三、减法运算电路
加减法运算电路设计
电子课程设——加减法运算电路设计￥学院：电信息工程学院;专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导老师：闫晓梅2014年12月 19日加减法运算电路设计一、设计任务与要求#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，2.作减法运算时被减数要大于或等于减数。
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。
4.系统所用5V电源自行设计。
二、总体框图1.电路原理方框图：%图2-1二进制加减运算原理框图2.分析：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。
例如：若选择加法运算方式，则（1001）2+（0111）2=（10000）2十进制9+7=16，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。
三、选择器件~1.器件种类：}^表3-12.重要器件简介：（1）[（2）. 4位二进制超前进位加法器74LS283：完成加法运算使用该器件。
1).74LS283 基本特性：供电电压：输出高电平电流：输出低电平电流： 8mA。
2).引脚图：图3-1引出端符号:A1–A4 运算输入端B1–B4 运算输入端《C0 进位输入端∑1–∑4 和输出端C4 进位输出端3）.逻辑符号:图3-2 4).内部原理图：-图3-3 5）.功能表：表3-2（3）异或门：74LS861).引脚图： 2）.逻辑符号：、图3-4 图3-53）. 逻辑图：图3-6·4）.真值表：表3-3分析：异或：当AB不相同时, 结果才会发生。
6.1基本运算电路
1
t
(U
0.1m s
I
)dt
uO
(0.1ms)
5
(
t
0.1ms)
5
uo
(0.3
ms)
[
5 0.1ms
(0.3ms
0.1ms)ຫໍສະໝຸດ 5]V5V
正峰值未达运放的正饱和电压10V，所以仍正常线性积分．
例6.1.3 积分电路及输入波形如下，运放最大输出电压为10V， t =0 时电容电压为零，试画出输出电压波形。
二、变跨导模拟乘法器的基本工作原理
用压控电流源代 替了差分放大电 路中的恒流源。
二、变跨导模拟乘法器的基本工作原理
当 uY >> uBE3 时，iC3≈uY/RE
V1、V2管的跨导
gm
I E1 UT
iC3 2U T
uY
2REU T
uO
β
RC rbe
uX
gm RCuX
KuX uY
K RC
当rbIeC1、rbI'uCe Y2较有小限/时制g，m：必须为正且应较2R大EU。T
6.1.2 加减运算电路
一、求和运算电路
1. 反相求和运算电路
平衡电阻
R3 =R1 // R2 // RF
电路特点： 输入信号均加至运放反相端
分析：
根据“虚短”“虚断”，可得
un up 0
if i1 + i2
故得
uo ui1 ui2 RF R1 R2
uo
RF
(
ui1 R1
ui2 R2
)
优点：调节方便。
特点：1. 信号加至反相端，反相放大或缩小电压信号。
2. un up 0，运放输入端虚地。 uic 0 ，故对 KCMR 的要求低。这两点也是所有反相运算电路的特点。
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
加减运算电路
加减运算电路
加减运算电路是指将两个数相加或相减的运算电路，是一种具有数字逻辑处理能力的电路。
它由若干个基本元件及其组合而成，可以实现对二进制数据的加减运算。
加法电路可以分为两类：全加器和半加器。
全加器可以实现任意位数的加法运算，它由若干个半加器组成，每个半加器由两个异或门、一个与门和一个或门组成。
减法电路可以由补码的形式实现。
在实现减法运算时，可以使用全加器和半加器，也可以使用两个全加器和一个反相器来实现。
74ls193十进制加减减法计数器电路
74ls193十进制加减减法计数器电路74LS193是一种十进制加减计数器电路，它具有广泛的应用。
本文将详细介绍74LS193的工作原理和功能特点。
1.74LS193的工作原理74LS193是一种四位二进制计数器，它可以实现十进制的加减减法操作。
通过在输入端接入由控制信号和时钟信号控制的二进制数据输入，74LS193可以根据输入信号的变化实现不同的计数操作。
2.74LS193的功能特点（1）四位计数器：74LS193是一种四位计数器，可以用来计算0到9之间的数字。
（2）加减减法功能：74LS193不仅可以进行加法运算，还可以实现减法运算。
通过控制端的输入信号，可以选择进行加法或减法操作。
（3）同步计数：74LS193采用同步计数方式，即在时钟信号的控制下，所有计数位同时进行计数，确保了计数的准确性。
（4）输出显示：74LS193的输出端有四个计数位和进位输出位，可以实时显示计数结果。
3.74LS193的应用领域（1）计数器：由于其计数功能，74LS193广泛应用于各类计数器电路中，如频率计数器、电子表、工业自动化等。
（2）加减器：由于其加减减法功能，74LS193也可以应用于数字加减运算器中，如数字计算机、计算器等。
（3）时序控制：74LS193也可以用于时序控制电路中，通过对计数信号的控制，实现时序操作，如时钟分频、频率分析等。
本文介绍了74LS193十进制加减减法计数器电路的工作原理和功能特点。
74LS193是一种四位二进制计数器，具有加减减法功能，采用同步计数方式，输出结果准确可靠。
它在计数器、加减器和时序控制电路等领域有着广泛的应用。
通过深入理解和熟练运用74LS193，我们可以设计出高效、稳定的数字电路系统，满足不同应用的需求。
运算电路实验报告
实验报告课程名称：___模拟电子技术实验____________指导教师：_ _成绩：__________________ 实验名称：实验13 根本运算电路实验类型：__________ 同组学生**：__________ 一、实验目的和要求〔必填〕二、实验内容和原理〔必填〕三、主要仪器设备〔必填〕四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析〔必填〕七、讨论、心得一. 实验目的和要求1、研究集成运放组成的比例、加法和积分等根本运算电路的功能。
2、掌握集成运算放大电路的三种输入方式。
3、了解集成运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。
4、理解在放大电路中引入负反响的方法和负反响对放大电路各项性能指标的影响。
二. 实验内容和原理1.实现两个信号的反相加法运算。
2. 实现同相比例运算。
3. 用减法器实现两信号的减法运算。
4. 实现积分运算。
5. 用积分电路将方波转换为三角波。
运放μa741介绍：集成运算放大器〔简称集成运放〕是一种高增益的直流放大器，它有二个输入端。
根据输入电路的不同，有同相输入、反相输入和差动输入三种方式。
集成运放在实际运用中，都必须用外接负反响网络构成闭环放大，用以实现各种模拟运算。
μa741引脚排列：三. 主要仪器设备示波器、信号发生器、晶体管毫伏表运算电路实验电路板μa741、电阻电容等元件四. 操作方法和实验步骤1.实现两个信号的反相加法运算"rfrf v"""""v"vos1s2""r2 "r1"通过该电路可实现两个信号的反相加法运算。
为了消除运放输入偏置电流及其漂移造成的运算误差，需在运放同相端接入平衡电阻r3，其阻值应与运放反相端地外接等效电阻相等，即要求r3=r1//r2//rf。
测量出输入和输出信号的幅值，并记录示波器波形。
本卷须知：①被加输入信号可以为直流，也可以选用正弦、方波或三角波信号。
常用运算放大器16个基本运算电路
5. 微分运算电路
微分运算电路如图 5 所示，
XFG1
R2 15kΩ
C2
22nF
V3
R1
C1
4
12 V
2
1kΩ
22nF
U1A
1
3
T L082CD
8
V2 12 V
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
图5
电路的输出电压为 uo 为：
uo = −R2C1 dui dt
式中， R2C1 为微分电路的时间常数。若选用集成运放的最大输出电压为UOM ,
式中，Auf = 1+ RF / R1 为同相比例放大电路的电压增益。同样要求 Auf 必须小于 3， 电路才能稳定工作，当 f = fo 时，带通滤波器具有最大电压增益 Auo ，其值为：
Auo = Auf / (3 − Auf )
10. 二阶带阻滤波电路
二阶带阻滤波电路如图 10 所示，
C1
1nF R1
_
图 15 全波整流电路是一种对交流整流的电路，能够把交流转换成单一方向电 流，最少由两个整流器合并而成，一个负责正方向，一个负责负方向，最典 型的全波整流电路是由四个二极管组成的整流桥，一般用于电源的整流。 全波整流输出电压的直流成分（较半波）增大，脉动程度减小，但变压器需 要中心抽头、制造麻烦，整流二极管需承受的反向电压高，故一般适用于要 求输出电压不太高的场合。
R1 10kΩ
4 2
12 V
U1A 1
3
8 TL082CD
R3 9kΩ
V2 12 V
D2 1N4148
XSC1
A +_
《电工电子技术》(曹建林) PPT课件：7.3 基本运算电路
解：由式 uO＝ 1+ —Rf uI 可得 R1
uO＝
1+ R—f R1
uI ＝
20
1+——
×1＝11（V）
2
iF Rf
i1 R1 u-
–
∞
uI
R2 u+ +
+
uO
图7.3.2 同相比例运算电路
7.3 基本运算电路
反相比例运算电路
同相比例运算电路
加法、减法运算电路
1．加法运算电路
在反相输入端增加若干个输入信号组成的 电路，就构成反相加法运算电路，如图7.3.3所 示。根据“虚短” 、“虚断”、 “虚地”得
i11＝
—uI1 R11
i12＝
u—I2 R12
iF＝
i11＋i12
＝—u—I1 ＋ R11
—uI—2 ＝R12
—uO— Rf
于是，输出电压为
uO＝ − —RR—f11uI1＋ —RR—1f2uI2
（7.3.7）
当R11=R12 =Rf时，则uO＝−（uI1＋uI2）。
uI1 i11
R11
iF
Rf
uI2 i12
uO＝uI2− uI1
（7.3.11）
7.3 基本运算电路
反相比例运算电路
同相比例运算电路
加法、减法运算电路
例 图7.3.4减法电路中，设Rf=R1=R2= R3，UI1=3V，
UI2=1V。求输出电压UO。
解：因为Rf=R1=R2= R3，故可得 UO＝UI2−UI1=1−3＝−2（V）
因
i1= iF
而
i1
=
—u—I ， R1
iF
=