除法加法运算电路(模拟电路课程设计)
加法运算和减法运算电路
=8V
12
例：由三运放放大器组成的温度测量电路。
E=+5V
R
R
R
Rt
+ A1 +
ui
_
+ A2 +
R R1 RW R R1
R2
+ A3 +
uo
R2
Rt ：热敏电阻
集成化:仪表放大器
13
E=+5V
R
R
R
Rt
+ A1 +
ui _
+ A2 +
R R1 RW R R1
R2
+ A3 +
uo
R2
Rt f (TC)
( RP2 // R RP1 RP 2 //
R ui1
RP
RP1 // R 2 RP1 //
R
ui
2
)
(R1 Rf )Rf R1 R f
( RP1
//
RP 2
//
R)(
ui1 RP1
ui 2 ) RP 2
将RP= RN的条件代入可得：
uo
Rf
( ui1 RP1
ui 2 RP 2
)
在RP1=
RP2
ui1
可以变为：
uo ui2 ui1
反相输入结构的减法电路，由于出现虚地，放大电路没
有共模信号，故允许 ui1 、ui2 的共模电压范围较大，且输
入阻抗较低。在电路中，为减小温漂提高运算精度，同相端
须加接平衡电阻。
4
6.2.2 减法运算电路
1、差动减法器
由Ui1产生的输出电压为：
uo
Rf R1
2024年度模拟电子技术基础教学设计(超全面)(精华版)
2024/3/24
19
实验考核方式与标准
实验报告
学生需提交完整的实验报告， 包括实验目的、原理、步骤、 数据记录、结果分析和结论等
。
2024/3/24
课堂表现
考察学生在实验过程中的态度 、操作规范、团队协作等方面 的表现。
实验成果展示
鼓励学生将实验成果进行展示 和交流，以便互相学习和提高 。
综合评价
模拟电子技术基础教 学设计(超全面)(精
华版)
2024/3/24
1
目录
2024/3/24
• 课程介绍与教学目标 • 模拟电子技术基础知识 • 模拟电子技术应用实例分析 • 实验教学内容与方法 • 课程设计环节指导 • 考核方式及成绩评定方法
2
01 课程介绍与教学目标
2024/3/24
3
课程背景及意义
2024/3/24
01
电子技术是现代信息技术的基础，模拟电子技术是电子 技术的重要组成部分。
02
模拟电子技术广泛应用于通信、计算机、自动控制等领 域，是现代电子设备和系统的基础。
03
掌握模拟电子技术对于电子类专业学生来说是必备的基 本技能，也是后续专业课程学习的基础。
4
教学目标与要求
掌握模拟电子技术的基本概 念、基本原理和基本分析方 法。
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02
共射放大电路
详细分析共射放大电路的工作原理、静态工作点的设置 、动态性能指标的计算，以及失真和频率响应等特性。
03
共集放大电路和共基放大电路
介绍共集放大电路和共基放大电路的工作原理、特点和 应用，以及三种基本放大电路的比较。
9
反馈放大电路原理
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模电课程设计加减法电路
1 设计任务描述1.1 设计题目：加法运算电路1.2 设计要求1.2.1 设计目的（1）学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步聚，培养综合设计与调试能力； （2）学会利用运算放大器实现加减法电路；（3）学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法； （4）培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
1.2.2 基本要求（1）利用两级运算放大器实现321o 42i i i u u u u ++=（2）设计电路所需的直流稳压电源，要求包括整流、滤波、稳压。
1.2.3 发挥部分（1）由于同相加法电路存在共模电压，将造成几个输入信号之间的互相影响，所以本次设计我选用两级运放反相输入，在第一级运用反相输入的求和电路，在第二级采用双端输入式，从而实现课设要求的输出与输入的线性关系。
（2）在线性直流电源中，将普通的电容滤波更改为两个电容与一个电阻的π型滤波电路，增加对交流分量的滤除。
（3）在线性直流电源中，将一般的稳压电路改为固定式三端集成稳压器工作。
2 设计思路本次设计的课题是加法运算电路，其“加法”的含义是实现输出与输入的线性关系。
本次设计还要求设计为运算电路提供电源的线性直流稳压电源。
首先这次设计的重点是加法运算电路，我需要设计一个电路使得其输出电压与输入电压满足表达式。
为满足这一线性关系，我选用两级放大来实现。
经过一个学期的学习，我大致了解关于集成运算放大器的工作原理，而这次设计主要是关于运放的线性应用。
首先第一级放大电路中，由于同相输入存在共模电压，会造成几个输入信号之间的互相影响。
而反相输入式放大电路中，根据虚断的概念，同相位输入端的电位为零，相当于与地等电位，即“虚地”。
这样可保证运放输入端无共模信号。
在第一级运算放大器的反相端输入施加两个电压信号，从而达到两个输入电压与第一级运放的输出电压之间的线性关系。
然后将这一输出加到第二级运放的反相端，同时在第二级运放的同相端加入第三个信号源，实现双端输入式放大电路，这种电路的的特点是输入电阻大、输出电阻小。
模拟电路设计除法运算电路
模拟电路课程设计报告设计课题：除法运算电路专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计时间：除法运算电路一、设计任务与要求①设计一个二输入的除法运算电路。
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(一)此次课程设计要求实现二输入的除法运算电路，总体思路有两种。
两种方案的总体分析如下：方案一：要实现二输入除法运算，可以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实现。
1.该方案采用模拟乘法器做反馈支路，模拟乘法器有两个输入端，一个输出端。
对于该除法运算电路，必须保证i1=i2,电路引入的才是负反馈。
即当UI1>0时，,U0'<0;而UI1<0时,U0’>0,由于U0与UI1反相，故要求U0’与U0同符号。
因此，当模拟乘法器的k小于零时，UI2应小于零；而k大于零时，UI2应大于零；即k与UI2同符号。
同理，若乘法模拟器的输出端通过电阻接集成运放的同相输入端，则为保证电路引入的是负反馈，UI2与k符号应当相反。
2.电路结构简单，易于焊接。
3.元器件价格相对较高。
方案二：我们可以运用对数和指数运算电路来间接设计实现二输入除法运算。
其中两个对称的对数运算电路作为输入级，中间级采用比例系数为1的差分比例运算电路，用一个指数运算电路作为输出级。
1.电路结构复杂，需要的元器件多，在焊接过程中容易出现虚焊或两点间的短路。
2.利用晶体管构成的对数运算电路，其运算关系仍受温度的影响，而且在输入电压较小和较大情况下运算精度会变差。
在设计实用的对数运算电路时，要采取一定的措施，用来减小is对运算关系的影响。
3.指数运算电路的输入电压UI应大于零，且只能在发射结导通电压范围内，故其变化范围很小。
运算结果与受温度影响较大的有关，因而指数运算的精度也与温度有关。
4.所需元器件为一般常用元器件，容易获得，且价格便宜。
我的选择：方案一。
模拟电子线路课程设计
模拟电子线路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解模拟电子线路的基本概念，掌握常用电子元器件的原理与功能；2. 学会分析简单的模拟电子电路，了解其工作原理与性能特点；3. 掌握模拟电子线路的设计方法，能运用所学知识解决实际问题。
技能目标：1. 培养学生动手实践能力，能够正确搭建和调试模拟电子线路；2. 培养学生运用电路仿真软件进行模拟电子线路设计与分析的能力；3. 提高学生的团队协作和沟通能力，能够共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养良好的学习态度；2. 培养学生勇于创新、敢于实践的精神，增强自信心；3. 培养学生关注社会发展，认识到电子技术在生活中的应用和价值。
课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，旨在培养学生的实际操作能力和创新设计能力。
学生特点：学生处于高中阶段，具备一定的电子技术基础，对新鲜事物充满好奇，动手能力强，但理论知识相对薄弱。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实践操作，鼓励学生自主探究和团队合作，提高学生的综合能力。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 理论知识学习：- 电子元器件原理与功能，包括电阻、电容、二极管、三极管等；- 模拟电子电路基本原理，如放大器、滤波器、振荡器等；- 电路分析方法，如等效电路、交流分析、直流分析等。
对应教材章节：第一章至第四章。
2. 实践操作：- 电路搭建与调试，以教材中的典型电路为例，进行实际操作；- 电路仿真软件应用，如Multisim、Proteus等，进行电路设计与分析；- 课程设计任务，分组进行模拟电子线路设计与展示。
对应教材章节：第五章、第六章。
3. 研讨与拓展：- 结合教材内容，进行课堂讨论，深入理解电路原理；- 分析实际应用案例，了解模拟电子线路在现代科技领域的应用；- 鼓励学生进行创新设计，提高学生的综合运用能力。
数字逻辑电路课程课程设计--简易加减计算器
摘要本次课程设计的任务是设计一个具有加减运算功能的简易计算器，并通过合适的方式来显示最后的计算结果。
此次设计电路的完成主要是利用简单的数字电路和电路逻辑运算来进行的。
简易加减计算器电路主要是对数据的输入与显示，数据的加减运算，数据的输出与显示三个主要的方面来设计研究完成的。
在输入电路的部分，我们通过开关的闭合与断开来实现数据的输入，开关闭合接入高电平“1”，断开接入低电平“0”。
而输入的数据将通过显示译码管以十进制的形式显示出来。
由于输入二进制的位数较多，我们采用个位十位分别输入的方式来简化电路。
加减运算电路则主要通过加法器来实现的。
设计电路时，我们将个位和个位、十位和十位分别接入一片加法器。
在进行加法运算时我们所选择的加法器是完全符合要求的，但是在进行减法运算时加法器就不能满足我们的设计要求了。
因此我们将减法转换为加法进行运算，运算时采用补码的形式。
在进行减法时通过异或门将减数的原码全部转换为补码，输入加法器中进行相加。
最后将进位信号加到十位的运算电路上就实现了加减法的运算电路。
在显示电路中，由加法器输出的数据是二进制码。
这些码可能表示超过十的数字，所以显示译码管就不能正确的显示出数字了。
此时要将二进制转化成BCD码，再将BCD 码送到显示译码管中就可以将计算所得的数字显示出来了。
概述1.1设计题目：简易加减计算器1.2设计任务和要求：1）用于两位以下十进制数的加减运算。
2）以合适的方式显示输入数据及计算结果。
1.3设计方案比较：方案一：输入十进制的数字，再通过编码器对十进制的数字进行编码，输出二进制的数据。
运用显示译码器对输入的数字以十进制的形式进行显示。
在进行加减计算的时候将二进制数字运用数模转换，然后再进行相加减。
然后将这些模拟信号再次转换成数字信号转换成数字信号，再将数字信号输入到显示译码管中来显示数剧。
这个方案中要进行数模转换和模数转换所需要的电路器件有些复杂，并且转换的时候需要很长的时间，而且转换以后数值的精度不高。
模拟电路信号的运算和处理电路
02
模拟电路信号的运算
加法运算
总结词
实现模拟信号的相加
详细描述
通过使用运算放大器或加法器电路，将两个或多个模拟信号相加，得到一个总 和信号。在模拟电路中，加法运算广泛应用于信号处理和控制系统。
减法运算
总结词
实现模拟信号的相减
详细描述
通过使用运算放大器或减法器电路，将一个模拟信号从另一个模拟信号中减去， 得到差值信号。在模拟电路中，减法运算常用于信号处理、音频处理和控制系统 。
模拟电路信号的运算和处理 电路
• 模拟电路信号概述 • 模拟电路信号的运算 • 模拟电路信号的处理 • 模拟电路信号处理的应用 • 模拟电路信号运算与处理的挑战与
展望
01
模拟电路信号概述
模拟信号的定义
模拟信号
模拟信号是一种连续变化的物理量， 其值随时间连续变化。例如，声音、 温度、压力等都可以通过模拟信号来 表示。
电流放大器
将输入信号的电流幅度放大，输 出更大的电流信号。常用于驱动 大电流负载或执行机构。
放大处理
放大器是一种用于增强信号的电 子设备。在模拟电路中，放大器 用于放大微弱信号，使其能够被 进一步处理或使用。
跨阻放大器
将输入信号的电阻值转换为电压 信号并放大，常用于测量电阻值 或电导值。
调制处理
调制处理
模拟信号的表示方法
模拟信号通常通过电压、电流或电阻 等物理量来表示。这些物理量在时间 上连续变化，能够精确地表示模拟信 号的变化。
模拟信号的特点
01
02
03
连续性
模拟信号的值在时间上是 连续变化的，没有明显的 跳跃或中断。
动态范围大
模拟信号的动态范围较大， 能够表示较大范围的连续 变化。
《模拟电子技术基础》教学教案
《模拟电子技术基础》教学教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）掌握模拟电子技术的基本概念、原理和应用；（2）熟悉常用模拟电子元件的工作原理和特性；（3）学会分析模拟电路的基本方法，并能应用到实际问题中。
2. 过程与方法：（1）通过实例讲解，培养学生的动手能力和实际操作技能；（2）采用小组讨论、问题解答等方式，提高学生的合作能力和解决问题的能力；（3）注重培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的创新思维。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对模拟电子技术的兴趣和爱好，激发学生学习热情；（2）培养学生勇于探索、积极思考的科学精神；（3）培养学生团队协作、资源共享的良好品质。
二、教学内容1. 第四章：常用模拟电子元件（1）电阻、电容、电感的工作原理和特性；（2）二极管、晶体管的工作原理和特性；（3）集成运算放大器的原理和应用。
2. 第五章：模拟电路分析方法（1）电压放大电路的分析和设计；（2）反馈电路的原理和应用；三、教学资源1. 教材：《模拟电子技术基础》；2. 实验室设备：电阻、电容、电感、二极管、晶体管、集成运算放大器等元器件和实验仪器；3. 多媒体教学设备：PPT、教学视频等。
四、教学过程1. 导入新课：通过实例介绍模拟电子技术在生活中的应用，激发学生学习兴趣；2. 讲解基本概念和原理：PPT展示，结合实物讲解，让学生直观了解元器件的工作原理和特性；3. 分析实际电路：引导学生运用所学知识分析实际电路，培养学生的动手能力和实际操作技能；4. 小组讨论：针对实际电路，进行小组讨论，培养学生的合作能力和解决问题的能力；五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现、作业完成情况等；2. 实验报告：评价学生在实验过程中的操作技能、问题分析和解决能力；3. 期末考试：全面测试学生对课程知识的掌握程度。
六、教学内容6. 第六章：模拟信号的运算与处理（1）集成运算放大器的基本应用；（2）模拟信号的加法、减法、乘法、除法运算；7. 第七章：模拟信号的转换（1）模拟信号与数字信号的相互转换；（2）模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的工作原理；（3）模拟信号转换技术的应用。
《模拟电子技术》课程标准
《模拟电子技术》课程标准一、课程定位和课程设计（一）课程性质与作用课程的性质：本课程是通信技术专业的行业通用能力培养课程，是校企基于模拟电子技术在实际中应用合作开发的课程。
《模拟电子技术》是通信技术专业的专业基础课程，在本专业课程体系中有重要地位。
为了更好的服务于区域经济，培养符合通信电子行业需要的高端技能型专门人才，本课程的任务是培养具有较高素养的通信电子产品装接和辅助设计人员，让学生熟悉常用模拟电路的应用，使学生具备模拟电子技术解决实际问题的能力。
该课程的前期课程有《计算机应用基础》、《电路基础》和《电子工艺实训》，后续课程是《高频电子技术》、《单片机技术》、《顶岗实习》等，本课程为后续课程的学习打下坚实的基础。
（二）课程基本理念《模拟电子技术》是基于模拟电子技术在实际应用中与企业合作共同开发课程，在整个课程设计过程中，始终把培养职业能力作为核心，以职业岗位群的工作任务为依据，培养课程能力目标。
在教学上运用丰富的教学方法，采用先进的教学手段，以典型工作任务为主线，通过单元设计、过程引导、任务驱动和项目教学，培养学生职业岗位所需要的技能，学习相关的专业知识，使学生具备较高的职业综合能力，提高就业的竞争力。
（三）课程设计思路《模拟电子技术》课程以培养学生“应用模拟电子技术解决实际问题”的能力为出发点，由企业专家和学校老师结合行业企业标准构建课程内容，将“必需、够用、实用”的理论知识和应用技能融入到典型模拟电路的制作、调试工作任务中，实现理论和实践一体化。
在具体教学实施中，采用校内实训与校外实习相结合的方式，实行“教、学、做、用”一体化，真正实现在“学中做，做中学，做中教”。
二、课程目标（一）工作任务目标1.掌握电子产品电路组成及元器件作用；2.掌握电子产品的工作原理及性能特点；3.会估算电子产品电路特性参数；4.能读懂电路原理图。
5.会查阅相关资料；6.良好的自我表现、与人沟通的能力；7.严谨的科学态度，以及较强逻辑思维能力。
加法计数器电路设计
加法计数器电路设计需要考虑多个因素，包括输入信号、计数器状态、计数规则等。
以下是一个简单的加法计数器电路设计的步骤：
1. 确定计数器的位数：根据需要计数的最大值和最小值，确定计数器的位数。
例如，如果要计数的范围是0到99，则可以选择一个3位的二进制计数器。
2. 确定计数器的状态：根据确定的位数，确定计数器的所有可能状态。
例如，对于一个3位的二进制计数器，有8个可能的状态：000、001、010、011、100、101、110、111。
3. 确定计数规则：根据计数器的状态和输入信号，确定计数器的计数规则。
例如，对于一个3位的二进制加法计数器，可以采用逢十进一的规则，即当计数器的值达到最大值（111）时，下一个输入信号会使计数器的值回绕到最小值（000）。
4. 设计电路：根据上述步骤，设计加法计数器电路。
可以采用门电路、触发器等电子元件来构成加法计数器。
在设计过程中，需要考虑电路的稳定性和可靠性，以及尽量减小功耗和减小体积等问题。
5. 仿真和测试：使用仿真软件对设计的加法计数器电路进行仿真和测试，以确保其功能正确性和性能可靠性。
总之，加法计数器电路设计需要综合考虑多个因素，并采用合适的电子元件和设计方法来实现。
《模拟电路教案》
《模拟电路教案》word版教案章节：一、模拟电路概述1.1 模拟电路的定义1.2 模拟电路的特点1.3 模拟电路的应用二、模拟电路基本元件2.1 电阻元件2.2 电容元件2.3 电感元件2.4 电压源和电流源三、模拟电路基本分析方法3.1 节点分析法3.2 回路分析法3.3 叠加分析法3.4 戴维南-诺顿定理四、模拟电路常见电路模块4.1 放大器4.2 滤波器4.3 振荡器4.4 模拟信号发生器五、模拟电路设计与仿真5.1 模拟电路设计流程5.2 仿真软件的选择与使用5.3 电路仿真的一般步骤5.4 仿真结果分析与优化《模拟电路教案》word版教案章节：六、放大器的设计与分析6.1 放大器的作用与分类6.2 放大器的特性指标6.3 晶体管放大器的设计与分析6.4 运算放大器的设计与分析七、滤波器的设计与分析7.1 滤波器的作用与分类7.2 滤波器的特性指标7.3 低通滤波器的设计与分析7.4 高通滤波器的设计与分析八、振荡器的设计与分析8.1 振荡器的作用与分类8.2 振荡器的特性指标8.3 晶体振荡器的设计与分析8.4 RC振荡器的设计与分析九、模拟信号发生器的设计与分析9.1 模拟信号发生器的作用与分类9.2 模拟信号发生器的特性指标9.3 正弦波发生器的设计与分析9.4 方波发生器的设计与分析十、模拟电路的测试与调试10.1 测试与调试的目的与方法10.2 测试仪器与设备的选择10.3 电路测试的一般步骤10.4 测试结果分析与调试《模拟电路教案》word版教案章节：十一、模拟电路在实际应用中的案例分析11.1 通信系统中的模拟电路应用11.2 音频设备中的模拟电路应用11.3 医疗设备中的模拟电路应用11.4 工业控制中的模拟电路应用十二、模拟电路的可靠性与稳定性12.1 影响模拟电路可靠性的因素12.2 提高模拟电路稳定性的方法12.3 电路保护与故障处理12.4 电路的长期维护与保养十三、模拟电路的现代设计方法13.1 集成电路设计基础13.2 数字模拟混合信号电路设计13.3 射频电路设计简介13.4 基于计算机辅助设计（CAD）的工具与应用十四、模拟电路教学实验与实践14.1 实验目的与要求14.2 实验设备与材料14.3 实验内容与步骤14.4 实验结果与分析十五、模拟电路课程设计15.1 课程设计的要求与流程15.2 课程设计选题与指导15.4 课程设计的评价与反馈重点和难点解析一、模拟电路概述：理解模拟电路的基本概念和特点，掌握模拟电路与数字电路的区别。
模拟电路应用实验—运算放大器应用综合实验
实验四 运算放大器应用综合实验一、实验目的1、 了解运算放大器的基本使用方法，学会使用通用型线性运放μA741。
2、 应用集成运放构成基本运算电路——比例运算电路，测定它们的运算关系。
3、 掌握加法、减法运算电路的构成、基本工作原理和测试方法。
二、预习要求1、 集成电路运算放大器的主要参数。
2、 同相比例、反相比例电路的构成以及输出、输入之间的运算关系。
3、 加法、减法电路的构成及运算关系。
三、实验设备及仪器模拟电子技术实验台、数字存储示波器、数字万用表、函数信号发生器、数字交流毫伏表。
四、实验内容及步骤运放的线性应用——比例及加减法电路实验 1、反相比例运算反相比例运算电路如图3.1所示，按图接线。
根据表3.1给定的u i 值，测量对应的u o 值并记入表3.1中。
并用示波器观察输入V i 和输出V o 波形及相位。
理论值： i ii f o u V u R R u 10101003-=-=-=注意：①当V i 为直流信号时，u i 直接从实验台上的-5～+5V 直流电源上获取，用数字直流电压表分别测量u i 、u o 。
②当u i 为交流信号时，u i 由函数信号发生器提供频率为1kHz 正弦波信号，用交流毫伏表分别测量u i 、u o 。
（下同）图3.1 反相比例运算电路表3.1测量结束后，将Rf改为电位器Rp，观察输入ui一定，调节Rp，输出的变化规律。
2、同相比例运算同相比例运算电路如图3.2所示，根据表3.2给定的u i值，测量对应的u o值并记入表3.2中。
并用示波器观察输入u i和输出u o波形及相位。
理论值： u O＝（1＋R f／R3）u i=11u i。
图3.2 同相比例运算电路表3.2测量结束后，将Rf改为电位器Rp，观察输入ui一定，调节Rp，输出的变化规律。
表3.2 同相比例参数测量3、加法运算加法运算原理电路如图3.3。
根据表3.3给定的u i1、u i2值，测量对应的u o值，并记入表3.3中。
数字电路课程设计之加减法运算电路设计(1)
设计资料1加减法运算电路设计1．设计内容及要求1.设计一个4位并行加减法运算电路，输入数为一位十进制数，且作减法运算时被减数要大于或等于减数。
2.led 灯组成的七段式数码管显示置入的待运算的两个数，按键控制运算模式，运算完毕，所得结果亦用数码管显示。
3.提出至少两种设计实现方案，并优选方案进行设计2.结构设计与方案选择2.1电路原理方框图电路原理方框图如下→ →图1-1二进制加减运算原理框图如图1-1所示，第一步置入两个四位二进制数（要求置入的数小于1010），如（1001）2和（0111）2，同时在两个七段译码显示器上显示出对应的十进制数9和7；第二步通过开关选择运算方式加或者减；第三步，若选择加运算方式，所置数送入加法运算电路进行运算，同理若选择减运算方式，则所置数送入减法运算电路运算；第四步，前面所得结果通过另外两个七段译码器显示。
即：若选择加法运算方式，则（1001）2+（0111）2=（10000）2 十进制9+7=16置数开关选择运算方式加法运算电路减法运算电路译码显示计算结果显示所置入的两个一位十进制数并在七段译码显示器上显示16.若选择减法运算方式，则（1001）2-（0111）2=（00010）2十进制9-7=2 并在七段译码显示器上显示02.2.2加减运算电路方案设计2.2.1加减运算方案一如图2-2-1所示：通过开关S2——S9接不同的高低电平来控制输入端所置的两个一位十进制数，译码显示器U13和U15分别显示所置入的两个数。
数A 直接置入四位超前进位加法器74LS283的A4——A1端，74LS283的B4——B1端接四个2输入异或门。
四个2输入异或门的一输入端同时接到开关S1上，另一输入端分别接开关S6——S9，通过开关S6——S9控制数B的输入。
当开关S1接低电平时，B与0异或的结果为B，通过加法器74LS283完成两个数A和B的相加。
当开关S1接高电平时，B与1异或的结果为B非，置入的数B在74LS283的输入端为B的反码，且74LS283的进位信号C0为1，其完成S=A+B （反码）+1，实际上其计算的结果为S=A-B完成减法运算。
模拟除法器
目录一题目要求与方案论证 (2)1.1模拟除法器 (2)1.1.1题目要求 (2)1.1.2 方案论证 (2)1.2（实训题题目）波形发生器与计数器 (2)1.2.1题目要求 (2)1.2.2方案论证 (3)二电子线路设计与实现 (5)2.1模拟除法器电路设计 (5)2.2波形发生器与计数器电路设计 (6)三结果与分析 (8)3.1模拟除法器的实现 (8)3.2波形发生与计数器的实现 (9)3.2.1波形发生与计数器的实现 (9)3.2.2 实际效果 (11)四总结与体会 (13)参考文献（撰写格式如下） (14)附录 (15)波形发生与计数器焊接PCB图 (16)一 题目要求与方案论证1.1模拟除法器 1.1.1题目要求利用变跨导模拟乘法器设计一个除法器。
分析电路功能，列出电路的传递函数，并正确选择元件参数。
1.1.2 方案论证图1 LM741引脚图 图2 模拟乘法器符号如图1所示，LM741是一个简单的双电源单运放，2号脚为负向输入端，3号脚是正向输入端，4号脚和7号脚分别是电源负端和正端，一般为+12V 和-12V 。
图2是模拟乘法器的符号，X 、Y 端为电压输入端，K 为乘法器的增益系数，O U 为电压输出端，且满足公式;Y X O U KU U ⨯=根据运放的虚短和虚段的原理，运放的5端和6端得输入的电压信号相等，且流过电阻R 2和电阻R 3的电流相等，将运放的输出信号作为模拟乘法器的其中一个输入信号x u ，y u 信号有自己输入。
利用公式即可得到除法器的结果！即y o xu u u /=。
x u 即为运放的输出电压，也就是我们想要的结果！1.2（实训题题目）波形发生器与计数器 1.2.1题目要求根据给定的用LM324及其给定参数的电阻、电位器、电容组成的方波－三角波产生电路原理图及其PCB 板，分析电路结构，要求如下： (1)根据模拟电路和数字电路理论分析电路基本功能，得到方波和三角波频率计算式； (2)用Multisim 软件进行电路仿真，改变电位器的阻值，查看计数器的输出状态；并在电容C1为1 ,电位器阻值为100 和50 时用虚拟示波器记录方波和三角波的波形，并分别记录其频率。
加法运算和减法运算电路
根据“虚短”的概念和RP= RN的条件可得：
u u u u i 3 i 4 i 1 i 2 u R ( ) o f R R R P 3 R P 4 1 P 2
R R R // R R // R 1 f P 2 P 1 u ( u u ) o i 1 i 2 R R R // R R R // R 1 P 1 P 2 P 2 P 1
( R R R u u 1 f) f i 1 i 2 ( R // R // R )( ) P 1 P 2 R R R 1 f P 1 R P 2
u u i1 i2 u R ( ) o f R R P 1 P 2 将RP= RN的条件代入可得： R f (u 在RP1= RP2 =R的情况下可得： u o i1 u i2) R
3
3、利用加法器和反相比例器实现减法器
R R f f u ( u u o i1 i2) R R 1 2 R R R R f f f f u ( u ( u )) u u 0 i 1 i 2 i 2 i 1 R R R R 1 2 2 1
R 240 k F
R k 1 24
R 30 k 2
u 10 u 8 u 20 u o i 1 i 2 i 3
uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3
R 12 k 3
R 80 k 4
8
单运放的加减运算电路
u i 1 u i 2 u i 3 u i 4 u R ( ) o 5 R R R R 1 2 3 4
数字电路加法运算电路
1 设计任务描述1.1设计题目：加法运算电路1.2 设计要求1.2.1 设计目的(1) 掌握1位十进制加法运算电路的构成，原理和设计原理；(2)熟悉集成电路的使用方法。
1.2.2 基本要求(1) 设计键盘以及编码电路；(2) 设计加数寄存器A和被加数寄存器B单元；(3) 实现4bit二进制码加法的BCD调整；(3) 用数码管以十进制形式显示最后运算结果。
1.2.3 发挥部分(1) 拓展十进制减法；(2) MR存储运算中间值；(3)其他。
2 设计思路根据此次课程设计的要求，我设计的简单计算器包括两大部分：加法计算部分，减法计算部分。
其中加法计算部分由五个部分组成，键盘及编码电路、加数寄存器A和被加数寄存器B、加法运算电路、4bit二进制码加法的BCD调整和译码显示器。
减法计算部分和加法计算部分共用同一个键盘，其他部分由反相器，求补逻辑电路以及相应的译码显示器组成。
其中有几个难点：如何实现2位十进制和怎样利用寄存器把数据传输到加法器中。
因为经键盘及编码器输出的是2进制数，那么寄存器接受并输出的数据也是2进制数，所以加法器输出的数据应是8421BCD码，使显示装置最终显示十进制数。
因为1位十进制数的8421BCD码与二进制数表现形式相同，但2位十进制数的8421BCD码与二进制数不同，所以我设计的加法运算装置是由两个74S283N芯片来实现2位十进制数的输出。
原理是让第二个芯片的一个输入端接第一个芯片的输出端，另一个输入端进行对第一个芯片的运算结果进行判断，大于等于10时输入6即2进制数的0110，反之输入0。
输出结果即为2位十进制数的8421BCD码。
寄存器的设计是由一个74LS374N芯片和两个74S194N芯片组成的，其中两个74S194N芯片并联后与74LS374N芯片串联。
74LS374N芯片的脉冲由键盘的数字键提供，使得按下数字键后该寄存器就存储输入的数字，并通过译码显示器显示。
两个74S194N芯片的脉冲分别由键盘的+号和=号提供，分别存储加数与被加数并输入到第一个74S283N芯片中运算。
《模拟电路》课程标准
《模拟电路》课程标准（108学时，6学分）一、课程概述（一）课程性质（课程性质和价值）本课程是电子类专业的专业核心课程。
对于医用电子仪器与维护专业而言更是第一门最基础的电子技术类课程。
通过本课程的学习，使学生具备相关职业中等应用型人才所必需的半导体器件、放大电路、信号发生器、直流稳压电源等方面的知识以及电子工艺的基本知识，同时具有常用电子仪器仪表使用、元器件的识别与检测、集成产品的识别与测试、常用功能电路的调整与测试、典型电子线路的制作与调试等方面的技能。
本课程是电子类专业面向职业岗位（或岗位群）所设专门化方向限选课程的必修课程。
学生通过《模拟电路基础》课程学习各种电子电路的核心器件 半导体器件的原理及其最基本的应用。
因此，该课程的重要性是不言而喻的。
（二）课程设计理念与思路本课程标准以电子类专业学生的就业为导向，根据行业专家对专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以本大类专业共同具备的岗位职业能力为依据，遵循学生认知规律，紧密结合职业资格证书中电子技能要求，确定本课程的项目模块和课程内容。
为了充分体现任务引领、实践导向课程的思想，将本课程项目模块下的教学活动又分解设计成若干任务，以任务为单位组织教学，并以常用电子仪器仪表、典型电子线路为载体，按电子工艺要求展开教学，让学生在掌握电子技能的同时，引出相关专业理论知识，使学生在技能训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，为学生的终身学习打下良好基础。
（三）课程设计思路本课程建议课时为108学时，6学分；建议学生先选电工基础课程及计算机基础课程。
具体课题的课时数以课程内容的重要性和容量来确定。
二、课程目标通过任务引领的项目活动，达成以下课程教学目标：1、知识目标（1）掌握常用电子仪器仪表的基本知识；（2）掌握电子元器件与常用集成产品的基本知识；（3）掌握功能电路的基本工作原理；（4）具有典型电子线路制作与调试的相关理论知识；（5）了解电子产品制造业的应用性前沿技术。
除法加法运算电路(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：电子信息工程班级：11电信本学号：姓名：2013年1月10日模拟电路课程设计报告设计课题：除法加法运算电路＿专业班级：11电信本＿＿＿＿＿学生姓名：＿＿＿＿＿＿学号：＿＿＿＿＿指导教师：曾祥华设计时间：2012.12-2013.1除法加法运算电路一、设计任务与要求1．设计一个二输入的除法运算电路和加法运算电路。
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、方案设计与论证该课程设计是做一个二输入的除法加法电路，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。
1.方案一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、指数电路，可得除法加法运算电路的方块图,如图1：图1.除法加法电路方框图2.方案二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，再在输入端加一个输入电压使之有两个输入电压，这样就构成了除法加法运算电路。
将两个方案进行比较，方案一：该方案是利用对数电路、差分比例运算电路I2Uo1=uI1/uI2Uo2=uI3/u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：该方案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。
通过分析，结合设计电路性能指标、器件的性价比，本设计电路选择方案二。
三、单元电路设计与参数计算1.直流稳压电源电路如图2所示，图2.直流稳压电源电路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。
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物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表专业：电子信息工程班级：11电信本学号：姓名：2013年1月10日模拟电路课程设计报告设计课题：除法加法运算电路＿专业班级：11电信本＿＿＿＿＿学生姓名：＿＿＿＿＿＿学号：＿＿＿＿＿指导教师：曾祥华设计时间：2012.12-2013.1除法加法运算电路一、设计任务与要求1．设计一个二输入的除法运算电路和加法运算电路。
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、方案设计与论证该课程设计是做一个二输入的除法加法电路，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。
1.方案一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、指数电路，可得除法加法运算电路的方块图,如图1：图1.除法加法电路方框图2.方案二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，再在输入端加一个输入电压使之有两个输入电压，这样就构成了除法加法运算电路。
将两个方案进行比较，方案一：该方案是利用对数电路、差分比例运算电路I2Uo1=uI1/uI2Uo2=uI3/u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：该方案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。
通过分析，结合设计电路性能指标、器件的性价比，本设计电路选择方案二。
三、单元电路设计与参数计算1.直流稳压电源电路如图2所示，图2.直流稳压电源电路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。
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）原理：直流源的制作由四部分组成：电源变压器，整流电路，滤波电路及稳压电路。
变压器部分通过变压器降压使得进入整流的电压减小；整流道路部分利用二极管的单向导电性实现交流电压到直流电压的转变，即将正弦波电压转换为单一方向的脉冲电压；滤波部分采用大电容，利用电容的充放电作用使输出电压趋于平滑；稳压通过稳压管的稳压作用使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响。
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。
为了减小电压的脉动，需通过低通滤波电路的滤波，使输出电压平滑。
理想情况下，应将交流分量全部滤掉，使滤波电路的输出机仅为直流电压。
其流程图如图3所示，图3.稳压电源的组成框图（1） 整流电路电路图 （2） 如图4所示，图4.单相桥式整流电路1）.u2>0时，电流由+流出，经D 1、R L 、D 2流入-。
2）.u2<0时，电流由-流出，经D 3、R L 、D 4流入+。
2202O(AV)9.022)(td sin 21U U t U U ===⎰πππωωL2L AV O AV O R U 9.0R U I ≈）（）（＝)4cos 1542cos 342(22O t t U u ωωπππ--=67.0322232422O(AV)O1m ====∴U U U U S ππ参数设计：整流输出电压的平均值：。
在选择整流二极管时，主要考虑两个参数，即最大整流电流和反向击穿电压。
每个二极管的平均电流为且。
（2）滤波电路滤波电路输出电压波形如图5所示，图5.滤波电路输出电压波形图当负载开路时： 当RL C ＝（3~5)T/2时 考虑电网电压波动，电容的耐压值应大于1.122μ 脉动系数S约为10%～20%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。
参数设计：滤波电路需采用大电容来实现充放电，故选C1=C2=3300UF,C3与C4用于消除自激振荡，选小电容0.1UF,C5与C6用于消除高频信号带来的噪音，令C5=C6=220UF 。
负载选0.5K 的电阻。
（3）稳压电路 内阻R o稳压系数S r 实际中用的电路图如图6所示，)41(22U U U 2Om in Om ax AV O CR TU L -=＋＝）（2O(AV)2U U =2AV O U 2.1U ≈）（141O(AV)O1m -==TCR U U S L 常数常数==⋅==L LOII O I I O O r ΔΔ/Δ/ΔR R U U U U U U U U S图6.稳压电路图2.功能部分电路 （1）对数运输电路如图7所示，图7.对数运输电路 （2）差分比例运算电路如图8所示，由二极管方程知 )1e (D S D -=TU uI i 当u D>>U T 时，TU u I i DeS D≈或：SDDlnI i U u T≈利用“虚地”原理，可得： RI uU I iU I iU u u T R T T SIS S D D O ln ln ln -=-=-≈-=用三极管代替二极管可获得较大的工作范围。
图8.差分比例运算电路电路只有二个输入，且参数对称，则 （3）指数运算电路如图9所示，图9.指数运算电路当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。
（4）除法加法运算电路如图10所示，图10.除法加法运算电路T T U u U u I I i IB Ee e S S I =≈TU u R R I R i R i u I eS I O -=-=-=)(I1I2FO u u RR u -=因为i 1=i 2，所以 则： 参数计算：选R1=R2=R4=1k Ω R3用10 k Ω电位器，则U o =-(U I1/U I3+U I2/U I3)四、总原理图及元器件清单1．除法加法运算电路总原理图 如图11所示，图11.除法加法运算电路总原理图2．除法加法运算电路仿真电路图 如图12所示，I3O 'O u ku u =)(02I21I13'O R u R u R u +=-)(- 2I21I1I33O R u R u ku R u +=图12.除法加法运算电路仿真电路图分析：根据仿真图知，电路正确，U o=-(U I1/U I3+U I2/U I3) 3．元件清单如表1所示，表1.元件清单五、安装与调试1.直流电源的安装（1）各元器件按理论电路图正确焊接，注意布局紧密，不出现虚焊或漏焊；（2）注意7812和7912管脚的接法；（3）滤波电解电容一定要分清正负极性，否则会产生爆，一般是正端接高电位，负端接低电位。
2.直流电源的调试接通电源后，静置一会待电路稳定后没出现任何故障（如芯片被烧等）再进行测量，若出现类似状况应立即断开直流电源，检查问题所在再进行测量。
用示波器观察输出波形。
用万用表分别测量7812，7912的输出电压以及其输入输出电压差。
3.除法加法运算电路的安装（1）按照原理图正确焊接电路，焊接时各器件布局合理，导线之间无交叉现象，焊点要实，不能虚焊，否则电路处于开路状态，将导致实验不成功；（2）晶体管安装时各管脚不要接错；（3）注意集成块uA741的7号和4号脚要接直流电源，其中7号脚接+12v,4号脚接-12v，其他不要接的脚均要焊上而不能悬空；（4）注意模拟乘法器的管脚接法，输入端接1、3或2、4,5接负电源，8接正电源，7接输出，其余管脚接地。
4.除法加法运算电路的调试（1）由于该实验使用的是小信号直流电源，故在接线时将两输入端接在直流小信号区域。
注意三个地要接上；（2）线路接好后，慢慢调节输入信号，用万用表的直流档测试输出电压U0；（3）若开始不成功，再试几次，不行的话就要检查电路是否有问题；可以按照以下步骤测试：1）用万用表检测输入电压U I1、U I2和U I3三处电压是否在理论范围内；2）用万用表测量直流电源是否有－12v.+12v；3）若上述两者均正常再测试U0ˊ，看是否有电压，若有再进行下步；4）测U0处的输出电压为零，说明正常。
最后归结原因是输入电压没调好的问题。
（4）在正确的电路条件下至少测量10次输入和与之对应的输出。
六、性能测试与分析1．测试步骤（1）直流电源部分测试：将自己焊好的直流电源电路板插上220V交流电源，观察发光二极管的发光情况判断直流电源的好坏。
接着测量三端稳压管7812、7912的输出电压及变压器输出电压。
（2）除法加法电路部分测试：接通电源后，将电路板的各管脚接好，U I1、U I2、U I3分别接两个输入端，U I1和U I3接同一个输入端。
2.测试数据（1）直流电源部分三端稳压管7812、7912的输出电压分别为Δu7812=+8.97v，Δu7912=-9.1v；变压器输出电压U o1=+11.98v,U o2=-11.98v。
（2）除法加法电路部分在该实验中让U I1、U I3相同，逐级改变的U I1、U I2、U I3值分别测出U oˊ及U o并做好笔记。
记录如下表2所示，表2.除法加法运算电路实验数据3．数据处理及误差计算根据除法加法电路输入电压与输出电压的关系有U o=-(U I1/U I3+U I2/U I3)且相对误差=绝对误差/测量值=|实际值-测量值|/测量值可得：（1）直流电源部分三端稳压管7812、7912的输出电压分别为ΔU7812=+8.97v，ΔU7912=-9.1v；测得变压器输出电压U o1=+11.98v,U o2=-11.98v；实际变压器输出电压U o1=+12v,U o2=-12v；相对误差：U o1为0.17%，U o2为0.17%；所以误差在允许范围内，实验正确。
（2）除法加法电路部分除法加法运算电路实验误差如下表3所示，表3.除法加法运算电路实验误差.所以误差在允许范围内，实验正确。
4.结论分析实验结果与讨论：（1）数字运算电路放大的是直流信号而不是交流信号；（2）+-12v的地和直流信号源的地要和电路中的地相连；（3）直流信号源U om<8v。
误差分析：（1）直流信号源带负载能力差，U I1、U I2、U I3调好后应快速测U oˊ和U o，时间一久U oˊ和U o就会发生变化产生误差；（2）电位器R3调的不是很准，产生误差；（3）元器件不是标准的，产生误差；（4）电压表的刻度不准确，产生误差；（5）测量者读电压表读数不准，产生误差。