模拟电子技术原理及应用 第1章 绪论.pptVIP

* * 第1章 绪论 1.1 信号与电子系统 1.2 模拟电子技术课程的特点及学习方法 1.3 电子电路的计算机辅助分析和设计 本章小结 1.1 信号与电子系统 1.1.1 模拟信号和数字信号 在自然界中有形形色色的物理量，尽管它们的性质各异，但就其变化规律的特点而言，不外乎有两大类：模拟信号和数字信号。 1. 模拟信号 模拟信号是指时间和数值上都是连续变化的信号，它具有无穷多的数值，其数学表达式也较复杂，例如正弦函数、指数函数等。图1-1（a）所示为典型的模拟信号。 人们从自然界感知的许多物理量均属于模拟性质的，如速度、压力、声音、温度等。在工程技术上，为了便于分析，常用传感器将模拟量转换为电流、电压或电阻等电量，以便用电路进行分析和处理。传输、处理模拟信号的电路称为模拟电子线路，简称模拟电路。在模拟电路中主要关心输入、输出信号间的大小、相位、失真等方面的问题。 2． 数字信号 电子系统中一般均含有模拟和数字两种构件。模拟电路是系统中必需的组成部分。但是，为了便于存储、分析或传输信号，数字电路更具优越性。 数字信号是指时间和数值上都是不连续变化的信号，即数字信号具有离散性，如图1-1（b）所示。交通信号灯控制电路、智力竞赛抢答电路，以及计算机键盘输入电路中的信号，都是数字信号。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电子线路，简称数字电路。在数字电路中主要关心输入、输出之间的逻辑关系。 数字电路又叫开关电路或逻辑电路，它是利用半导体器件的开关特性使电路输出高、低两种电平，从而控制事物相反的两种状态，如灯的亮和灭、开关的开和关、电机的转动和停转等。数字电路中的信号只有高、低两种电平，分别用二进制数字1和0表示，即数字信号都是由0、1组成的一串二进制代码。 1.1.2 电子系统 1． 电子系统的组成 用不同种类、不同功能的电路构成具有特定功能的仪器、设备，称为电子系统。 图1-2所示为典型的电子系统示意图。系统首先采集信号，即进行信号的提取。通常，这些信号来源于测试各种物理量的传感器、接收器，或者来源于用于测试的信号发生器。对于实际系统，传感器或接收器所提供的信号的幅值往往很小，噪声很大，且易受干扰，有时甚至分不清哪些是有用信号，哪些是干扰或噪声。因此，在加工信号之前，需将其进行预处理。进行预处理时，要根据实际情况利用隔离、滤波、阻抗变换等各种手段将信号提取出来并进行放大。当信号足够大时，再进行信号的运算、转换、比较等不同的加工。最后，一般还要经过功率放大以驱动执行机构（负载）。若要进行数字化处理，则首先通过A/D转换电路将预处理后的模拟信号转换为数字信号，输入至计算机或其他数字系统，经处理后，再经D/A转换电路将数字信号转换为模拟信号，以便驱动负载。 图1-2所示电子系统是模拟-数字混合系统，信号的提取、预处理、加工、驱动由模拟电路完成，计算机或其他数字系统由数字电路组成，A/D、D/A转换为模拟电路和数字电路的接口电路。 图1-2所示电子系统是模拟-数字混合系统，信号的提取、预处理、加工、驱动由模拟电路完成，计算机或其他数字系统由数字电路组成，A/D、D/A转换为模拟电路和数字电路的接口电路。 2．电子系统中的模拟电路 从对信号的分析可知，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。在电子系统中，常用的模拟电路及其功能如下： （1）放大电路：用于信号的电压、电流或功率放大。 （2）滤波电路：用于信号的提取、变换或抗干扰。 （3）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。 （4）信号转换电路：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流信号或将交流信号转换成直流信号、将直流电压转换成与之成比例的频率等。 （5）信号发生电路：用于产生正弦波、矩形波、三角波、锯齿波。 （6）直流电源：将220 V、50Hz交流电转换成不同输出电压和电流的直流电，作为各种电子电路的供电电源。 以上各电路也是我们本书要重点介绍的内容。 1.2 模拟电子技术课程特点及学习方法 1.2.1 模拟电子技术课程特点 模拟电子技术课是入门性质的技术基础课，目的是使学生初步掌握模拟电子电路的基本理论、基本知识和基本技能。本课程与数学、物理、甚至电路分析等课程有着明显区别，主要表现在它的工程性和实践性上。 1．工程性 在模拟电子技术课程中，需学会从工程的角度思考和处理问题。 （1）实际工程需要证