第18节 变化率指标 (修订中)
[TOC]
零件和材料
- 两节 6 伏电池
- 电容器，0.1 µF（Radio Shack 目录 #272-135）
- 1兆欧电阻
- 电位器，单圈，5 kΩ，线性锥形（Radio Shack 目录 # 271-1714）
电位器的值并不是特别重要，尽管理论上低电阻单元比高电阻单元更适合这个实验。我为这个电路使用了一个 10 kΩ 的电位器，结果非常好。
交叉引用
电路课程，第 1 卷，第 13 章：“电容器 (opens new window)”
学习目标
- 微分电路 (opens new window)
- 获得对微积分函数的经验理解
原理图，示意图
插图
指示
测量[电位](https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct- 器的 (opens new window)抽头端子和示意图中所示的“接地”点（下部 6 伏电池的负极端子）之间的电压。这是电路的输入电压，您可以看到当电位器控制全范围转动时，它是如何在 0 和 12 伏之间平滑变化的。由于电位器在这里用作分压器，因此这种行为对您来说应该不足为奇。
现在，在移动电位计控件的同时测量 1 MΩ 电阻上的电压。强烈建议使用数字电压表，我建议将其设置为非常敏感（毫伏）的范围以获得最强的指示。电位器_不_移动时，电压表指示什么？顺时针缓慢转动电位计并注意电压表的指示。逆时针缓慢转动电位器并注意电压表的指示。你觉得电位器控制运动的两个不同方向有什么区别？
尝试移动电位计，使电压表能给出稳定的小指示。哪种电位器运动可在 1 MΩ 电阻上提供最稳定的电压_？_
在微积分中，表示一个变量相对于另一个变量的变化率的函数称为导数 (opens new window)。_这个简单的电路通过产生与输入电压随时间的变化率_成比例的输出电压来说明导数的概念。由于该电路执行关于时间的微分功能（输出输入信号的时间导数），因此称为_微分_器电路。
就像本章前面显示的_平均电路一样，微分电路是一种模拟计算机。_微分是一个比平均复杂得多的数学函数，尤其是在数字计算机中实现时，因此该电路很好地展示了模拟电路在执行数学计算方面的优雅。
_通过将电阻-电容网络与电子放大器_电路相结合，可以构建更精确的微分器电路。有关计算电路的更多详细信息，请参阅本实验卷中的“模拟集成电路”一章。
相关练习：
总目录：