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电路创意/"实时"类比

来自维基教科书,开放的书籍,开放的世界

"实时"类比

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为了展示类比与其对应的电路图之间的联系,我们可以借助计算机在显示器屏幕上“实时”地进行类比。为此,我们可以通过一个模拟-数字外设将被测电路连接到一台运行在适当软件控制下的个人计算机。屏幕上将显示所研究电路的类比,该类比对电路中的变化做出适当的响应,从而加强与电路的关联。

"实时"电压图

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这种安排被用于另一个维基教科书故事,以一种“几何类比”的方式来阐释欧姆实验的更复杂版本。它被风格化了,但也可以被认为是一种机械类比,可以被称为“阿基米德双杠杆”(一个从两端操作的杠杆)。

图6.“实时”电压图,说明了电阻电压加法器。

"实时"模拟刻度

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例如,我们可以通过这种方式,在屏幕上显示一个“实时”模拟刻度,来表示带有负反馈的运算放大器电路的操作。输入电压和输出电压分别由刻度两侧大小成比例的砝码表示。

"实时"离散刻度

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类似地,我们可以用一个离散的砝码来说明模拟-数字转换器的操作,其中输出值——数字代码——被表示为参考砝码的总和。下面的图片显示了在实验室中使用连接到 8 位 DAC 的 MICROLAB 系统进行的此类演示。PC 视频输出连接到多媒体投影仪。

图7. 实验室中的实时“ADC 刻度”类比。

屏幕上可以看到一个风格化的机械刻度图像。左侧托盘放置着模拟输入砝码,右侧托盘放置着一些带有 1 到 128 权重的 8 个二进制标准。下方显示了板载 DAC 的参考电压 (10 V)、输入电压 (1.928 V)、当前代码 (49) 和 DAC 输出电压 (1.914 V)。

图8. 多媒体投影仪屏幕上的实时“ADC 刻度”类比。
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