SG-3001C模電、數(shù)電、自動控制原理實驗臺

時間：2022-04-19 15:35:48

一、模電、數(shù)電、自動控制原理實驗臺的特點：
模電、數(shù)電、自動控制原理實驗臺是為配合各類院?！蹲詣涌刂评碚摗氛n程而設計的電子模擬設備，以積分器和加法器為基礎，配置了二極管、電位器、分壓器、電阻、電容等部件，可以組成PID調節(jié)器以及飽和、死區(qū)、遲滯等非線性環(huán)節(jié)。使用簡單、操作方便，參數(shù)選擇范圍較廣，可靈活地對控制系統(tǒng)進行模擬。對掌握控制理論、調試控制系統(tǒng)、選擇校正環(huán)節(jié)的理想?yún)?shù)等方面提供了方便，是學習控制理論課程必不可少的實驗設備。
該設備為改進型產品，增加了微機相連的接口，利用普通微機及一塊CAE-98板卡（另購），即可取代長余輝示波器、超低頻信號發(fā)生器、X-Y紀錄儀等附屬設備?？煞奖阃瓿蓪嶒?。為配合基礎教學的需要，增添了數(shù)字電路、模擬電子技術實驗線路。這一嶄新的實驗設備實現(xiàn)了專業(yè)基礎課（模擬、數(shù)字電路）、專業(yè)課(自動控制原理)二合為一，做到一機多用，大大節(jié)省實驗室，節(jié)省管理人員，節(jié)省資金。該設備是學校上規(guī)模、上檔次的理想選擇。

主要部分：自動控制原理實驗系統(tǒng)自動化專業(yè)設計，整機結構合理，單元電路設置符合控制原理實驗要求，參數(shù)改變靈活，排題方便；選用進口高精度運算放大器0P07，它具有高增益，輸入失調電壓、電流較一般產品小，由它組成的加法器、積分器的“零點”和“積分漂移”較??；操作面板上設置了“復位”鍵，能方便地消除積分器電容上的殘余電荷，從而提高了本機重復運算的精度；自帶雙面雙量程電壓表，測量、調整方便；具有計算機接口，可方便連接計算機，組成數(shù)字/模擬實驗系統(tǒng)。
數(shù)電、模電實驗在實驗臺中央九孔通用電路板上進行，電路板由進口ABS注塑而成，背面裝有壓鑄而成九孔成一組的銅片，表面布有九孔成一組相互聯(lián)通的插孔，創(chuàng)新實驗元件模塊在其上任意拼插成實驗電路。創(chuàng)新實驗元件模塊盒體透明直觀，內裝元件一目了然，盒蓋印有永不褪色元件符號，盒蓋與盒體結合采用較科學的壓卡式結構，維修拆裝方便。

二、功能與結構:
（一）實驗臺部分:
  1﹑電源
  1.1電源輸入:工作電壓220V±5%(50Hz)，輸入時指示燈亮。
  1.2電源輸出：有保險絲和漏電保護開關二級保護功能。
   A組:低壓交流電壓3-24V分七檔可調，輸出電流1.5A。
   B組: 二組互相獨立的0-30V直流穩(wěn)壓電源，內置式繼電器自動換檔，多圈電位器連續(xù)調壓，輸出電流2A，具有預設式限流保護功能。
   C組:低壓直流穩(wěn)壓電源，電壓+5V，+14V，電流0.5A，有表指示。
   D組:單相市電輸出，供用戶自備儀器使用。
  2﹑功率輸出函數(shù)發(fā)生器：
1）采用直接數(shù)字頻率合成（DDS）產生高精度正弦波，方波和三角波。采用大屏幕LCD顯示輸出頻率、波形，衰減值。
2）正弦波輸出幅度≥10V,輸出阻抗50Ω，失真度<1%（0.1HZ-- 1KHz）。
3）頻率范圍: 0.1HZ~3MHz, 采用鍵盤直接輸入數(shù)字設定頻率,。
4）輸出幅度采用電位器調節(jié)，正弦波輸出具有20db,40db衰減。
5）方波占空比可調, 調節(jié)范圍：1%-99%調節(jié)；方波和三角波采用TTL電平輸出。
6）頻率計最高測量范圍100MHz，自動換檔。
  3﹑單元脈：每撥一次鈕子開關輸出一組正負脈沖。
  4﹑七段譯碼器及對應譯碼顯示數(shù)碼管。
  5﹑自動控制原理部分：由模擬運算單元、信號源、電壓表、計算機接口組成。
  6﹑外測交直流二用電流表:精度0.5級，三位半數(shù)字式顯示，測量范圍:0～999mA。
  7﹑外測交直流二用電壓表:精度0.5級，三位半數(shù)字式顯示，測量范圍:0～99V。

三、設備的構成、配備:
（一）構成與配備(以二十四座為例)
1、實驗操作桌12張，一桌二座。操作桌桌面中央設置通用電路插扳（尺寸:35×90cm），電路板由進口ABS注塑而成，背面裝有壓鑄而成九孔成一組的銅片，表面布有九孔成一組相互聯(lián)通的插孔，創(chuàng)新實驗元件模塊在其上任意拼插成實驗電路。創(chuàng)新實驗元件模塊盒體透明直觀，內裝元件一目了然，盒蓋與盒體之間采用壓卡式結構、維修拆裝、更換方便。每張操作桌配有一粒膠皮板，保護通用電路插板和桌面(如需要在桌上放置電機、焊接等).實驗操作桌下部有二只元件儲存柜，放置實驗元器件及儲存板。
  2、實驗臺，共12臺，每張學生實驗操作桌上配置l臺。
  3、示教控制臺1臺：由示教實驗操作桌、實驗臺、演示控制屏組成，能分別無線遙控控制12臺學生實驗臺的電源。尺寸為160×70cm。

四、電源無線總控制功能：
（一）、概述
“SG-3001C型電源無線總控制臺” 針對普通電源控制臺諸多缺點而設計。利用單片機進行數(shù)字編碼、解碼，通過無線數(shù)字收發(fā)模塊發(fā)送接收控制編碼，實現(xiàn)電源的無線控制?？刂婆_具有結構簡單、操作方便、可靠性高，易于維護等優(yōu)點，解決了傳統(tǒng)布線式的電源控制臺連接導線多、布線麻煩以及布線成本高等致命缺點。總控制臺與被控實驗設備在電氣上相互獨立，有利于實驗室布局的改變及重組。
(二）、特點
1、該設備以315MHz無線數(shù)字收發(fā)模塊為無線傳輸載體，配合單片機編碼解碼實現(xiàn)多個實驗室、多臺實驗設備電源的無線開關控制。
2、一臺“SGKZ-1型電源無線總控制臺”可對單個實驗室的30臺（60座）實驗設備進行單臺、多臺或全部設備的電源開關無線控制。
3、每臺設備有對應的指示燈指示當前的電源開關狀態(tài)；對實訓室30臺（60座）實驗設備的電源開關無線控制。
4、配有上位機軟件，可通過電腦對實驗設備的電源開關進行控制。
(三）、技術性能
1、工作電源：AC220V±10%/ 50Hz
2、工作環(huán)境：溫度-10℃～40℃     相對濕度<85%(25℃)
3、載波頻率：315MHz
4、控制范圍：>50m
5、控制能力：60臺
6、外形尺寸：294mm×237mm×200mm
(四）、裝置配置
1、按鍵模塊：按鍵模塊分為電源開關控制鍵和功能鍵，其中“1號臺”～“60號臺”及“全開”和“全關”為電源開關控制鍵，“確認”和“取消”為功能鍵。“1號臺”～“60號臺”開關控制鍵分別對應一個實驗室的60臺實驗設備，實現(xiàn)單臺控制操作；“全開”和“全關”對應實驗室所有實驗設備，可實現(xiàn)所有實驗設備的一鍵開關控制；“確認”和“取消”鍵對開關控制鍵的操作進行確認或取消。
2、狀態(tài)指示模塊：該模塊有“1號臺”～“60號臺”共60個指示燈，分別指示該控制臺對應實驗室的60臺實驗設備的電源開關狀態(tài)，燈常亮表示對應實驗臺電源開，燈常滅表示對應實驗臺電源關，燈閃爍表示對該實驗臺正在進行開關控制操作，處于等待確認狀態(tài)，通過閃爍時間比來區(qū)分設備當前開關狀態(tài)與操作狀態(tài)。
3、發(fā)射模塊：載波頻率為315MHz，通過配套天線發(fā)射總控臺的數(shù)字編碼。
4、通信串口：通信串口為總控制臺與電腦的通信接口，可使用上位機軟件對實驗設備進行開關控制，上位機軟件界面簡潔，操作方便。
(五）、上位機軟件功能
1.串口掃描檢測
2.通過串口發(fā)送工作臺工作命令
3.接收識別主控制臺發(fā)送工作臺開關控制的命令，并刷新工作臺狀態(tài)顯示
4.能控制最多128工作臺
5.開關工作臺操作時間顯示

五、設備配置清單（以二十四座為例）

NO	配置名稱	型號規(guī)格	單位	數(shù)量	備注
1	教師主控臺		套	1	具有無線控制學生電源功能
2	學生機頭		臺	12
3	學生桌		個	12
4	模電數(shù)電透明創(chuàng)新實驗模塊		套	13	詳見清單一
5	自動控制原理實驗模塊		套	13
6	學生桌面板		塊	12
7	絕緣皮		張	13
8	凳子		張	25
10	工具		套	13
（1）	螺絲刀	小十字	把	13
（2）	螺絲刀	大十字	把	13
（3）	螺絲刀	小一字	把	13
（4）	螺絲刀	大一字	把	13
（5）	剝線鉗		把	13
（6）	尖觜鉗		把	13
（7）	萬用表	MF-47	只	13
（8）	數(shù)字萬用表	DT890B+	只	13

六、用戶自備器材: 長余輝示波器（型號不限），毫伏表，滑線變阻器。

七、實驗項目：
（一）模電、數(shù)電部分：
(1)模擬部分
1．二極管的正、反相特性
2．晶體三極管的輸入、輸出特性
3．晶體管共射極單管放大器
4．兩級阻容耦合放大電路
5．負反饋對放大器性能的影響
6．場效應管放大器
7．差動放大電路
8．運算放大器指標測試
9．集成運算放大器的基本應用(多種模擬運算電路)
10．集成運算放大器非線性應用（多種波形發(fā)生器）
11．變壓器耦合推挽功率放大器
12．0TL功率放大器
13．集成功率放大器
14．單相橋式整流電路
15．串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電源(設計性實驗)
16．集成直流穩(wěn)壓電源
17．單結晶體管特性
18．單結晶體管觸發(fā)電路
19．晶閘管簡單測試
20．晶閘管可控整流電路
利用上述20項實驗元器件還可完成下面實驗項目
1．電壓負反饋偏置電路
2．分壓式電流負反饋偏置電路
3．用二極管穩(wěn)定工作點
4．共基極放大電路
5．共集電極放大電路
6．共源極基本放大電路
7．場效應管共漏極電路
8．場效應管共柵極電路
9．單管阻容放大電路
10．變壓器耦合放大電路
11．甲類功率放大電路
12．串聯(lián)電流負反饋電路
13．串聯(lián)電壓負反饋電路
14．并聯(lián)電壓負反饋電路
15．并聯(lián)電流負反饋電路
16．共基共射極放大電路
17．自舉射極輸出電路
18．NPN一PNP直接耦合放大電路
19．用負反饋消除自激振蕩
20．晶體管開關作用
21．變壓器反饋式振蕩電路
22．電容三點式振蕩電路
23．電感三點式振蕩電路
24．差動放大電路的基本形式
25．長尾式差動放大電路
26．雙電源長尾式差動放大電路
27．運放用作交流比例放大
28．反相輸入保護措施
29．同相輸入保護措施
30．電源極性錯接的保護
31．RC高通電路
32．利用三極管來保護器件
33．差動輸入運算電路
34．快速積分電路
35．模擬一階微分方程電路
36．模擬二階微分方程電路
37．基本對數(shù)運算電路
38．實用微分電路
39．反對數(shù)放大基本電路
40．簡單的過零比較電路
41．利用二級管作為上限檢測幅度選擇電路
42．下限幅度選擇電路
43．RC無源網(wǎng)絡的低通濾波電路
44．同相輸入一階低通濾波電路
45．反相輸入一階低通濾波電路
46．簡單的二階RC濾波電路
47．典型二階RC有源低通濾波電路
48．典型二階高通有源濾波電路
49．基本帶通濾波電路
50．典型帶通濾波電路
51．矩型波振蕩電路
52．寬度可調的矩形波發(fā)生器
53．幅頻可調的鋸齒波發(fā)生器
54．單相半波整流電路
55．單相全波整流電路
56．電容濾波電路
57．電容濾波帶電阻負載
58．RC濾波電路
59．基本LC濾波電路
60．二倍壓整流電路
61．三倍壓整流電路
62．基本穩(wěn)壓電路
63．基本調整管穩(wěn)壓電路6
64．具有放大環(huán)節(jié)的穩(wěn)壓電路
65．單相半波可控硅整流
66．電子調壓電路
67．電子催眠器一一趣味性實驗一
68．電子門鈴電路一一趣味性實驗二
69．電子報警電路一一趣味性實驗三

(2)數(shù)字部分
1．TTL集成邏輯門的參數(shù)測試
2．CM0S邏輯門的參數(shù)測試
3．TTL集成電極開路門與三態(tài)輸出門的應用
4．與、非、或、與非門電路實驗
5．半加器電路實驗
6．全加器電路實驗
7．RS觸發(fā)器實驗
8．D觸發(fā)器實驗
9．JK觸發(fā)器實驗
10．T觸發(fā)器實驗
11．JK型觸發(fā)器轉換成D觸發(fā)器
12．D型觸發(fā)器轉換成JK觸發(fā)器
13．計數(shù)器實驗
14．MSI移位寄存器及其應用
15．譯碼器及其變換方式
16．MSI數(shù)據(jù)選擇器及邏輯設計
17．微分型單穩(wěn)態(tài)電路
18．環(huán)形多諧振蕩器
19．利用門電路構成編碼器分配器、選擇器
20．組合電路的設計之一一一編碼轉換
21．組合電路的設計之二一一顯示電路
22．同步時序電路的設計
23．計算機時序電路的設計
24．集成定時器測試及應用
25．CM0S集成A/D、D/A轉換電路實驗
26．二極管非門、或非門電路
27．三極管非門、與非門、或非門電路
28．異步十進制減法計數(shù)器
29．異步十進制加法計數(shù)器
30．綜合能力培訓實驗一一電子秒表

（二）、自動控制實驗系統(tǒng)部分：
1．典型線性環(huán)節(jié)的模擬
2．二階系統(tǒng)的階躍響應
3．二階系統(tǒng)的頻率響應
4．線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性的研究
5．控制系統(tǒng)的校正
6．典型非線性特性
7．非線性控制系統(tǒng)特性分析

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