SG-3001C模电、数电、自动控制原理实验台

时间：2022-04-19 15:35:48

一、模电、数电、自动控制原理实验台的特点：
模电、数电、自动控制原理实验台是为配合各类院校《自动控制理论》课程而设计的电子模拟设备，以积分器和加法器为基础，配置了二极管、电位器、分压器、电阻、电容等部件，可以组成PID调节器以及饱和、死区、迟滞等非线性环节。使用简单、操作方便，参数选择范围较广，可灵活地对控制系统进行模拟。对掌握控制理论、调试控制系统、选择校正环节的理想参数等方面提供了方便，是学习控制理论课程必不可少的实验设备。
该设备为改进型产品，增加了微机相连的接口，利用普通微机及一块CAE-98板卡（另购），即可取代长余辉示波器、超低频信号发生器、X-Y纪录仪等附属设备。可方便完成实验。为配合基础教学的需要，增添了数字电路、模拟电子技术实验线路。这一崭新的实验设备实现了专业基础课（模拟、数字电路）、专业课(自动控制原理)二合为一，做到一机多用，大大节省实验室，节省管理人员，节省资金。该设备是学校上规模、上档次的理想选择。

主要部分：自动控制原理实验系统自动化专业设计，整机结构合理，单元电路设置符合控制原理实验要求，参数改变灵活，排题方便；选用进口高精度运算放大器0P07，它具有高增益，输入失调电压、电流较一般产品小，由它组成的加法器、积分器的“零点”和“积分漂移”较小；操作面板上设置了“复位”键，能方便地消除积分器电容上的残余电荷，从而提高了本机重复运算的精度；自带双面双量程电压表，测量、调整方便；具有计算机接口，可方便连接计算机，组成数字/模拟实验系统。
数电、模电实验在实验台中央九孔通用电路板上进行，电路板由进口ABS注塑而成，背面装有压铸而成九孔成一组的铜片，表面布有九孔成一组相互联通的插孔，创新实验元件模块在其上任意拼插成实验电路。创新实验元件模块盒体透明直观，内装元件一目了然，盒盖印有永不褪色元件符号，盒盖与盒体结合采用较科学的压卡式结构，维修拆装方便。

二、功能与结构:
（一）实验台部分:
  1﹑电源
  1.1电源输入:工作电压220V±5%(50Hz)，输入时指示灯亮。
  1.2电源输出：有保险丝和漏电保护开关二级保护功能。
   A组:低压交流电压3-24V分七档可调，输出电流1.5A。
   B组: 二组互相独立的0-30V直流稳压电源，内置式继电器自动换档，多圈电位器连续调压，输出电流2A，具有预设式限流保护功能。
   C组:低压直流稳压电源，电压+5V，+14V，电流0.5A，有表指示。
   D组:单相市电输出，供用户自备仪器使用。
  2﹑功率输出函数发生器：
1）采用直接数字频率合成（DDS）产生高精度正弦波，方波和三角波。采用大屏幕LCD显示输出频率、波形，衰减值。
2）正弦波输出幅度≥10V,输出阻抗50Ω，失真度<1%（0.1HZ-- 1KHz）。
3）频率范围: 0.1HZ~3MHz, 采用键盘直接输入数字设定频率,。
4）输出幅度采用电位器调节，正弦波输出具有20db,40db衰减。
5）方波占空比可调, 调节范围：1%-99%调节；方波和三角波采用TTL电平输出。
6）频率计最高测量范围100MHz，自动换档。
  3﹑单元脉：每拨一次钮子开关输出一组正负脉冲。
  4﹑七段译码器及对应译码显示数码管。
  5﹑自动控制原理部分：由模拟运算单元、信号源、电压表、计算机接口组成。
  6﹑外测交直流二用电流表:精度0.5级，三位半数字式显示，测量范围:0～999mA。
  7﹑外测交直流二用电压表:精度0.5级，三位半数字式显示，测量范围:0～99V。

三、设备的构成、配备:
（一）构成与配备(以二十四座为例)
1、实验操作桌12张，一桌二座。操作桌桌面中央设置通用电路插扳（尺寸:35×90cm），电路板由进口ABS注塑而成，背面装有压铸而成九孔成一组的铜片，表面布有九孔成一组相互联通的插孔，创新实验元件模块在其上任意拼插成实验电路。创新实验元件模块盒体透明直观，内装元件一目了然，盒盖与盒体之间采用压卡式结构、维修拆装、更换方便。每张操作桌配有一粒胶皮板，保护通用电路插板和桌面(如需要在桌上放置电机、焊接等).实验操作桌下部有二只元件储存柜，放置实验元器件及储存板。
  2、实验台，共12台，每张学生实验操作桌上配置l台。
  3、示教控制台1台：由示教实验操作桌、实验台、演示控制屏组成，能分别无线遥控控制12台学生实验台的电源。尺寸为160×70cm。

四、电源无线总控制功能：
（一）、概述
“SG-3001C型电源无线总控制台” 针对普通电源控制台诸多缺点而设计。利用单片机进行数字编码、解码，通过无线数字收发模块发送接收控制编码，实现电源的无线控制。控制台具有结构简单、操作方便、可靠性高，易于维护等优点，解决了传统布线式的电源控制台连接导线多、布线麻烦以及布线成本高等致命缺点。总控制台与被控实验设备在电气上相互独立，有利于实验室布局的改变及重组。
(二）、特点
1、该设备以315MHz无线数字收发模块为无线传输载体，配合单片机编码解码实现多个实验室、多台实验设备电源的无线开关控制。
2、一台“SGKZ-1型电源无线总控制台”可对单个实验室的30台（60座）实验设备进行单台、多台或全部设备的电源开关无线控制。
3、每台设备有对应的指示灯指示当前的电源开关状态；对实训室30台（60座）实验设备的电源开关无线控制。
4、配有上位机软件，可通过电脑对实验设备的电源开关进行控制。
(三）、技术性能
1、工作电源：AC220V±10%/ 50Hz
2、工作环境：温度-10℃～40℃     相对湿度<85%(25℃)
3、载波频率：315MHz
4、控制范围：>50m
5、控制能力：60台
6、外形尺寸：294mm×237mm×200mm
(四）、装置配置
1、按键模块：按键模块分为电源开关控制键和功能键，其中“1号台”～“60号台”及“全开”和“全关”为电源开关控制键，“确认”和“取消”为功能键。“1号台”～“60号台”开关控制键分别对应一个实验室的60台实验设备，实现单台控制操作；“全开”和“全关”对应实验室所有实验设备，可实现所有实验设备的一键开关控制；“确认”和“取消”键对开关控制键的操作进行确认或取消。
2、状态指示模块：该模块有“1号台”～“60号台”共60个指示灯，分别指示该控制台对应实验室的60台实验设备的电源开关状态，灯常亮表示对应实验台电源开，灯常灭表示对应实验台电源关，灯闪烁表示对该实验台正在进行开关控制操作，处于等待确认状态，通过闪烁时间比来区分设备当前开关状态与操作状态。
3、发射模块：载波频率为315MHz，通过配套天线发射总控台的数字编码。
4、通信串口：通信串口为总控制台与电脑的通信接口，可使用上位机软件对实验设备进行开关控制，上位机软件界面简洁，操作方便。
(五）、上位机软件功能
1.串口扫描检测
2.通过串口发送工作台工作命令
3.接收识别主控制台发送工作台开关控制的命令，并刷新工作台状态显示
4.能控制最多128工作台
5.开关工作台操作时间显示

五、设备配置清单（以二十四座为例）

NO	配置名称	型号规格	单位	数量	备注
1	教师主控台		套	1	具有无线控制学生电源功能
2	学生机头		台	12
3	学生桌		个	12
4	模电数电透明创新实验模块		套	13	详见清单一
5	自动控制原理实验模块		套	13
6	学生桌面板		块	12
7	绝缘皮		张	13
8	凳子		张	25
10	工具		套	13
（1）	螺丝刀	小十字	把	13
（2）	螺丝刀	大十字	把	13
（3）	螺丝刀	小一字	把	13
（4）	螺丝刀	大一字	把	13
（5）	剥线钳		把	13
（6）	尖觜钳		把	13
（7）	万用表	MF-47	只	13
（8）	数字万用表	DT890B+	只	13

六、用户自备器材: 长余辉示波器（型号不限），毫伏表，滑线变阻器。

七、实验项目：
（一）模电、数电部分：
(1)模拟部分
1．二极管的正、反相特性
2．晶体三极管的输入、输出特性
3．晶体管共射极单管放大器
4．两级阻容耦合放大电路
5．负反馈对放大器性能的影响
6．场效应管放大器
7．差动放大电路
8．运算放大器指标测试
9．集成运算放大器的基本应用(多种模拟运算电路)
10．集成运算放大器非线性应用（多种波形发生器）
11．变压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．单相桥式整流电路
15．串联型晶体管直流稳压电源(设计性实验)
16．集成直流稳压电源
17．单结晶体管特性
18．单结晶体管触发电路
19．晶闸管简单测试
20．晶闸管可控整流电路
利用上述20项实验元器件还可完成下面实验项目
1．电压负反馈偏置电路
2．分压式电流负反馈偏置电路
3．用二极管稳定工作点
4．共基极放大电路
5．共集电极放大电路
6．共源极基本放大电路
7．场效应管共漏极电路
8．场效应管共栅极电路
9．单管阻容放大电路
10．变压器耦合放大电路
11．甲类功率放大电路
12．串联电流负反馈电路
13．串联电压负反馈电路
14．并联电压负反馈电路
15．并联电流负反馈电路
16．共基共射极放大电路
17．自举射极输出电路
18．NPN一PNP直接耦合放大电路
19．用负反馈消除自激振荡
20．晶体管开关作用
21．变压器反馈式振荡电路
22．电容三点式振荡电路
23．电感三点式振荡电路
24．差动放大电路的基本形式
25．长尾式差动放大电路
26．双电源长尾式差动放大电路
27．运放用作交流比例放大
28．反相输入保护措施
29．同相输入保护措施
30．电源极性错接的保护
31．RC高通电路
32．利用三极管来保护器件
33．差动输入运算电路
34．快速积分电路
35．模拟一阶微分方程电路
36．模拟二阶微分方程电路
37．基本对数运算电路
38．实用微分电路
39．反对数放大基本电路
40．简单的过零比较电路
41．利用二级管作为上限检测幅度选择电路
42．下限幅度选择电路
43．RC无源网络的低通滤波电路
44．同相输入一阶低通滤波电路
45．反相输入一阶低通滤波电路
46．简单的二阶RC滤波电路
47．典型二阶RC有源低通滤波电路
48．典型二阶高通有源滤波电路
49．基本带通滤波电路
50．典型带通滤波电路
51．矩型波振荡电路
52．宽度可调的矩形波发生器
53．幅频可调的锯齿波发生器
54．单相半波整流电路
55．单相全波整流电路
56．电容滤波电路
57．电容滤波带电阻负载
58．RC滤波电路
59．基本LC滤波电路
60．二倍压整流电路
61．三倍压整流电路
62．基本稳压电路
63．基本调整管稳压电路6
64．具有放大环节的稳压电路
65．单相半波可控硅整流
66．电子调压电路
67．电子催眠器一一趣味性实验一
68．电子门铃电路一一趣味性实验二
69．电子报警电路一一趣味性实验三

(2)数字部分
1．TTL集成逻辑门的参数测试
2．CM0S逻辑门的参数测试
3．TTL集成电极开路门与三态输出门的应用
4．与、非、或、与非门电路实验
5．半加器电路实验
6．全加器电路实验
7．RS触发器实验
8．D触发器实验
9．JK触发器实验
10．T触发器实验
11．JK型触发器转换成D触发器
12．D型触发器转换成JK触发器
13．计数器实验
14．MSI移位寄存器及其应用
15．译码器及其变换方式
16．MSI数据选择器及逻辑设计
17．微分型单稳态电路
18．环形多谐振荡器
19．利用门电路构成编码器分配器、选择器
20．组合电路的设计之一一一编码转换
21．组合电路的设计之二一一显示电路
22．同步时序电路的设计
23．计算机时序电路的设计
24．集成定时器测试及应用
25．CM0S集成A/D、D/A转换电路实验
26．二极管非门、或非门电路
27．三极管非门、与非门、或非门电路
28．异步十进制减法计数器
29．异步十进制加法计数器
30．综合能力培训实验一一电子秒表

（二）、自动控制实验系统部分：
1．典型线性环节的模拟
2．二阶系统的阶跃响应
3．二阶系统的频率响应
4．线性系统的稳定性的研究
5．控制系统的校正
6．典型非线性特性
7．非线性控制系统特性分析

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