一种对数logax运算电路的制作方法

本实用新型型属于电子电路领域，更具体地说，它涉及一种对数log_ax运算电路。

背景技术：

在电子电路中，集成运放的应用主要表现在它能构成各种运算电路，通过引入电压负反馈，使运放工作在线性区，进而实现模拟信号的比例、加减、乘除、积分、微分、对数和指数等基本运算。目前存在的对数运算电路仅为实现自然对数函数lnx(即logex)的电路，缺乏一般对数函数log_ax的运算电路。为了实现一般对数函数以满足不同模拟信号运算的需要，本实用新型提出了一种能够实现一般对数函数log_ax的模拟运算电路，底数a可以在一定范围内自由取值，还可以实现loga(sinx)等对数运算。

公告号为CN203930794U的中国专利，公开了一种对数log_ax的运算电路。目前存在的对数运算电路仅为实现自然对数函数lnx的电路，缺乏一般对数函数logax的运算电路。本实用新型利用的数学等效关系实现对数函数log_ax的运算，利用二极管D1和集成运放U1构成的电路实现对输入函数的自然对数lnx的运算，利用二极管D2和集成运放U1构成的电路实现自然对数lna的运算，利用乘法器U2和集成运放U1实现电压除法运算，即实现了log_ax对数运算。该实用新型涉及一般对数log_ax运算电路，并可对底数a进行调节，增加了模拟信号运算电路的类型，扩展了模拟信号的运算范围，其结构简单，运算精确，稳定性好，用其可实现模拟信号的一般对数运算，在集成运放电路中将有广泛的应用前景。

通过分析上述专利的技术方案(结合说明书和附图)，发明人发现，二极管D1、二极管D2的过电压、过电流安全裕量偏小，一旦因受到浪涌电流的冲击，很有可能会被击穿而无法工作，进而影响到整个集成电路的工作。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种对数log_ax运算电路，能够在承受一次二极管被损坏后，继续使用。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种对数log_ax运算电路，包括集成运算放大器U1、乘法器U2、二极管D1、二极管D2；还包括备用电路，所述备用电路包括：

第一备用二极管D3、第二备用二极管D4；其中，第一备用二极管D3的阴极与二极管D1的 阴极耦接，第二备用二极管D4的阴极与二极管D2的阴极耦接；

第一可控复合切换开关，具有一个输入端、两个输出端，所述第一可控复合切换开关的输入端耦接于输入电压VIN，两个输出端分别耦接于二极管D1、第一备用二极管D3的阳极；

第二可控复合切换开关，具有一个输入端、两个输出端，所述第二可控复合切换开关的输入端耦接于输入信号X，两个输出端分别耦接于二极管D2、第二备用二极管D4的阳极；

第一开关电路，具有一电压检测端，所述第一开关电路电压检测端耦接于二极管D1的阴极，以用于检测二极管D1的反向电压，并在二极管D1的反向电压超限时，控制所述第一可控复合切换开关动作；

第二开关电路，具有一电压检测端，所述第二开关电路电压检测端耦接于二极管D2的阴极，以用于检测二极管D2的反向电压，并在二极管D2的反向电压超限时，控制所述第二可控复合切换开关动作。

优选地，所述第一可控复合切换开关包括第一干簧管、第二干簧管，第一干簧管为常开型，第二干簧管为常闭型；其中，所述第一干簧管的一端耦接于所述输入电压VIN，另一端耦接于第一备用二极管D3的阳极；所述第二干簧管的一端耦接于所述输入电压VIN，另一端耦接于二极管D1的阳极。

优选地，所述第一开关电路包括二极管D5、第一电磁铁；所述二极管D5的阴极耦接于二极管D1的阴极，阳极耦接于第一电磁铁的一端；所述第一电磁铁的另一端接地。

优选地，所述第二可控复合切换开关包括第三干簧管、第四干簧管，第三干簧管为常开型，第四干簧管为常闭型；其中，所述第三干簧管的一端耦接于所述输入信号X，另一端耦接于第二备用二极管D4的阳极；所述第四干簧管的一端耦接于所述输入信号X，另一端耦接于二极管D2的阳极。

优选地，所述第二开关电路包括二极管D6、第二电磁铁；所述二极管D6的阴极耦接于二极管D2的阴极，阳极耦接于第二电磁铁的一端；所述第二电磁铁的另一端接地。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：通过以上技术方案，当二极管D1和/或二极管D2被反向击穿时，备用电路能够自动地将二极管D1和/或二极管D2从电路中剔除，以第一备用二极管D3和/或第二备用二极管D4替代，进而保持电路继续工作。

附图说明

图1为实施例中对数log_ax运算电路的整体电路图；

图2为实施例中备用电路的电路图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

参照图1、图2，一种对数log_ax运算电路，包括集成运算放大器U1、乘法器U2、二极管D1、二极管D2以及备用电路。

备用电路包括第一备用二极管D3、第二备用二极管D4、第一可控复合切换开关、第二可控复合切换开关、第一开关电路以及第二开关电路。

其中，第一备用二极管D3、第二备用二极管D4；其中，第一备用二极管D3的阴极与二极管D1的阴极耦接，第二备用二极管D4的阴极与二极管D2的阴极耦接；

第一可控复合切换开关包括第一干簧管、第二干簧管，第一干簧管为常开型，第二干簧管为常闭型；其中，第一干簧管的一端耦接于输入电压VIN，另一端耦接于第一备用二极管D3的阳极；第二干簧管的一端耦接于输入电压VIN，另一端耦接于二极管D1的阳极。

第二可控复合切换开关包括第三干簧管、第四干簧管，第三干簧管为常开型，第四干簧管为常闭型；其中，第三干簧管的一端耦接于输入信号X，另一端耦接于第二备用二极管D4的阳极；第四干簧管的一端耦接于输入信号X，另一端耦接于二极管D2的阳极。

第一开关电路包括二极管D5、第一电磁铁；二极管D5的阴极耦接于二极管D1的阴极，阳极耦接于第一电磁铁的一端；第一电磁铁的另一端接地。

第二开关电路包括二极管D6、第二电磁铁；二极管D6的阴极耦接于二极管D2的阴极，阳极耦接于第二电磁铁的一端；第二电磁铁的另一端接地。

本实施的工作原理是：

在默认状态下，第一干簧管、第三干簧管为常开状态，第二干簧管、第四干簧管为常闭状态，也就是说，二极管D1、二极管D2处于使用状态，第一备用二极管D3、第二备用二极管D4处于备用状态。以二极管D1为例，当二极管D1承受过大的反向电压而被击穿时，二极管D5也会被击穿，使得第一电磁铁通电，第一电磁铁通电后，第一干簧管导通，第二干簧管断开，此时第一备用二极管D3进入使用状态。同样地，二极管D2的切换原理也是如此。

值得说明的是，集成运算放大器U1、乘法器U2所采用的芯片型号，以及与其它相关元器件的连接关系，可参照公告号为CN203930794U的中国专利，本实施例不再赘述。