康華光版ch01緒論

1、電子技術(shù): 通常我們把由電阻、電容、三極管、二極管、集成電路等電子元器件組成并具有一定功能的電路稱(chēng)為電子電路，簡(jiǎn)稱(chēng)為電路。 一個(gè)完整的電子電路系統(tǒng)通常由若干個(gè)功能電路組成，功能電路主要有：放大器、濾波器、信號(hào)源、波形發(fā)生電路、數(shù)字邏輯電路、數(shù)字存儲(chǔ)器、電源、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器等。 電子技術(shù)就是研究電子器件及電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析及制造的工程實(shí)用技術(shù)。目前電子技術(shù)主要由模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩部分組成。 在電子技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，電子電路的應(yīng)用在日常生活中無(wú)處不在，小到門(mén)鈴、收音機(jī)、DVD播放機(jī)、電話(huà)機(jī)等，大到全球定位系統(tǒng)GPS（Global Positioning Systems）、雷達(dá)、導(dǎo)航系

2、統(tǒng)等。1模擬電子技術(shù)： 模擬電子技術(shù)主要研究處理模擬信號(hào)的電子電路。 模擬信號(hào)就是幅度連續(xù)的信號(hào)，如溫度、壓力、流量等。 數(shù)字電子技術(shù)主要研究處理數(shù)字信號(hào)的電子電路。 數(shù)字信號(hào)通常是指時(shí)間和幅度均離散的信號(hào)，如電報(bào)信號(hào)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)等等。時(shí)間時(shí)間幅度幅度 T 2T 3T 4T 5T 6T數(shù)字電子技術(shù)：2電子線路類(lèi)型：模擬電路數(shù)字電路數(shù)模混合電路高頻電路課程內(nèi)容關(guān)聯(lián)：放大電路模擬電路的核心A/D、D/A數(shù)模接口脈沖波形的產(chǎn)生和處理數(shù)字電路基礎(chǔ)1. 本課程的性質(zhì)（重要性）： 電子技術(shù)基礎(chǔ)課,是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。2. 特點(diǎn) 非純理論性課程 實(shí)踐性很強(qiáng) 以工程實(shí)踐的觀點(diǎn)來(lái)處理電路中

3、的一些問(wèn)題3. 研究?jī)?nèi)容 以器件為基礎(chǔ)、以電信號(hào)為主線，研究各種模擬電子電路的工作原理、特點(diǎn)及性能指標(biāo)等。放大電路模擬電路的核心; A/D、D/A數(shù)模接口4. 教學(xué)目標(biāo) 能夠?qū)σ话阈缘?、常用的模擬電子電路進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)較簡(jiǎn)單的單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。本課程概述45. 學(xué)習(xí)方法 重點(diǎn)掌握基本概念；基本電路的結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)；基本分析估算方法。6. 課時(shí)及成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)課時(shí)：60學(xué)時(shí)=51(理論）+9（習(xí)題）平時(shí)考勤10%+作業(yè)20%+期終考試70%7. 教材及參考書(shū) 康華光主編，電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分 第五版，高教出版社 童詩(shī)白：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 高教出版社 陳 潔主編， EDA軟件仿真技術(shù)快速入門(mén)-

4、Protel99SE+Multisim10+Proteus 7 中國(guó)電力出版社 本課程概述5模擬電路發(fā)展方向： 高增益、低噪聲、寬頻帶、低功耗課程任務(wù)：掌握模擬電子電路的基本概念、電路、分析方法和實(shí)驗(yàn)技能，初步建立工程觀念和工程思維方法。打好三個(gè)基礎(chǔ)：信息技術(shù)的飛速發(fā)展挑戰(zhàn)模擬電路的基本特點(diǎn)： 1. 非線性器件特性的小信號(hào)線性化2. 交、直流并存3. 近似分析計(jì)算方法抓主要矛盾C為產(chǎn)生壓降的電阻如何學(xué)好本課程？ 2. 提高課堂學(xué)習(xí)效率,重點(diǎn)內(nèi)容要做筆記；3. 抓“三基”：基本概念、基本原理、基本分析方法-理解并靈活運(yùn)用；4. 講課與自學(xué)相結(jié)合，多做習(xí)題，獨(dú)立完成作業(yè)；5. 建立工程的觀念、系統(tǒng)

5、的觀念，注重實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。特別注意電路原理在電子電路分析中的應(yīng)用。1. 預(yù)習(xí)聽(tīng)課復(fù)習(xí)；書(shū)中有關(guān)符號(hào)的約定： 小寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)表示總量（含交、直流）。如，vCE、iB等。 大寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)表示直流量。如，VCE、IC等。 小寫(xiě)字母、小寫(xiě)下標(biāo)表示純交流量。如，vce、ib等。 上方有圓點(diǎn)的大寫(xiě)字母、小寫(xiě)下標(biāo)表示相量。如， 、 等。1.1 信號(hào)1.3 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)1 緒論1.2 信號(hào)的頻譜1.4 放大電路模型1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)1. 電子系統(tǒng)：由若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)、相互作用的基本電子電路組成的電路整體。 1.1 信號(hào)溫度 流量壓力 液位放大、濾波、變換等 電子系統(tǒng)主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種處理

6、與變換，因此首先要對(duì)信號(hào)的表達(dá)與特性進(jìn)行了解。被測(cè)對(duì)象傳感器信號(hào)調(diào)理電路顯示記錄控制執(zhí)行非電量電量如：簡(jiǎn)單測(cè)控系統(tǒng)2. 信號(hào)： 信息的載體。 1.1 信號(hào)話(huà)筒輸出的某一段信號(hào)的波形常見(jiàn)信號(hào): 聲音、圖像、溫度、壓力等，通過(guò)傳感器可把各種信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)和電流信號(hào)。3. 電信號(hào)源的電路表達(dá)形式電壓源等效電路；戴維寧等效電路電流源等效電路；諾頓等效電路 1.1 信號(hào) 信號(hào)的時(shí)域特性和頻域特性是對(duì)信號(hào)的兩種不同的描述方式。對(duì)于一個(gè)時(shí)域的周期信號(hào)f(t)，只要滿(mǎn)足狄利克萊條件，就可以將其展開(kāi)成傅立葉級(jí)數(shù)： 1.2 信號(hào)的頻譜如果將式中同頻率項(xiàng)合并，可以寫(xiě)成如下形式： 從式中可以看出，信號(hào)f(t)是由

7、直流分量和許多余弦（或正弦）分量組成。其中第一項(xiàng)A0/2是常數(shù)項(xiàng)，它是周期信號(hào)中所包含的直流分量；式中第二項(xiàng)A1cos(t+1)稱(chēng)為基波，它的角頻率與原周期信號(hào)相同，A1是基波振幅，1是基波初相角；式中第三項(xiàng)稱(chēng)為二次諧波，它的頻率是基波的二倍，A2是基波振幅，2是基波初相角。依此類(lèi)推，還有三次、四次等高次諧波分量。狄里赫萊條件狄里赫萊條件是充分不必要條件（1）非周期信號(hào)在無(wú)限區(qū)間上絕對(duì)可積（2）在任意有限區(qū)間內(nèi)，信號(hào)只有有限個(gè)最大值 和最小值。（3）在任意有限區(qū)間內(nèi)，信號(hào)僅有有限個(gè)不連續(xù)點(diǎn)， 且這些點(diǎn)必須是有限值。方波信號(hào)的頻譜 將方波信號(hào)展開(kāi)成傅立葉級(jí)數(shù)為：n=1，3，5 此公式說(shuō)明，方波信

8、號(hào)中只含有一、三、五等奇次諧波分量，并且其各奇次諧波分量的幅值逐漸減小，初相角為零。圖3-1-1為一個(gè)周期方波信號(hào)的組成情況，由圖可見(jiàn)，當(dāng)它包含的分量越多時(shí)，波形越接近于原來(lái)的方波信號(hào)，還可以看出頻率較低的諧波分量振幅較大，它們組成方波的主體，而頻率較高的諧波分量振幅較小，它們主要影響波形的細(xì)節(jié)。（a）基波（b）基波三次諧波（c）基波三次諧波五次諧波（d）基波三次諧波五次諧波七次諧波（e）基波三次諧波五次諧波七次諧波九次諧波2. 信號(hào)的頻譜A. 方波信號(hào)將一個(gè)信號(hào)分解為正弦信號(hào)的集合，得到其正弦信號(hào)幅值和相位隨角頻率變化的分布，稱(chēng)為該信號(hào)的頻譜。 1.2 信號(hào)的頻譜幅度譜相位譜1. 電信號(hào)的時(shí)

9、域表示A. 正弦信號(hào) 1.2 信號(hào)的頻譜時(shí)域B. 方波信號(hào) 周期函數(shù)滿(mǎn)足狄利克雷條件，可展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)： 非周期信號(hào)包含了所有可能的頻率成分（0 w ）B. 非周期信號(hào)傅里葉變換： 通過(guò)快速傅里葉變換（FFT）可迅速求出非周期信號(hào)的頻譜函數(shù)。離散頻率函數(shù)周期信號(hào)連續(xù)頻率函數(shù)非周期信號(hào)氣溫波形 氣溫波形的頻譜函數(shù)（示意圖） 1.2 信號(hào)的頻譜截止角頻率周期和非周期信號(hào)頻譜函數(shù)的區(qū)別1.非周期矩形脈沖信號(hào)的頻譜是連續(xù)頻譜，其形狀與周期矩形脈沖信號(hào)離散頻譜的包絡(luò)線相似。3.周期信號(hào)的頻譜為Cn的分布，表示每個(gè)諧波分量的復(fù)振幅；非周期信號(hào)的頻譜為T(mén) Cn的分布， 兩者關(guān)系：2.周期信號(hào)的離散頻譜可以

10、通過(guò)對(duì)非周期信號(hào)的 連續(xù)頻譜等間隔取樣求得時(shí)域和頻域的區(qū)別1. 信號(hào)在時(shí)域有限，則在頻域?qū)o(wú)限延續(xù)。2. 信號(hào)的頻譜分量主要集中在零頻到第一個(gè)過(guò)零點(diǎn) 之間，工程中往往將此寬度作為有效帶寬。3. 脈沖寬度越窄，有限帶寬越寬，高頻分量越多。 即信號(hào)信息量大、傳輸速度快，傳送信號(hào)所占用 的頻帶越寬。 1.3 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)處理模擬信號(hào)的電子電路稱(chēng)為模擬電路。模擬信號(hào)：在時(shí)間和幅值上都是連續(xù)的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：在時(shí)間和幅值上都是離散的信號(hào)。討論各種模擬電子電路的基本概念、基本原理、基本分析方法及基本應(yīng)用。 1.4 放大電路模型電壓增益（電壓放大倍數(shù)）電流增益互阻增益互導(dǎo)增益1. 放大電路的符號(hào)及模擬

11、信號(hào)放大負(fù)載開(kāi)路 時(shí)的電壓增益A. 電壓放大模型輸入電阻輸出電阻則由此可見(jiàn)即負(fù)載的大小會(huì)影響增益的大小帶負(fù)載能力強(qiáng)則要求：理想情況：2. 放大電路模型 1.4 放大電路模型 另一方面，考慮到輸入回路對(duì)信號(hào)源的衰減理想情況：有要減小衰減，則希望： 1.4 放大電路模型A. 電壓放大模型電壓放大電路適用于 和 的場(chǎng)合。負(fù)載短路時(shí)的 電流增益B. 電流放大模型由輸出回路得則電流增益為由此可見(jiàn)帶負(fù)載能力強(qiáng)則要求：理想情況:由輸入回路得要想減小對(duì)信號(hào)源的衰減，則希望:理想情況: 1.4 放大電路模型C. 互阻放大模型（自學(xué)）目的：為了提高安全性和抗干擾能力；結(jié)構(gòu)：輸入輸出回路之間不存在公共參考點(diǎn)。D.

12、互導(dǎo)放大模型（自學(xué)）E. 隔離放大電路模型 1.4 放大電路模型 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)1. 輸入電阻 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)2. 輸出電阻注意：輸入、輸出電阻為交流電阻。 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)3. 增益 反映放大電路在輸入信號(hào)控制下，將供電電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)能量的能力。四種增益其中無(wú)量綱增益常用分貝（dB）表示。 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)4. 頻率響應(yīng)A.頻率響應(yīng)及帶寬 電壓增益可表示為 在輸入正弦信號(hào)情況下，輸出隨輸入信號(hào)頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，稱(chēng)為放大電路的頻率響應(yīng)?；?qū)憺槠渲?1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)4. 頻率響應(yīng)A.頻率響應(yīng)及帶寬 增益下降3dB 的頻率點(diǎn)，稱(chēng)為半功率點(diǎn)：普通音響系統(tǒng)放大電路幅頻響應(yīng)：縱軸：dB；橫軸：對(duì)數(shù)坐標(biāo)該圖稱(chēng)為波特圖 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)4. 頻率響應(yīng)A.頻率響應(yīng)及帶寬 直流（直接耦合）放大電路：現(xiàn)代模擬集成電路大多采用直接耦合的結(jié)構(gòu)。 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)4. 頻率響應(yīng)B.頻率失真幅度失真：