一种四象限模拟除法器的制作方法

本实用新型涉及一种四象限模拟除法器，属于电子技术领域。

背景技术：

模拟除法器是一种能实现两个模拟量相除的电子器件，目前不仅应用于模拟运算方面，而且扩展到无线电通信、电视广播、测量仪器、控制系统等领域。随着这些领域繁荣发展，对模拟除法器的要求越来越高，不仅局限于第一象限运算，而是需要四象限的模拟除法运算，因此，四象限模拟除法器的研究在在这些领域显得尤为重要。

对于模拟除法器的研究，有很多种方法。中国专利CN105677295 A，提出了一种求两个输入电压间比例值的电路，也就是四象限模拟除法器电路。该方法由比例值计算单元、模拟结果输出单元和四象限调整及排序单元组成，核心为并行A/D转换器与并行D/A转换器，用于计算两个双极性输入电压间的比例值，同时输出模拟信号形式的比例结果。但该方法比例值计算速度慢，并且两个输入电压要平缓，没有一般性，并且A/D转换器的参考电压输入端的输入电压范围也有限制。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中存在的问题，提供一种利用运放、四象限模拟乘法器等基础上的四象限模拟除法器电路。

为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：一种四象限模拟除法器，用于实现两个模拟量相除，包括绝对值电路、模拟除法器电路和四象限模拟乘法器电路，所述绝对值电路设有两个，分别为第一绝对值电路和第二绝对值电路，模拟除法器电路设有三个，分别为第一模拟除法器电路、第二模拟除法器电路和第三模拟除法器电路，四象限模拟乘法器电路设有两个，分别为第一四象限模拟乘法器电路和第二四象限模拟乘法器电路，第一绝对值电路和第二绝对值电路的输入端分别输入两个模拟量，第一绝对值电路和第二绝对值电路的输出端分别与第一模拟除法器电路的两个输入端连接，第一模拟除法器电路的输出端和第一绝对值电路的输出端分别与第二模拟除法器电路的两个输入端连接，第二模拟除法器电路的输出端和第二绝对值电路的输出端分别与第三模拟除法器电路的两个输入端连接，第一四象限模拟乘法器电路的一个输入端与第三模拟除法器电路的输出端连接，另一个输入端输入一个模拟量，第二四象限模拟乘法器电路的一个输入端与第一四象限模拟乘法器电路的输出端连接，另一个输入端输入另一个模拟量。

对上述技术方案的改进为：所述绝对值电路包括电阻、二极管和芯片3554AM。

所述模拟除法器电路包括电阻、芯片3554AM和乘法器芯片MC1496。

所述四象限模拟乘法器电路包括电阻、1A电流源和芯片2N2219。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型采用绝对值电路、模拟除法器电路以及四象限模拟乘法器电路这些最基础、常见的电路来实现四象限模拟除法器功能，设计简单，容易理解，价格便宜，功耗低且易于制造。

2、本实用新型的输出端为两个输入信号相除的结果，其中，输入信号可以有正有负，因此，输出结果也有正有负，可以解决四个象限内的除法运算。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为绝对值电路的电路图。

图3为模拟除器电路的电路图。

图4为模拟除器电路的电路图。

图5为本实用新型的电路图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1所示，本实施例的一种四象限模拟除法器，由三部分组成，分别为绝对值电路、模拟除器电路以及模拟除器电路。

如图2所示，绝对值电路由电阻、二极管、以及芯片3554AM组成，由电阻、芯片3554AM以及乘法器芯片MC1496构成，其中所有电阻都相等。当输入信号为正半周(即正电压)时，VD1导通，VD2不导通，由于所有电阻都相等，输出，负半周(即负电压)VD1不导通，VD2导通，输出。

如图3所示，模拟除法电路是由模拟乘法器作为集成运放的负反馈电路组成的，其由电阻、芯片3554AM以及乘法器芯片MC1496构成。由图可知，，因为，所以，因此输出。

图4为双平衡式四象限模拟乘法器电路。此电路要求当输入电压与分别远远小于52mv时，在电压与作用下，输入信号与经过三极管、与后，输出四象限乘法结果,其中，其中。

其中，芯片3554AM是AD公司生产的芯片，具有低噪声，低功耗，JEET输入运算放大器等特点。MC1496是ON半导体公司生产的芯片，拥有极佳的载波抑制性能，高共模抑制比以及增益和信号可调等特点。芯片2N2219拥有工作环境适用温度范围广，饱和电压低，电流增益高等特点。

图5为本实施例的四象限模拟除法器的电路结构图，包括第一绝对值电路、第二绝对值电路、第一模拟除法器电路、第二模拟除法器电路、第三模拟除法器电路、第一四象限模拟乘法器电路和第二四象限模拟乘法器电路。

在工作过程中首先使用两个绝对值电路，在口分别输入输入信号，，此处输入信号可正可负，当为正时，VD1导通，VD2截止，输入电压通过，从运放U3负端经过，此时，通过，从运放U1负端经过，输出电压，此时为正值。当为负时，VD2导通，VD1截止，输入电压通过，从运放U3负端经过，此时，通过，从运放U1负端经过，输出电压，由于为负，此时为正值，其中所有电阻阻值都相同，取值10kΩ。将绝对值电路的两个输出信号和分别输入第一模拟除法器电路的和，其中通过进入运放U1，和相乘输出结果也进入运放U1，其中，通过负反馈的到输出，其中所有电阻阻值为1kΩ。再将第一模拟除法器电路的输出信号与第一绝对值电路的输出信号分别输入第二模拟除法器电路的和，第二模拟除法器电路的输出信号与第二绝对值电路的输出信号分别输入第三模拟除法器电路的和，得到的输出信号为 。

在四象限模拟乘法器电路中，将输入信号正端与三极管T1与T4的基极相连，将负端与三极管T2与T3的基极相连，输入信号正端与三极管T5的基极相连，负端与三极管T6的基极相连，并且将输出信号的负端与三极管T1与T3的发射集相连，输出信号正端与三极管T2与T4的发射集相连。

将第三模拟除法器电路的输出结果与第一绝对值电路的输入信号分别作为第一四象限模拟乘法器的两个输入信号，最终输出信号。然后将输出信号与第二绝对值电路的输入信号作为第二四象限模拟乘法器的两个输入信号，再使用四象限模拟乘法器功能，可得到，即，实现两个输入信号相除的结果。

本实用新型的四象限模拟除法器不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本实用新型要求保护的范围内。