)可得：

i1?i2?i5th①

u2Ux,T

同理可得

②

i5?i6?Ith③

i?i?i43th6u2Ux,

Tu2UY,

TiO1; ④ ?iO2?(i1?i3)?（i4?i2）?（i1?i2）?（i4?i3）将上①、②、③式代入④，可得：

iO1?iO2?( i5?i6)thu2Ux?I（thTu2UyT）（thu2Ux）;

T当ux??UT,且uY??UT时， iO1?iO2?I4UT2?uXuY;

IRC4UT所以，输出电压uo??（iO1?iO2）RC ??2uuxy

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三、单元电路设计与参数计算 1．直流电源部分

直流电源由电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路四部分构成 稳压电源的组成框图如下：

+ 电 源 + 整 流 + 滤 波 + 稳 压 + u1 u2 u3 uI U0 _ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 电路图

１．整流，滤波电路

用四个整流二极管组成单相桥式整流电路，将交流电压Ｕ2变成脉动的直流电压,

再经滤波电容C1滤除纹波,输出直流电压Ui ，

UI=1.2U2

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两个二极管分别与LM7812和LM7912反向并联，起到保护电路的作用。 2．稳压电路

稳压电路中用三端固定稳压器组成固定电压输出电路，电容Ｃ为抗干扰电容，用以旁路在输入导线过长时窜入的高频干扰脉冲，后面的电容Ｃ是用来改善输出瞬变特性和防止电路产生自激振荡．所接的二极管对稳压器起保护作用，防止输入端短路时C2和C2上电荷对稳压器内部放电使内部输出管击穿而损坏． 三端固定式集成稳压器构成稳压电路时要求输入电压Ｕi不能过低，

Ｕi—U0>3V

2．乘法运算电路部分 电路原理图：

Uo1??UUI1TlnIsR

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U2Uo2??UTln

IsR

UO3??(UO1?UO2)?UTlnUI1UI2?ISR?2

uO??ISReu03UTuI1uI2??ISR四、总原理图及元器件清单

电路由三部分组成：

第一部分为两个对数运算电路：

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uuI1o1?-UTlnI SRuI2o2?-UuTlnI; SR

第二部分由一个加法运算电路组成：

uo1uo2o3?（?uo1?uo2）=UuTlnI2R2；

S

第三部分由指数运算电路组成：

Uuo3O??ISeUTR=?uI1uI2I； SR

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UI1Uo1??UTln

IsR1U2Uo2??UTln

IsR2

uO??ISR7eu03UTuI1uI2??ISR7(ISR1)2R1，R2和R7均采用可调电阻。

元器件清单

元件序号 R1.R2.R.R0 R3.R4.R5.R7.R8 U1，U2，U3 集成块 型号 S9013 uA741 主要参数 100K可调 R3.R4.R5为10K，R7.R8为1K 所需主要仪器设备等实验条件 仪器设备名称 实验箱 万用表 电路板制作工具 需进入实验室名称 模拟电路 uA741 电阻、晶体管若干 万能板等 实验材料 数量 3 5 3 4 备注

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五、安装与调试

1，根据电路图用电烙铁焊接上各个元器器件，焊接完毕后检查各连线，检查是否有漏焊，错焊等。

2，调试电路，根据原理连接好电路图，调节电阻R1和R2，使当输入两个

直流信号改变时，输出电压相应的变化，并且输出电压与两个输入电压的积在一定范围内有基本相同的倍数关系。

3，测试数据，改变输入电压，测试输出电压。

六、性能测试与分析:

由运算关系:Uo=KuxUy,测试得到如下数据：

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Ux/V 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.6 1.6 1.7 1.7 1.7 1.8 1.8 1.8 1.9 1.9 2.0

Uy/V 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.5 1.6 1.7 1.6 1.7 1.8 1.7 1.8 1.9 1.8 1.9 2.0 Uo/V -0.03 -0.048 -0.063 -0.09 -0.110 -0.135 -0.150 -0.150 -0.164 -0.185 -0.182 -0.202 -0.230 -0.229 -0.259 -0.339 -0.332 -0.432 -0.80 系数K -0.03 -0.04 -0.044 -0.05 -0.056 -0.06 -0.0625 -0.0625 -0.064 -0.068 -0.067 -0.069 -0.075 -0.074 -0.08 -0.094 -0.097 -0.12 -0.2 11

静态时测得输出电压为8.9v.

由以上测试数据可知，由于系统误差原因的存在，实验结果与理想值存在一定的误差。 但在一定的小范围内，该电路基本可以实现乘法运算的关系。

七、结论与心得

通过这次开放性实验，使我比较深入地掌握了乘法运算电路的设计方法，并且同时熟悉了对数运算电路、加减运算电路和指数运算电路的设计方法；并且学会了制作电路，熟练了电路焊接方法以及掌握调试方法与测试参数；同时还提高了我们的动手能力和测试技术能力。

在该课程设计过程中，我遇到了许多麻烦，由于元器件等的原因，电路产生的误差很大，但我还是在不断的努力去寻找更好的方案。

通过这次课程设计，使我对该课程有了更进一步的了解，该课程设计不仅让我的把课本上的知识抽象的理论知识运用于实验中，更培养了我的单独思考问题的能力，加强了我的动手能力。

八、参考文献

［1］童诗白、华成英 《模拟电子技术基础》第三版 ［2］李万臣、谢红 《模拟电子技术基础实验与课程设计》 [ 3] 谢自美 《 电子线路设计.实验.测试 》

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/np2x.html