模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)CH01

主講教師：戴小玉E-mail:xiaoyudai@126.com/湖南大學(xué)電信院模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)0課程簡介電子技術(shù)就是研究電子器件、電子電路及其應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。1．電子器件電子器件的發(fā)展歷程0.1

什么是電子技術(shù)0課程簡介第一代電子器件電子管離子管電真空器件(1)

電子管d.電子受外加電場和磁場的作用，在真空中運(yùn)動(dòng)就形成了電子管中的電流。電子管的結(jié)構(gòu)和工作原理a.有密封的管殼，內(nèi)部抽到高真空。b.在熱陰極電子管中，有一個(gè)陰極。c.陰極可由燈絲加熱，使溫度升高，發(fā)射出電子。電子管的主要特點(diǎn)a.體積大、重量重、耗電大、壽命短。b.目前在一些大功率發(fā)射裝置中使用。(2)

離子管a.與電子管類似,也抽成高真空。b.管子中的電流，除了電子外，也有正離子。第二代電子器件——晶體管第二代電子器件——晶體管晶體管是用半導(dǎo)體材料制成的，也稱為半導(dǎo)體器件(semiconductordevice)或者固體器件(solid-statedevice)。a.體積小、重量輕。e.加電壓不能太高。晶體管的主要特點(diǎn)b.壽命長、功耗低。c.受溫度變化的影響較大。d.過載能力較差。2．電子電路

電子器件與電阻器、電感器、電容器、變壓器、開關(guān)等元件適當(dāng)?shù)剡B接起來所組成的電路。電子電路的主要特點(diǎn)控制方便、工作靈敏、響應(yīng)速度快等。(3)電子電路必須采用非線性電路的分析方法來分析

電子電路與普通電路的主要區(qū)別(1)電子電路包含有電子器件(2)電子器件的特性往往是非線性的電子電路分立電路集成電路分立電路

——

由各種單個(gè)的電子器件和元件構(gòu)成的電路(3)體積大，功耗大，可靠性低。分立電路的主要特點(diǎn)(1)把許多元件和器件焊接在印制電路板上。(2)焊點(diǎn)多，容易造成虛焊。集成電路（IC—integratedcircuit）——把許多晶體管與電阻等元件制作在同一塊硅晶片上的電路集成電路（IC—integratedcircuit）——把許多晶體管與電阻等元件制作在同一塊硅晶片上的電路(1)體積小，重量輕。

集成電路的主要特點(diǎn)(2)功耗小。(3)可靠性高。(4)壽命長。世界上第一塊集成電路在1959年美國的德州儀器公司和西屋電氣公司誕生，電路上僅集成了4只晶體管。集成電路發(fā)展的歷程(1)

小規(guī)模集成電路(2)

中規(guī)模集成電路(3)

大規(guī)模集成電路(4)

超大規(guī)模集成電路3．電子技術(shù)應(yīng)用有線載波通信、激光通信、光纖維通信等。特點(diǎn)：快速、靈敏、精確等。(1)通信系統(tǒng)無線電通信(包括廣播、電報(bào)、電視等)、(2)自動(dòng)控制在自動(dòng)化技術(shù)中，電子控制是后起之秀。(3)測量方面的應(yīng)用電測量的主要特點(diǎn)a.準(zhǔn)確度和靈敏度高，測量范圍廣。b.可以智能化。c.可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量。a.電量測量b.非電量電測量(4)

電子技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展20世紀(jì)40年代第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)的一些參數(shù)b.功率130kWa.使用了18,000個(gè)電子管c.質(zhì)量達(dá)30td.占地約150m2e.運(yùn)算速度約5000次/秒f.故障率高現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)a.采用了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路b.功耗低c.體積小d.重量輕e.運(yùn)算速度快f.功能強(qiáng)大0.2

本課程的性質(zhì)、目標(biāo)和重點(diǎn)內(nèi)容是指電子電路的基本分析方法。

是指基本的電子器件和電子電路的性能以及其主要應(yīng)用。

是指電子測試技術(shù)、電子電路的分析計(jì)算能力和識(shí)圖能力。基本技能基本知識(shí)基本理論(1)電子器件，包括集成電路。不深入討論器件內(nèi)部微觀的物理過程及生產(chǎn)工藝本課程的基本內(nèi)容

學(xué)習(xí)的重點(diǎn)a.掌握電子器件的外部特性b.掌握電子器件在電路中的基本應(yīng)用注意的事項(xiàng)3．課程內(nèi)容的重點(diǎn)(2)

電路學(xué)習(xí)的重點(diǎn)(a)

最基本的電路結(jié)構(gòu)(b)電路的工作原理(c)電路的分析方法(d)電路的組合規(guī)律(e)

典型應(yīng)用電路(3)

器件、電路、應(yīng)用三者學(xué)習(xí)的關(guān)系管、路、用結(jié)合，管為路用，以路為主。(b)

分立電路仍然是電子電路中最核心的電路。(4)分立電路與集成電路的關(guān)系(a)

分立電路逐漸被集成電路所替代。(c)

分立電路是集成電路中的基本單元電路。(d)

分立為基礎(chǔ)，集成是重點(diǎn)，分立為集成服務(wù)。(5)電路的分類按照處理信號(hào)的不同模擬電路數(shù)字電路兩類電路的主要區(qū)別a.電路中信號(hào)模擬電路數(shù)字電路信號(hào)波形是連續(xù)變化的信號(hào)波形是躍變的b.電路中電子器件的工作狀態(tài)模擬電路數(shù)字電路電子器件工作在放大狀態(tài)電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)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)

1.1

信號(hào)1.信號(hào)：信息的載體微音器輸出的某一段信號(hào)的波形

1.1

信號(hào)2.電信號(hào)源的電路表達(dá)形式電壓源等效電路電流源等效電路

1.1

信號(hào)1.電信號(hào)的時(shí)域與頻域表示A.正弦信號(hào)

1.2

信號(hào)的頻譜時(shí)域1.電信號(hào)的時(shí)域與頻域表示B.方波信號(hào)

滿足狄利克雷條件，展開成傅里葉級(jí)數(shù)——直流分量其中——基波分量——三次諧波分量

1.2

信號(hào)的頻譜方波的時(shí)域表示2.信號(hào)的頻譜B.方波信號(hào)頻譜：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，稱為該信號(hào)的頻譜。

1.2

信號(hào)的頻譜幅度譜相位譜

非周期信號(hào)包含了所有可能的頻率成分（0≤w）C.非周期信號(hào)傅里葉變換：

通過快速傅里葉變換（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

1.3

模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)

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)。

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)及模擬信號(hào)放大2.

放大電路模型

1.4放大電路模型——負(fù)載開路時(shí)的電壓增益A.電壓放大模型——輸入電阻——輸出電阻由輸出回路得則電壓增益為由此可見即負(fù)載的大小會(huì)影響增益的大小要想減小負(fù)載的影響，則希望…？（考慮改變放大電路的參數(shù)）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想減小衰減，則希望…？

1.4放大電路模型A.電壓放大模型——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要想減小負(fù)載的影響，則希望…？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)）輸入輸出回路沒有公共端D.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。其中四種增益常用分貝（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)，稱為放大電路的頻率響應(yīng)?；?qū)憺槠渲性搱D稱為波特圖縱軸：dB橫軸：對(duì)數(shù)坐標(biāo)

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)及帶寬其中普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)

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（線性失真）幅度失真：

對(duì)不同頻率的信號(hào)增益不同產(chǎn)生的失真。4.頻率響應(yīng)B.頻率失真（線性失真）幅度失真：

對(duì)不同頻率的信號(hào)增益不同產(chǎn)生的失真。相位失