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電路實驗
2023年11月11日
實驗內容：
1. 設計乙個四位二進位制數的數字模擬訊號（d/a）轉換器
2. 實驗室提供100ω3個和200ω5個電阻用於搭接梯形電路，二進位制數用0v、1v電壓提供。
3. 用整合運放a741作放大輸出，其供電電壓為+12v和-12v。
4. 記錄輸入的二進位制數從0000——1111對應的輸出電壓值。描點繪製數模轉換的輸入輸出曲線（用excel畫）
實驗環境：
icech it6302電源，整合運算放大器ua741，麵包板乙個， uni-tut805a數字萬用表，boheng 3296w-1-103多圈電位器（最大阻值10kω（1%）），五個紅黑棕金的四色環電阻（理論阻值200ω(5%)），三個棕黑棕金的四色環電阻（理論阻值100ω（5%）），若干根小銅絲導線。
實驗原理和實驗電路：
1. 實驗原理：
d/a轉換器工作原理
d/a轉換器輸入的數字量是由二進位制**按數字組合起來表示的，任何乙個n位的二進位制數，均可用表示式
data=d020+d121+ d222+…… +dn-12n-1
來表示。其中di=0或1(i=0,1…n-1)；20，21，…2n-1分別為對應數字的權。
在d/a轉換中，要將數字量轉換成模擬量，必須先把每一位**按其「權」的大小轉換成相應的模擬量，然後將各分量相加，其總和就是與數字量相應的模擬量，這就是d/a轉換的基本原理。
d/a轉換器的主要組成
基準電壓vref
t型（r-2r）電阻網路
位切換開關bsi （i=0，1，…，n-1）
運算放大器a
輸出電壓vout與輸入二進位制數d0 ~ dn-1的關係
vout = －vref（d020+ d121+ d222+ … + dn-12n-1）/ 2n
t型網路組成的d/a轉換器原理圖見實驗電路圖即可。
2. 實驗電路：
實驗步驟和資料記錄：
1. 實驗步驟：
1) 根據實驗電路圖連線實驗電路。
2) 將開關j1、j2、j3、j4都閉合到整合放大器的2埠，數字萬用表調節到電壓檔。
3) 將電源開啟並輸出電動勢1v調節電位器r9並觀察數字萬用表的讀數，直到數字萬用表的電壓讀數等於-4v（實際調節為-4.0186v）為止，隨後停止電源輸出，並將電位器從電路中斷開，用數字萬用表的電阻檔來測量此時電位器的電阻大小（385.55ω）並記錄資料。
4) 然後將電路按上述電路圖接好並將開關j1、j2、j3、j4都接入到3埠(0000)然後測量整合運算放大器的輸出端的電壓，即數字萬用表的電壓讀數。（其中當開關接到整合運算放大器的3埠時即可表示為2進製的0，如果開關接到整合運算放大器的2埠即表示為2進製的1）,然後分別將開關依次調節到0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111後記錄數字萬用表的電壓讀數並記錄
5) 整理資料並繪製excel圖表。
6) 最後進行結論分析。
2. 實驗資料及分析：
1) 實驗資料：
2) 實驗生成圖表：
3) 資料分析：
由圖中（2）可知在誤差允許範圍內，數模轉換器的輸出電壓與輸入數字量成線性關係。
實驗結果分析：
由實驗電路圖及實驗中的整合運算放大器的原理可知當實驗中的數字萬用表的輸出資料為電源的電壓值（1v）的電位器與輸入端接入電路的總電阻的比值倍，由於實驗室提供的電阻存在誤差，而且實驗過程中的電位器的阻值大小僅僅為385ω，故實驗中測量的資料存在誤差，但是最終實驗資料繪製的圖表明顯表明實驗中數模轉換器的二進位制數與輸出電壓的對應關係。
實驗總結：
實驗過程中由於開始並不是很了解實驗的原理導致測得的實驗資料排序是混亂的，並不能從資料的排列上發現數模轉換器的特點，，從而對數數模轉換電路的理解。
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