最新开方运算电路

开方运算电路

一、设计任务与要求。

1．用模拟乘法器设计一个开方运算电路；

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

根据设计要求，即要设计出一个可以把输入的电压Ui进行开方运算后，成输出电压Uo输出的电路，可以通过利用模拟乘法器集成块和集成块UA741来实现这一功能。并且各个芯片的电源可用直流电源提供。

方案一、

1、直流电源部分

电路可把220V的交流电变成+12V和-12V的直流电：

2、开方运算电路部分

电路可以把输入的电压V1（必须要小于零的值）进行开方运算成输出电

o

u：

上图是防止闭锁的开方运算电路

A1

1 V/V 0 V

Y

X

R1

1kΩ

R2

10kΩ

R3

1kΩ

V1

-4 V

2

0XMM1

U1

OP07H

3

2

4

7

6

8

1

3

VCC

12V

VDD

-12V

VDD

VCC

D1

1N4007

R4

1MΩ

7

1

6

4

方案二、

1、 直流电源部分

电路可把220V 的交流电变成+12V 和-12V 的直流电：

T1

TS_PQ4_10

D1

1N4007D2

1N4007

D3

1N4007

D4

1N4007

C13.3mF C23.3mF

C5470nF C6470nF

C7220uF

C8220uF

U1

LED_GREEN_RATED U2

LED_GREEN_RATED R11kΩR21kΩ

C9220nF

C10220nF

D51N4007

D6U3LM7812CT

LINE VREG

COMMON

VOLTAGE

U4LM7912CT

LINE

VREG

COMMON VOLTAGE

6

7

9

10

1

2

5

V1220 Vrms 50 Hz 0°

38

4

2、 开方运算电路部分

电路可以把输入的电压Vx1(可以是正值)进行开方运算成输出电压V o ：

即先通过一个集成块UA741的作用将原来的正电压Vx1变成负电压V o1再输入到后面

的模拟乘法器中，从而实现所要的效果。

方案三、

1、 直流电源部分

电路可把220V 的交流电变成+12V 和-12V 的直流电： 原理电路图和上述两方案的一样。

2、开方运算电路部分

电路可以把输入的电压V o1(可以是正值)进行开方运算成输出电压V o：

同方案二中的作用一样，先将输入的正电压V o1通过UA741变为负电压后输入到模拟乘法器中以实现功能。

方案论证:

我选的是第一个方案，上述三个方案均可以实验开放运算电路的功能。方案一的电路简洁利于焊接可以节省元器件，但是该方案在调试的时候输入端只能输入负电压，只有这样才进行开方运算，否则电路会变成正反馈。方案二和三的电路过多焊接不方便而且这样浪费了很多元器件。不过在实验调试时，输入端可以输入正电压。

三个方案比较下，方案二和三虽然可以是输入端电压是正值，但是却浪费了不少的元器件。而两个方案的最后结果是一样的，为了节省支出，所以选择了第一个方案。只需要在输入电压的时候将输入端反接即可实现开方运算电路的功能。

三、单元电路设计与参数计算

1、直流电源的参数设计

提供的是220V的交流电源要变为12V直流电，变压器用220V~15V规格的，选的三端稳压器为：LM7812、LM7912，整流用的二极管可用1N4007 ，电解电容用3300uf C2和C3可用0.47uf，C4、C5、C7、C8可用1uf ，发光二极管上的R用1KΩ。

2、集成模拟乘法器是实现两个模拟信号相乘的器件，它广泛用于乘法、除法、

乘方和开方等模拟运算，同时也广泛用于信息传输系统作为调幅、解调、混频、鉴相和自动增益控制电路，是一种通用性很强的非线性电子器件，目前已有多种形式、多品种的单片集成电路，同时它也是现代一些专用模拟集成系统中的重要单元。

（1）、模拟乘法器的基本特性

模拟乘法器是一种完成两个模拟信号（连续变化的电压或电流）相乘作用的电子器件，通常具有两个输入端和一个输出端，电路符号如图1所示。

图1

若输入信号为x u , y u ,则输出信号o u 为：

o u =k x u y u

式中： k 为乘法器的增益系数或标尺因子，单位为V 1 .

根据两个输入电压的不同极性，乘法输出的极性有四种组合，用图2所示的工作象限来说明。

图2

若信号x u 、y u 均限定为某一极性的电压时才能正常工作，该乘法器称为

单象限乘法器；若信号x u 、y u 中一个能适应正、负两种极性电压，而另一个只能适应单极性电压，则为二象限乘法器；若两个输入信号能适应四种极性组合，称为四象限乘法器。

（2）、模拟乘法器集成块的管脚以及分配

上述图示就是模拟乘法器AD633JN 的结构示意图。

上述图就是模拟乘法器AD633JN 的管脚分配。