模擬電子技術(shù)課

模擬電子技術(shù)課第1頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五緒論一、電子技術(shù)的發(fā)展二、模擬信號(hào)與模擬電路三、電子信息系統(tǒng)的組成四、模擬電子技術(shù)課的特點(diǎn)五、如何學(xué)習(xí)這門(mén)課程六、課程的目的七、考查方法八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定2第2頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一、電子技術(shù)的發(fā)展

電子技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使之“無(wú)孔不入”，應(yīng)用廣泛！廣播通信：發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、擴(kuò)音、錄音、程控交換機(jī)、電話、手機(jī)網(wǎng)絡(luò)：路由器、ATM交換機(jī)、收發(fā)器、調(diào)制解調(diào)器工業(yè)：鋼鐵、石油化工、機(jī)加工、數(shù)控機(jī)床交通：飛機(jī)、火車(chē)、輪船、汽車(chē)軍事：雷達(dá)、電子導(dǎo)航航空航天：衛(wèi)星定位、監(jiān)測(cè)醫(yī)學(xué)：γ刀、CT、B超、微創(chuàng)手術(shù)消費(fèi)類(lèi)電子：家電（空調(diào)、冰箱、電視、音響、攝像機(jī)、照相機(jī)、電子表）、電子玩具、各類(lèi)報(bào)警器、保安系統(tǒng)3第3頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

電子技術(shù)的發(fā)展很大程度上反映在元器件的發(fā)展上。從電子管→半導(dǎo)體管→集成電路1904年電子管問(wèn)世1947年晶體管誕生1958年集成電路研制成功電子管、晶體管、集成電路比較4第4頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五半導(dǎo)體元器件的發(fā)展1947年貝爾實(shí)驗(yàn)室制成第一只晶體管1958年集成電路1969年大規(guī)模集成電路1975年超大規(guī)模集成電路

第一片集成電路只有4個(gè)晶體管，而1997年一片集成電路中有40億個(gè)晶體管。有科學(xué)家預(yù)測(cè)，集成度還將按10倍/6年的速度增長(zhǎng)，到2015或2020年達(dá)到飽和。學(xué)習(xí)電子技術(shù)方面的課程需時(shí)刻關(guān)注電子技術(shù)的發(fā)展！5第5頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一只晶體管的發(fā)明者（byJohnBardeen,WilliamSchockleyandWalterBrattaininBellLab）第一個(gè)集成電路及其發(fā)明者（JackKilbyfromTI

）1958年9月12日，在德州儀器公司的實(shí)驗(yàn)室里，實(shí)現(xiàn)了把電子器件集成在一塊半導(dǎo)體材料上的構(gòu)想。42年以后，2000年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。“為現(xiàn)代信息技術(shù)奠定了基礎(chǔ)”。

他們?cè)?947年11月底發(fā)明了晶體管，并在12月16日正式宣布“晶體管”誕生。1956年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。巴因所做的超導(dǎo)研究于1972年第二次獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。值得紀(jì)念的幾位科學(xué)家！6第6頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、模擬信號(hào)與模擬電路1.電子電路中信號(hào)的分類(lèi)數(shù)字信號(hào)：離散性

模擬信號(hào)：連續(xù)性。大多數(shù)物理量為模擬信號(hào)。2.模擬電路模擬電路是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理的電路。最基本的處理是對(duì)信號(hào)的放大，有功能和性能各異的放大電路。其它模擬電路多以放大電路為基礎(chǔ)?！?”的電壓當(dāng)量“1”的倍數(shù)介于K與K+1之間時(shí)需根據(jù)閾值確定為K或K+1任何瞬間的任何值均是有意義的7第7頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、電子信息系統(tǒng)的組成模擬電子電路數(shù)字電子電路（系統(tǒng)）傳感器接收器隔離、濾波、放大運(yùn)算、轉(zhuǎn)換、比較功放模擬-數(shù)字混合電子電路模擬電子系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)8第8頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五四、模擬電子技術(shù)課的特點(diǎn)

1、工程性實(shí)際工程需要證明其可行性。強(qiáng)調(diào)定性分析。

實(shí)際工程在滿足基本性能指標(biāo)的前提下總是容許存在一定的誤差范圍的。定量分析為“估算”。

近似分析要“合理”。

抓主要矛盾和矛盾的主要方面。

電子電路歸根結(jié)底是電路。不同條件下構(gòu)造不同模型。2.實(shí)踐性常用電子儀器的使用方法電子電路的測(cè)試方法故障的判斷與排除方法軟件的應(yīng)用方法9第9頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五五、如何學(xué)習(xí)這門(mén)課程1.掌握基本概念、基本電路和基本分析方法

基本概念：概念是不變的，應(yīng)用是靈活的，“萬(wàn)變不離其宗”。

基本電路：構(gòu)成的原則是不變的，具體電路是多種多樣的。

基本分析方法：不同類(lèi)型的電路有不同的性能指標(biāo)和描述方法，因而有不同的分析方法。2.注意定性分析和近似分析的重要性3.學(xué)會(huì)辯證、全面地分析電子電路中的問(wèn)題根據(jù)需求，最適用的電路才是最好的電路。要研究利弊關(guān)系，通?！坝幸焕赜幸槐住薄?.注意電路中常用定理在電子電路中的應(yīng)用10第10頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五六、課程的目的1.掌握基本概念、基本電路、基本方法和基本實(shí)驗(yàn)技能。2.具有能夠繼續(xù)深入學(xué)習(xí)和接受電子技術(shù)新發(fā)展的能力，以及將所學(xué)知識(shí)用于本專業(yè)的能力。

本課程通過(guò)對(duì)常用電子元器件、模擬電路及其系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得模擬電子技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)理論和基本技能，為深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)及其在專業(yè)中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

注重培養(yǎng)系統(tǒng)的觀念、工程的觀念、科技進(jìn)步的觀念和創(chuàng)新意識(shí)，學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法。提倡快樂(lè)學(xué)習(xí)！11第11頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五七、考查方法1.會(huì)看：讀圖，定性分析2.會(huì)算：定量計(jì)算考查分析問(wèn)題的能力3.會(huì)選：電路形式、器件、參數(shù)4.會(huì)調(diào)：儀器選用、測(cè)試方法、故障診斷、EDA考查解決問(wèn)題的能力－－設(shè)計(jì)能力考查解決問(wèn)題的能力－－實(shí)踐能力綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力12第12頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定考核性質(zhì)：考試考核形式：閉卷筆試考試用時(shí)：期末

120分鐘考核模式：三段制模式

成績(jī)?cè)u(píng)定方法：

課程總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)×20%+實(shí)驗(yàn)成績(jī)×20%+期末成績(jī)×60%。

補(bǔ)考方法：

總評(píng)成績(jī)低于60分的學(xué)生，須參加學(xué)校統(tǒng)一組織的補(bǔ)考。補(bǔ)考總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)×20%+補(bǔ)考成績(jī)×80%13第13頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一講一、電路基礎(chǔ)知識(shí)二、電源電池三、電阻四、電容14第14頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.1■實(shí)例引入——電子地動(dòng)儀“嘗一龍機(jī)發(fā)而地不覺(jué)動(dòng)，京師學(xué)者咸怪其無(wú)征。后數(shù)日驛至，果地震隴西，于是皆服其妙。” ——《后漢書(shū)》15第15頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.1.1地震波如何被測(cè)量霍爾傳感器與磁鐵之間不接觸，但是磁鐵如果與霍爾傳感器之間發(fā)生相對(duì)位移，霍爾傳感器能檢測(cè)到。16第16頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.1.1地震波如何被測(cè)量霍爾傳感器輸出一個(gè)與相對(duì)位移對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)幅度放大就得到了地震波17第17頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.1.2 從電路圖到電路板電路圖（schematicdiagram）用圖紙的形式表達(dá)了電子元器件和它們之間的連接規(guī)則。18第18頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.1.2 從電路圖到電路板電路符號(hào)表示的實(shí)際元器件，比如電阻、電容、運(yùn)算放大器、霍爾傳感器等。19第19頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五根據(jù)電路圖到電子市場(chǎng)或網(wǎng)上采購(gòu)元器件，并設(shè)計(jì)制作好印刷電路板（PCB，printedcircuitboard），元器件焊裝到印刷電路板后就完成了一個(gè)成品電路板。1.1.2 從電路圖到電路板20第20頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.2

■元器件——外觀及電路符號(hào)計(jì)算機(jī)多媒體音箱內(nèi)部有一塊電路板，電路板上有電阻、電位器、電容、變壓器、集成電路等元器件，電路板把音源信號(hào)進(jìn)行功率放大后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。1.2.1身邊的電子元器件21第21頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.2.2元器件電路符號(hào)22第22頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.3

■電路與應(yīng)用——電壓與電流電壓（voltage）描述的是電路兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的電勢(shì)差，它的單位是伏特，簡(jiǎn)稱伏，用大寫(xiě)的字母“V”來(lái)表示1kV=103V 1V=103mV 1V=106μV1.3.1電壓(V)23第23頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五導(dǎo)體兩端如果電壓不等于0V，則導(dǎo)體中一定會(huì)有電流（current）通過(guò)。電流的單位是安培，簡(jiǎn)稱安，用大寫(xiě)的字母“A”來(lái)表示。1A=103mA=106μA1.3.2電流(I)24第24頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五功率（power）可由電壓和電流的乘積得到，如果電壓的單位為V，電流的單位為A，功率單位為瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，用大寫(xiě)的字母“W”來(lái)表示。

P=V·I

1kW=103W=106mW

1.3.3功率(P)25第25頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五燈泡L1兩端的功率：

1.3.3功率(P)26第26頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.3.4歐姆定律27第27頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五燈泡L1的亮阻

（點(diǎn)亮?xí)r的電阻值）：1.3.4歐姆定律28第28頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五電阻R1、燈泡L1、電阻R2和發(fā)光二極管D1組成的串聯(lián)電路，這3者之間是并聯(lián)的關(guān)系。電流的關(guān)系：I=I1+I2+I3電壓的關(guān)系：

1.3.5串聯(lián)與并聯(lián)29第29頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.4■設(shè)計(jì)與仿真——電流的流入與流出基爾霍夫電流定律：流入電路某個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流之和與流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和相等。1.4.1基爾霍夫電流定律30第30頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五IR=0.16A、IM=0.11A、IL=0.05A，流入A點(diǎn)的電流（0.16A）等于流出該點(diǎn)的電流之和（0.11A+0.05A），滿足基爾霍夫電流定律。

1.4.2電機(jī)與燈泡的電流A31第31頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.6■實(shí)例解讀——完成地動(dòng)儀的制作1.6.1霍爾傳感器如何獲得地震波？32第32頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.6.2

電路板的設(shè)計(jì)與制作33第33頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.6.3

安裝與調(diào)試34第34頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.1■實(shí)例引入——太陽(yáng)能飛機(jī)的14天太陽(yáng)能動(dòng)力飛機(jī)“和風(fēng)號(hào)”成功實(shí)現(xiàn)了336小時(shí)21分鐘的晝夜連續(xù)飛行。白天利用太陽(yáng)光向鋰硫電池（Li-Sbattery）充電，為夜間飛行提供電能。35第35頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.1.1電源的種類(lèi)電源（powersupply）是向電路提供電能的裝置。36第36頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.1.2電源的電氣參數(shù)額定電壓（nominalvoltage）、容量（capacity）、額定功率（powerrating）37第37頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.2

■元器件A——電池碳鋅電池（zinc-carbon）、氯化鋅電池（zincchloride）、堿性錳電池（alkalinemanganese）2.2.1原電池38第38頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.2.1原電池p2239第39頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.2.2蓄電池可以使用充電器進(jìn)行反復(fù)充電的一類(lèi)電池稱為蓄電池。鎳鎘蓄電池（nickel-cadmium）和鉛酸蓄電池（lead-acid）是兩類(lèi)常用的蓄電池。40第40頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五電池的容量單位為安時(shí)（Ah）或毫安時(shí)（mAh，1Ah=1000mAh），容量的單位“安時(shí)”可以理解為放電電流（安）與放電時(shí)間（小時(shí)）的乘積。比如圖中的鉛酸蓄電池（“②”），假設(shè)容量為C=1.3Ah，在向負(fù)載輸出0.13A的電流時(shí)，放電時(shí)間為：1.3Ah÷0.13A=10h（小時(shí)）2.2.3電池的容量41第41頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五再比如當(dāng)以0.3A放電到4小時(shí)多的時(shí)候，“②”的電壓也會(huì)陡降，這是因?yàn)椋?.3Ah÷0.3A≈4.3h

可見(jiàn)，對(duì)于一個(gè)電池來(lái)說(shuō)，向負(fù)載提供的電流越大，它的放電時(shí)間越短。2.2.3電池的容量42第42頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五【例2.1】電池的容量：某額定電壓1.5V的堿性錳電池的技術(shù)手冊(cè)中有圖示的放電曲線，請(qǐng)計(jì)算當(dāng)它向負(fù)載輸出0.15A電流時(shí)，其放電時(shí)間為多長(zhǎng)？根據(jù)曲線估計(jì)一下該電池的容量。2.2.3電池的容量10歐姆43第43頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五解答：當(dāng)電池以1.5V向負(fù)載輸出0.15A時(shí)，忽略電池內(nèi)阻，由歐姆定律可知道負(fù)載的阻抗為：適用圖中第二條放電曲線。當(dāng)電池的輸出電壓下降到0.8V時(shí)，放電時(shí)間約為65小時(shí)。電池的容量：2.2.3電池的容量10歐姆44第44頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五原電池還是蓄電池？鈕扣電池？堿性錳電池？鎳鎘蓄電池？2.2.4電池的選擇45第45頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.3

■元器件B——電源適配器電源適配器（powersupplyadaptor）把電力系統(tǒng)中的電能進(jìn)行變換后提供給用電器使用，一般為非便攜的用電器提供更為穩(wěn)定和更大功率的電源46第46頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五額定輸出功率（powerrating）:圖示是一個(gè)輸出電壓+12V、輸出電流5A的適配器外觀，其額定輸出功率為:P=V·I=12V×5A=60W。2.3.1適配器的功率47第47頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五額定電壓？額定電流？DC接口？2.3.1適配器的功率48第48頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.4

■元器件C——綠色電池太陽(yáng)能電池獲取太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電能。2.4.1太陽(yáng)能電池49第49頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五氫燃料電池（hydrogenfuelcell），它可把氫氣和氧氣混合反應(yīng)后產(chǎn)生電能。由于氫氣和氧氣反應(yīng)得到的是水，所以它在使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何污染。2.4.2燃料電池50第50頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.5

■元器件D——接插件和開(kāi)關(guān)信號(hào)的輸入或傳出電路系統(tǒng)、電源的傳輸、電路板與設(shè)備之間的靈活連接都由接插件實(shí)現(xiàn)。2.5.1接插件51第51頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五信號(hào)傳輸時(shí)為了防止容性干擾，常使用同軸電纜屏蔽線，并在兩端安裝同軸電纜接插件進(jìn)行連接。2.5.1接插件52第52頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五開(kāi)關(guān)（switch）是一種控制電流是否通過(guò)的器件。2.5.2開(kāi)關(guān)53第53頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.1■實(shí)例引入——電視機(jī)的音量調(diào)節(jié)54第54頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.1.1電壓的改變55第55頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.1.2電壓改變帶來(lái)功率的變化電子開(kāi)關(guān)切換到C端時(shí)，電子開(kāi)關(guān)切換到F端時(shí)，56第56頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.2

■元器件A——固定電阻器電阻器（resistor），簡(jiǎn)稱電阻，是最為基礎(chǔ)的電子元器件。由于制成電阻的材料具有一定的電阻率，所以電阻可以“阻擋”通過(guò)的電流，從而在電阻的兩端形成一定的電壓。電阻有3個(gè)基本的大類(lèi)：固定電阻、電位器、敏感電阻。57第57頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.2.1發(fā)熱的電阻58第58頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.2.1發(fā)熱的電阻【例3.1】電阻的功率：假設(shè)電吹風(fēng)的額定功率為600W，其中電機(jī)的額定功率為100W，請(qǐng)計(jì)算加熱芯（固定電阻）的阻值和功率各為多少？額定功率600W和電機(jī)的額定功率100W，可知道加熱芯的功率為600W-100W=500W。59第59頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.2.2電阻的阻值60第60頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五流經(jīng)電路中某個(gè)電阻的電流為200mA，電阻的阻值為100Ω，則電阻獲得的功率為：3.2.3電阻的額定功率61第61頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.2.3電阻的額定功率62第62頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.2.3電阻的額定功率63第63頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.2.4電阻的種類(lèi)64第64頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.3

■元器件B——電位器電位器（potentiometer）是一種阻值可變的電阻器。65第65頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.3.1電位器的結(jié)構(gòu)66第66頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五電位器的阻值選?。?00Ω、200Ω、500Ω、1kΩ、2kΩ、5kΩ、10kΩ、20kΩ、50kΩ、100kΩ、200kΩ、500kΩ、1MΩ等。的滑軌電阻3.3.2電位器的滑軌電阻67第67頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.3.3電位器的種類(lèi)68第68頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.3.4電位器的額定功率電位器的選擇也需要考慮額定功率的問(wèn)題。繞線電位器由于使用電阻絲構(gòu)成滑軌，所以可承受較大的電流，可用在大功率的場(chǎng)合，比如1W以上。而普通的碳膜電位器和微調(diào)電位器的額定功率一般都不會(huì)超過(guò)1W。69第69頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.4

■元器件C——敏感電阻3.4.1熱敏電阻70正溫度系數(shù)型PTC負(fù)溫度系數(shù)型NTC第70頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.4.2 光敏電阻71第71頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.5

■電路與應(yīng)用——分壓與分流3.5.1 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)72第72頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.5.2 電阻的分壓73第73頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.5.2 電阻的分壓【例3.2】光敏電阻分壓器：分析電路節(jié)點(diǎn)P的電壓是多少？74第74頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.5.3 電阻的分流75第75頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.1■實(shí)例引入——多媒體音箱的均衡調(diào)節(jié)電阻并沒(méi)有對(duì)信號(hào)的頻率進(jìn)行處理的能力，看來(lái)是電容的加入使得電路對(duì)信號(hào)有了取舍。76第76頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五市電“電壓220V”是指電壓有效值，或稱電壓的均方根值（rootmeansquare），縮寫(xiě)為Vrms。它與電壓的峰值的關(guān)系是：4.1.1信號(hào)的頻率和幅度77第77頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.1.1信號(hào)的頻率和幅度78第78頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.1.2 信號(hào)的幅頻變化79第79頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.1.2 信號(hào)的幅頻變化80第80頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.1.2 信號(hào)的幅頻變化音樂(lè)信號(hào)通過(guò)高通濾波器，低頻成分被過(guò)濾掉，這樣從揚(yáng)聲器還原出來(lái)的音樂(lè)就沒(méi)有了低音的效果。81第81頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.2

■元器件A——無(wú)極性電容器電容器（capacitor），簡(jiǎn)稱電容，是一種由電介質(zhì)分隔的兩個(gè)導(dǎo)體構(gòu)成的基礎(chǔ)元器件。82第82頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.2.1 收音機(jī)的選臺(tái)旋鈕83第83頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.2.2隔直通交“隔直”是隔離直流信號(hào)，“通交”是通過(guò)交流信號(hào)，這是電容一個(gè)最本質(zhì)的特性。84第84頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.2.2隔直通交正半周時(shí)，電流順時(shí)針流動(dòng)向電容充電，電路因有電流產(chǎn)生而燈泡點(diǎn)亮。負(fù)半周時(shí)，電流逆時(shí)針流動(dòng)向電容反向充電，電路有電流，燈泡還是會(huì)被點(diǎn)亮。85第85頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五電容的容量描述的是電容存儲(chǔ)電荷的能力，容量越大，表明電容能存儲(chǔ)的電荷越多。單位法拉（farad），用字母“F”來(lái)表示。其他單位為：1F=103mF 1mF=103μF 1μF=103nF 1nF=103pF4.2.3 電容的容量86第86頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.2.3 電容的容量87第87頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五電容容量的選擇根據(jù)E12基準(zhǔn)進(jìn)行，也就是1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2乘以10、100、1000……所得到的數(shù)值。比如2.2pF、22pF、220pF、2.2nF、22nF、220nF、2.2μF、22μF、220μF、2200μF等。4.2.3 電容的容量88第88頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五標(biāo)記電容容量的方法：1.電容表面印有容量的數(shù)值和單位2.容量加單位縮寫(xiě)3.純數(shù)字4.2.3 電容的容量89第89頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五如果在電容兩端的電壓超過(guò)額定電壓，電容燒毀的。電容的額定電壓一般都會(huì)標(biāo)記在其外殼上。漏電流描述的是其漏過(guò)電流的大小。電容兩管腳之間一定存在一定的漏電流，這個(gè)漏電流一般比較小，只有數(shù)μA。4.2.4 電容的額定電壓和漏電流90第90頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.2.5 無(wú)極性電容的種類(lèi)無(wú)極性電容的種類(lèi)：瓷片電容（ceramic）、云母電容（mica）、滌綸電容（polyester）、鍍金屬塑料膜電容（metallisedplasticfilm）、聚丙烯電容（polypropylene）、紙介電容（paper）等。91第91頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.2.5 無(wú)極性電容的種類(lèi)92第92頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.3

■元器件B——極性電容器極性電容（器）與非極性電容的最大區(qū)別在于管腳有正、負(fù)極之分，在電路中不能混用。93第93頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.3.1 極性電容的特點(diǎn)極性電容除了隔直通交特性外，更多體現(xiàn)的是儲(chǔ)能特性。在圖中，充電之后的電容存儲(chǔ)電荷，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電容和電阻形成一個(gè)閉合的環(huán)路，電容開(kāi)始向電阻放電，金屬板間電壓降低，至0V時(shí)放電停止，電路中電流消失。在放電過(guò)程中，電容好像一個(gè)電池，向電路提供電流，這就是電容的儲(chǔ)能特性。94第94頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五鋁電解電容（aluminiumelectrolytic），簡(jiǎn)稱鋁電解，是一種最為常用的極性電容。4.3.2 極性電容的種類(lèi)95第95頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五鉭電解電容（tantalum），簡(jiǎn)稱鉭電解，是另一種極性電容。它與鋁電解相比，具有較高的穩(wěn)定性、較小的誤差、較小的漏電流等特點(diǎn)。4.3.2 極性電容的種類(lèi)96第96頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.4

■電路與應(yīng)用A——電容的應(yīng)用基礎(chǔ)4.4.1 電容的并聯(lián)與串聯(lián)97第97頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五與電阻不同，流經(jīng)電容的電流與電壓并不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，而是用以下這個(gè)公式來(lái)計(jì)算：dV/dt表示的是電容兩端電壓的變化率，C是電容的容量。假如在容量為1000μF的電容兩端出現(xiàn)如圖示的電壓變化，于是dV/dt=10?？傻秒娙莸碾娏鞔笮椋?.4.2 電荷與能量的存儲(chǔ)98第98頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五容抗，描述的是電容對(duì)信號(hào)的阻礙作用，一般用“XC”來(lái)表示。容抗它不但取決于電容的容量，還受制于信號(hào)的頻率。容抗的計(jì)算式為：其中，f為信號(hào)的頻率，C為電容的容量。當(dāng)f的單位為Hz，C的單位為F時(shí)，XC的單位為Ω。假如有一個(gè)50Hz的交流信號(hào)經(jīng)過(guò)容量為100μF的電容，則容抗為：4.4.3容抗99第99頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五如果有一個(gè)直流信號(hào)經(jīng)過(guò)相同的電容，則容抗為（直流信號(hào)的頻率f=0Hz）：容抗XC為無(wú)窮大，說(shuō)明電容對(duì)于直流信號(hào)有無(wú)窮大的阻礙，相當(dāng)于斷開(kāi)。這也就是“隔直通交”的定量解釋?？梢?jiàn)，信號(hào)頻率f越大或容量C越大，容抗XC越小，對(duì)信號(hào)的阻礙也就越小。4.4.3容抗100第100頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五相移（phaseshift）描述的是信號(hào)相位的改變。當(dāng)有一個(gè)正弦信號(hào)通過(guò)電阻時(shí)，電阻兩端的電壓和電流會(huì)同時(shí)達(dá)到峰值，稱之為電壓與電流同相（inphase）。4.4.4相移101第101頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五當(dāng)正弦信號(hào)通過(guò)電容時(shí)，電容兩端的電壓與電路中的電流的變化并不同步。當(dāng)電流達(dá)到最大值時(shí)，電壓卻為0V，反之亦然。電容兩端的電壓與電流之間有90°的相差，并且電流領(lǐng)先于電壓的變化。4.4.4相移102第102頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五RC電路：當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合時(shí)，電源BT1可通過(guò)電阻R1向電容C1充電。在開(kāi)關(guān)S1閉合的一瞬間開(kāi)始，電容C1剛剛開(kāi)始充電，此時(shí)C1兩端的電壓vout將要變大，如圖中的A點(diǎn)。4.5■電路與應(yīng)用B——RC電路與時(shí)間常數(shù)4.5.1 電容充電103第103頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五隨著充電的進(jìn)行，電容C1兩端的電壓vout不斷變大，最終等于電源的電壓V，圖中的C點(diǎn)。充電過(guò)程中某一時(shí)刻電容兩端的電壓計(jì)算公式：4.5.1 電容充電104第104頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

其中，V為RC電路的輸入電壓，

e=2.71828…。t是充電開(kāi)始之后的某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。R、C分別是電路中電阻R1阻值和電容C1容量的數(shù)值。4.5.1 電容充電105第105頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五假設(shè)BT1的電壓V=10V，R1=100kΩ、C1=100μF，在電容C1開(kāi)始充電2秒后兩端的電壓為：有一個(gè)特殊的時(shí)刻，也就是當(dāng)t=RC時(shí)，RC電路的輸出電壓為：4.5.1 電容充電106第106頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五也就是說(shuō)，當(dāng)電容充電了t秒之后，如果t等于電阻阻值和電容容量的乘積，那么RC電路的輸出電壓

為輸入電壓V的0.63倍。在電子學(xué)中，把RC電路中電阻阻值和電容容量的乘積稱為RC時(shí)間常數(shù)，用希臘字母“τ”表示,于是有：

τ=RC4.5.1 電容充電107第107頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五【例4.1】RC時(shí)間常數(shù)：在圖所示的RC電路中計(jì)算：（1）RC時(shí)間常數(shù)τ。（2）當(dāng)充電40ms后RC電路的輸出電壓。（3）RC電路輸出電壓的上升時(shí)間tR（risetime）。τ=RC=0.047svout=3.44VtR=2.2RC=0.094s4.5.1 電容充電108第108頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五在放電過(guò)程中電容兩端的電壓可由下式計(jì)算：如果電源BT1電壓V=10V，R1=100kΩ、C1=100μF，則在電容充滿電后開(kāi)始放電2秒后電容兩端的電壓為：4.5.2 電容放電109第109頁(yè)，共123頁(yè)，2023年，2月20日，星期五輸入信號(hào)由低向高跳變時(shí)，經(jīng)過(guò)緩沖1后輸入RC電路。電容充電的特性使B點(diǎn)的信號(hào)并不會(huì)跟隨輸入信號(hào)立即跳變，而是有一