模拟电子技术原理及应用 第1章 绪论.ppt

第1章绪论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220V、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）实际工程需要证明其可行性。本课程特别重视电子电路的定性分析，因为定性分析就是对电路是否能够满足功能性能要求的可行性分析。
（2）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，因而称这种计算为“近似估算”。若确实需要精确求解，可借助于各种EDA软件。
（3）近似分析要“合理”。在估算必须要考虑“研究的是什么问题、在什么条件下、哪些参数别忽略不计及忽略的原因”。也就是说，近似要有道理。
（4）估算不同的参数需采用不同的模型。不同的