模电童诗白清华第四版课件_第1讲_绪论.ppt

模拟电子技术基础模拟电子技术基础本课程是入门性质的技术基础课本课程是入门性质的技术基础课 第一讲 绪论第一讲 绪论一、电子技术的发展二、模拟信号与模拟电路四、“模拟电子技术基础”课程的特点五、如何学习这门课程六、课程的目的八、考查方法三、电子信息系统七、课程要求一、电子技术的发展 很大程度上反映在元器件的发展上很大程度上反映在元器件的发展上:1947年年 贝尔实验室制成第一只晶体管贝尔实验室制成第一只晶体管1958年年 集成电路集成电路1969年年 大规模集成电路大规模集成电路1975年年 超大规模集成电路超大规模集成电路 第一片集成电路只有第一片集成电路只有4个晶体管，而个晶体管，而1997年一片集成年一片集成电路中有电路中有40亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按10倍倍/6年的速度增长，到年的速度增长，到2015或或2020年达到饱和。年达到饱和。学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！1.1.信号：信号：信号是反映消息的物理量，是信息的表现形信号是反映消息的物理量，是信息的表现形式。式。信息需要借助于某些物理量（如声、光、电）信息需要借助于某些物理量（如声、光、电）的变化来表示和传递。的变化来表示和传递。电信号电信号是指随时间而变化的电压是指随时间而变化的电压u或电流或电流i，记记作作u=f(t)或或i=f(t)。二、模拟信号与模拟电路二、模拟信号与模拟电路 如温度、压力、流量，自然界的声音信号等等，如温度、压力、流量，自然界的声音信号等等，因而信号是消息的表现形式。因而信号是消息的表现形式。2.2.电信号：电信号：是指随时间而变化的电压是指随时间而变化的电压是指随时间而变化的电压是指随时间而变化的电压u u或电流或电流或电流或电流i,i,是是是是时间时间时间时间t t的函数。的函数。的函数。的函数。u=f(t)u=f(t)或或或或i=f(t)i=f(t)。由于非电的物理量很容易转换成电信号，而且由于非电的物理量很容易转换成电信号，而且电信号又容易传送和控制，因此电信号成为应用电信号又容易传送和控制，因此电信号成为应用最为广泛的信号。最为广泛的信号。二、模拟信号与模拟电路二、模拟信号与模拟电路3.电子电路中信号的分类电子电路中信号的分类 模拟信号模拟信号 对应任意时间值对应任意时间值t 均有确定的函数值均有确定的函数值u或或i，并且并且u或或 i 的幅值是连续取值的，即在时间和数值上均具的幅值是连续取值的，即在时间和数值上均具有连续性。有连续性。数字信号数字信号 在时间和数值上均具有离散性，在时间和数值上均具有离散性，u或或 i 的变化在时的变化在时间上不连续，总是发生在离散的瞬间；且它们的数间上不连续，总是发生在离散的瞬间；且它们的数值是一个最小量值的整数倍，当其值小于最小量值值是一个最小量值的整数倍，当其值小于最小量值时信号将毫无意义。时信号将毫无意义。大多数物理量所转换成的信号均为模拟信号。大多数物理量所转换成的信号均为模拟信号。4.模拟电路模拟电路 模拟电路：模拟电路：对模拟量进行处理的电路。对模拟量进行处理的电路。最基本的处理是对信号的放大。最基本的处理是对信号的放大。放大：输入为小信号，有源元件控制电源使负载获放大：输入为小信号，有源元件控制电源使负载获 得大信号，并保持线性关系。得大信号，并保持线性关系。有源元件：能够控制能量的元件。有源元件：能够控制能量的元件。二、模拟信号与模拟电路二、模拟信号与模拟电路二、模拟信号与模拟电路二、模拟信号与模拟电路5.“模拟电子技术基础模拟电子技术基础”课程的内容课程的内容 半导体器件。半导体器件。处理模拟信号的电子电路及其相关的基本功能：各处理模拟信号的电子电路及其相关的基本功能：各 种放大电路、运算电路、滤波电路、信号发生电路、种放大电路、运算电路、滤波电路、信号发生电路、电源电路等等。电源电路等等。模拟电路的分析方法。模拟电路的分析方法。不同的电子电路在电子系统中的作用。不同的电子电路在电子系统中的作用。三、电子信息系统三、电子信息系统 电子信息系统简称电子系统电子信息系统简称电子系统1.电子系统的组成电子系统的组成信号的提取信号的预处理信号的加工信号的驱动与执行A/D 转换计算机或其它数字系统 D/A转换对模拟信号进行处理的电路称为模拟电路。对模拟信号进行处理的电路称为模拟电路。对数字信号进行处理的电路称为数字电路。对数字信号进行处理的电路称为数字电路。2.电子信息系统中的模拟电路电子信息系统中的模拟电路对模拟信号最基本的处理是放大，而且放大电路是构对模拟信号最基本的处理是放大，而且放大电路是构成各种功能模拟电路的基本电路。成各种功能模拟电路的基本电路。常用模拟电路及其功能：常用模拟电路及其功能：（1 1）放大电路：用于信号的电压、电流或功率放大。）放大电路：用于信号的电压、电流或功率放大。（2 2）滤波电路：用于信号的提取、变换或抗干扰。）滤波电路：用于信号的提取、变换或抗干扰。（3 3）运算电路：完成信号的比例、加、减、乘、除、）运算电路：完成信号的比例、加、减、乘、除、积分、微分、对数、指数等运算。积分、微分、对数、指数等运算。（4 4）信号转换电路）信号转换电路:用于将电流信号转换成电压信号，用于将电流信号转换成电压信号，或将电压信号转换成电流信号；将直流信号转换成交或将电压信号转换成电流信号；将直流信号转换成交流信号等。流信号等。（5 5）信号发生电路：用于产生正弦波、矩形波、三角）信号发生电路：用于产生正弦波、矩形波、三角波、锯齿波。波、锯齿波。（6 6）直流电源：将）直流电源：将220V220V、50Hz50Hz交流电转换成不同输出交流电转换成不同输出电压和电流的直流电。电压和电流的直流电。3.电子信息系统的组成原则电子信息系统的组成原则在设计电子信息系统时，既要如何考虑实现预期的功在设计电子信息系统时，既要如何考虑实现预期的功能和性能指标，又要考虑系统的可测性和可靠性。能和性能指标，又要考虑系统的可测性和可靠性。所谓可测性：所谓可测性：（1 1）为了调试方便引出合适的测试点；）为了调试方便引出合适的测试点；（2 2）为系统设计有一定故障覆盖率的自检电路和测试）为系统设计有一定故障覆盖率的自检电路和测试激励信号。激励信号。所谓可靠性：是指系统在工作环境下能够稳定运行，所谓可靠性：是指系统在工作环境下能够稳定运行，具有一定的抗干扰能力。具有一定的抗干扰能力。系统设计时，在满足功能和性能指标要求的前提下，系统设计时，在满足功能和性能指标要求的前提下，应尽可能做到以下几点：应尽可能做到以下几点：（1 1）电路应尽量简单。这样既节约成本，电路的故障）电路应尽量简单。这样既节约成本，电路的故障率又小，而且运行可靠。率又小，而且运行可靠。（2 2）需考虑电磁兼容性。通常采用隔离、屏蔽、接地、）需考虑电磁兼容性。通常采用隔离、屏蔽、接地、滤波、去耦等技术来获得较强的抗干扰能力。滤波、去耦等技术来获得较强的抗干扰能力。（3 3）需考虑系统的可测性，合理引出测试点，设计自）需考虑系统的可测性，合理引出测试点，设计自检电路，使系统的调试简单易操作。检电路，使系统的调试简单易操作。（4 4）设计电路和选择元件时，需统筹考虑，权衡利弊。）设计电路和选择元件时，需统筹考虑，权衡利弊。满足设计要求即可，不可盲目追求某单一方面性能特满足设计要求即可，不可盲目追求某单一方面性能特别优秀；这样另一方面的性能往往会变坏。别优秀；这样另一方面的性能往往会变坏。其次用通用型元器件能实现的，就不用专用型元其次用通用型元器件能实现的，就不用专用型元器件，减小系统的造价。器件，减小系统的造价。（5 5）生产工艺简单易行。）生产工艺简单易行。四、四、“模拟电子技术基础模拟电子技术基础”课程的特点课程的特点 1、工程性工程性 实际工程需要证明其可行性。实际工程需要证明其可行性。强调定性分析。强调定性分析。实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存 在一定的误差范围的。在一定的误差范围的。电子电路的定量分析称为电子电路的定量分析称为“估算估算”。近似分析要近似分析要“合理合理”。抓主要矛盾和矛盾的主要方面。抓主要矛盾和矛盾的主要方面。电子电路归根结底是电路。电子电路归根结底是电路。估算不同的参数需采用不同的模型，可用电路的估算不同的参数需采用不同的模型，可用电路的基本理论分析电子电路。基本理论分析电子电路。四、四、“模拟电子技术基础模拟电子技术基础”课程的特点课程的特点2.实践性实践性 实用的模拟电子电路几乎都需要进行调试实用的模拟电子电路几乎都需要进行调试才能达到预期的目标，因而要掌握以下方法：才能达到预期的目标，因而要掌握以下方法：常用电子仪器的使用方法常用电子仪器的使用方法 电子电路的测试方法电子电路的测试方法 故障的判断与排除方法故障的判断与排除方法 EDA软件的应用方法软件的应用方法五、如何学习这门课程五、如何学习这门课程1.掌握掌握基本概念、基本电路和基本分析方法基本概念、基本电路和基本分析方法 基本概念：基本概念：概念是不变的，应用是灵活的，概念是不变的，应用是灵活的，“万万变不离其宗变不离其宗”。基本电路：基本电路：构成的原则是不变的，具体电路是多种构成的原则是不变的，具体电路是多种多样的。多样的。基本分析方法：基本分析方法：不同类型的电路有不同的性能指标不同类型的电路有不同的性能指标和描述方法，因而有不同的分析方法。和描述方法，因而有不同的分析方法。2.学会辩证、全面地分析电子电路中的问题学会辩证、全面地分析电子电路中的问题 根据需求，最适用的电路才是最好的电路。根据需求，最适用的电路才是最好的电路。要研究利弊关系，通常要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊有一利必有一弊”。3.注意电路中常用定理在电子电路中的应用注意电路中常用定理在电子电路中的应用六、课程的目的六、课程的目的1.掌握基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验掌握基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验技能。技能。2.具有能够继续深入学习和接受电子技术新发展的能力，具有能够继续深入学习和接受电子技术新发展的能力，以及将所学知识用于本专业的能力。以及将所学知识用于本专业的能力。本课程通过对常用电子元器件、模拟电路及其系统的本课程通过对常用电子元器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习，使学生获得模拟电子技术方面的基分析和设计的学习，使学生获得模拟电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技能，为深入学习电子技术及础知识、基础理论和基本技能，为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。其在专业中的应用打下基础。建立起系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和建立起系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和创新意识。创新意识。七、课程要求七、课程要求1.1.会看：定性分析会看：定性分析2.2.会算：定量计算会算：定量计算考查分析问题的能力考查分析问题的能力3.会选：电路形式、器件、参数会选：电路形式、器件、参数4.考查解决问题的能力设计能力考查解决问题的能力设计能力4.4.会调：仪器选用、测试方法、故障诊断、会调：仪器选用、测试方法、故障诊断、EDAEDA5.考查解决问题的能力实践能力考查解决问题的能力实践能力综合应用所学知识的能力综合应用所学知识的能力八、考查方法八、考查方法出勤作业以上二项共 30%期末考试共 70%