非常简单的计算机
零件和材料
- 三块电池，每块都有不同的电压
- 三个等值电阻器，每个电阻在 10 kΩ 到 47 kΩ 之间
选择电阻时，用欧姆表测量每个电阻，并选择彼此值最接近的三个。精度对于这个实验非常重要！
交叉引用
电路课程 ，第 1 卷，第 10 章：“DC 网络分析”
学习目标
- 确定电阻网络如何用作电压信号平均器
- 说明米尔曼定理的应用
原理图
插图
说明
这个看似粗糙的电路执行数学平均的功能 三个电压信号一起完成了一个专门的计算角色。换句话说，它是一台只能做一个数学运算的计算机：对三个量求平均。
如图所示构建此电路并使用电压表测量所有电池电压。将这些电压数字写在纸上并将它们平均在一起（E1 + E2 + E3，除以三）。测量每个电池电压时，将黑色测试探针连接到“接地”点（电池的一侧通过跳线直接连接到其他电池），并将红色探针接触到另一个电池端子。极性在这里很重要！您会注意到原理图中的一个电池“向后”连接到另外两个“向上”的负极。用正确连接的数字表测量时，该电池的电压应为负值，其他电池为正值。
当电压表在原理图和插图中所示的点连接到电路时，它应该记录三个电池电压的代数平均值。如果选择的电阻值彼此非常匹配，则该电路的“输出”电压也应与计算出的平均值非常匹配。
如果一块电池断开，输出电压将等于剩余电池的平均电压。如果之前将取出的电池连接到平均电路的跳线相互连接，则电路会将剩余的两个电压与 0 伏一起平均，从而产生较小的输出信号：
该电路的绝对简单性阻止了大多数人称其为“计算机”，但不可否认的是，它执行了求平均值的数学功能。它不仅执行此功能，而且执行速度比任何现代数字计算机都快！数字计算机，例如个人计算机 (PC) 和按钮计算器，以一系列离散步骤执行数学运算。模拟计算机以连续的方式执行计算，将欧姆定律和基尔霍夫定律用于算术目的，计算“答案”的速度与通过电路的电压传播速度一样快（理想情况下，以光速传播！）。
添加称为放大器的电路 ，模拟计算机网络中的电压信号可以被提升并在其他网络中重新使用，以执行各种各样的数学函数。这种模拟计算机擅长执行数值微分和积分的微积分运算，因此可用于模拟复杂的机械、电气甚至化学系统的行为。曾几何时，模拟计算机是工程研究的终极工具，但此后已在很大程度上被数字计算机技术所取代。数字计算机的优势在于可以比模拟计算机更精确地执行数学运算，尽管理论速度要慢得多。
计算机模拟
SPICE 节点编号示意图：
网表（制作一个包含以下文本的文本文件，逐字逐句）：
电压平均器 v1 1 0 v2 0 2 dc 9 v3 3 0 dc 1.5 r1 1 4 10k r2 2 4 10k r3 3 4 10k .dc v1 6 6 1 .print dc v(4,0) .end
使用这个 SPICE 网表，我们可以强制数字计算机模拟模拟计算机，它对三个数字求平均值。显然，我们这样做不是为了平均数字的实际任务，而是为了更多地了解电路和电路的计算机模拟！
相关工作表：
- 米尔曼定理工作表
工业技术