2015模電緒論第1章

模擬電子技術基礎

AnalogCircuits

（LOWFREQUENCY）

模擬電子線路/低頻電子線路電子技術研究電子器件、電子電路及其應用的科學技術。器件為路所用。模擬/數(shù)字電子技術高頻/低頻電子技術

電路分析基礎這門課學了什么？電子技術的入門基礎總學時48 實驗學時：8 適用專業(yè)：通信工程、電子信息工程、測控技術工程模擬電子線路是電子類等弱電專業(yè)的專業(yè)基礎課。自控類、工業(yè)自動化、機電一體化等專業(yè)的必修課。該課程又是進一步學習《高頻電子線路》、《電視原理》、《通信原理》、《自動控制》的專業(yè)基礎課。入門性質(zhì)的電子基礎課(考研課程)課程主要內(nèi)容

掌握半導體(晶體)三極管為核心的放大電路的組成原理以及由此而衍生的小信號放大電路、功率放大電路、模擬運算放大電路、反饋、振蕩、電源以及穩(wěn)壓電路的工作原理。電子技術最精華的部分。其他線路萬變不離其宗。放大的實質(zhì)是能量控制轉(zhuǎn)換。話筒聲音的放大。需要有源器件。（需電源，能量轉(zhuǎn)換放大）應用實例：話筒功率放大器參考教材緒論一、電子技術的發(fā)展二、模擬信號與模擬電路三、電子信息系統(tǒng)的組成四、模擬電子技術基礎課的特點五、如何學習這門課程六、課程的目的七、課程的要求一、電子技術的發(fā)展與應用廣播通信：發(fā)射機、接收機、擴音、錄音、程控交換機、電話、手機網(wǎng)絡：路由器、ATM交換機、收發(fā)器、調(diào)制解調(diào)器工業(yè)：鋼鐵、石油化工、機加工、數(shù)控機床交通：飛機、火車、輪船、汽車軍事：雷達、電子導航航空航天：衛(wèi)星定位、遙測醫(yī)學：γ刀、CT、B超、微創(chuàng)手術消費類電子：家電（空調(diào)、冰箱、電視、音響、攝像機、照相機、電子表）、電子玩具、各類報警器、保安系統(tǒng)主要工程應用場合通信系統(tǒng)有線無線通信自控系統(tǒng)計算機單片機嵌入系統(tǒng)

PLC可編

程控制器電機拖動控制（電梯）測量系統(tǒng)電量和非電量的測量測控系統(tǒng)模擬數(shù)字計算機元器件的發(fā)展（無源）元件：電阻Ｒ電感Ｌ電容Ｃ（有源）器件：電子管，二極管Ｄ，三極管Ｔ，集成電路ＩＣ以上元器件，可組成各種復雜的電路。通常我們把由電阻、電容、三極管、二極管、集成電路等電子元器件組成并具有一定功能的電路稱為電子電路，簡稱為電路。ＲＬＣ沒有信號的放大的作用。ＤＴ實現(xiàn)信號的放大和控制（有源）。元器件的發(fā)展1904年電子管問世1947年晶體管誕生1958年集成電路研制成功電子管、晶體管、集成電路比較第一臺電子計算機1946年2月14日

ENIAC第一臺電子計算機的性能指標18000個電子管功率130KW占地150平米重30噸運算速度5000次/秒家用cpu主頻2.5GHz～3.5GHz之間，運算速度是每秒兩億五千萬次到三億五千萬次之間.最快（360萬億次）晶體管的發(fā)展1947年貝爾實驗室制成第一只晶體管1958年集成電路（ＩＣintegratedcircuit

）1969年大規(guī)模集成電路（LSI）LargeScaleIntegration1975年超大規(guī)模集成電路（VLSI）

VeryLargeScaleIntegration

（使微機成為可能）

第一片集成電路只有4個晶體管，而1997年一片集成電路中有40億個晶體管。有科學家預測，集成度還將按10倍/6年的速度增長，到2015或2020年達到飽和。集成電路ＩＣ較分立元件的優(yōu)點。

時刻關注電子技術的發(fā)展。電學領域的重要發(fā)明第一只晶體管的發(fā)明者（byJohnBardeen,WilliamSchockleyandWalterBrattaininBellLab）第一個集成電路及其發(fā)明者（JackKilbyfromTI

）

1958年9月12日，在德州儀器公司的實驗室里，實現(xiàn)了把電子器件集成在一塊半導體材料上的構想。42年以后，2000年獲諾貝爾物理學獎?！盀楝F(xiàn)代信息技術奠定了基礎”。

他們在1947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年獲諾貝爾物理學獎。巴因所做的超導研究于1972年第二次獲得諾貝爾物理學獎。二、模擬信號與模擬電路數(shù)字信號：離散性（時間幅值）（模擬量的讀數(shù)量化過程）

模擬信號：２個方面的連續(xù)性。大多數(shù)物理量為模擬信號。（聲音溫度壓力流量速度）時間和幅度都連續(xù)的信號傳感器轉(zhuǎn)換的電量。讀數(shù)是量化的過程。溫度記錄是什么過程？任何瞬間的任何值均是有意義的“1”的電壓當量“1”的倍數(shù)雙聲道音樂模擬信號波形（聲音的秘密）如何轉(zhuǎn)換為wav或mp3格式的數(shù)字音樂格式？

現(xiàn)代通信中模擬通信與數(shù)字通信的缺、優(yōu)點

什么是通信？信息信號模擬通信的優(yōu)點：直觀且容易實現(xiàn).模擬通信的缺點：（一）保密性差.模擬通信，尤其是微波通信和有線明線通信，很容易被竊聽.只要收到模擬信號，就容易得到通信內(nèi)容.（二）抗干擾能力弱.電信號沿線路傳輸過程中，會受到外界的和通信系統(tǒng)內(nèi)部的各種噪聲干擾，噪聲和信號混合后難以分開，從而使通信質(zhì)量下降.線路越長，噪聲的積累也就越多.

現(xiàn)代通信中模擬通信與數(shù)字通信的缺、優(yōu)點

數(shù)字通信優(yōu)點：（一）抗干擾的能力特別強，它不但可以用于通信技術，而且還可以用于信息處理技術，目前時髦的高保真音響、高清晰度電視、VCD、DVD激光機都采用了數(shù)字信號處理技術.（二）可構建綜合數(shù)字通信網(wǎng).我們現(xiàn)在使用的電子計算機都是數(shù)字的，它們處理的信號就是數(shù)字信號.在通信上使用數(shù)字信號，就可以很方便地將計算機與通信結合起來，將計算機處理信息的優(yōu)勢用于通信事業(yè).如現(xiàn)在的電話通信中采用了程控數(shù)字交換機，用計算機來代替接線員的工作，不僅接線迅速準確，而且占地小、效率高，省去不少人工和設備，使電話通信產(chǎn)生了一個質(zhì)的飛躍.（三）數(shù)字信號便于存儲.現(xiàn)在流行的CD和MP3唱盤，VCD和DVD視盤及電腦光盤都是用數(shù)字信號來存儲信息的.此外，數(shù)字通信還可以兼容電話、電報、數(shù)據(jù)和圖像等多類信息的傳遞，能在同一條線路上傳送電話、有線電視、計算機等多種信息.數(shù)字信號還便于加密和糾錯，具有較強的保密性和可靠性.

數(shù)字通信缺點：（一）占用頻帶較寬.（二）技術要求復雜，尤其是同步技術要求精

度很高.（三）進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換時會帶來量化誤差

現(xiàn)代通信中模擬通信與數(shù)字通信的缺、優(yōu)點

通常我們把由電阻、電容、三極管、二極管、集成電路等電子元器件組成并具有一定功能的單元稱為電子電路，簡稱為電路。一個完整的電子電路系統(tǒng)通常由若干個功能電路組成，功能電路主要有：放大器、濾波器、信號源、波形發(fā)生電路、數(shù)字邏輯電路、數(shù)字存儲器、電源、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器等。電路的概念

模擬電路

模擬電路是對模擬信號進行處理（放大）的電路。最基本的處理是對信號的放大，功能性能各異的各種放大電

路。其它模擬電路多以放大電路為基礎。放大的本質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)換。（話筒放大的原理分析）有源器件：能夠控制能量的器件。模擬電路以有源器件為核心。目前的模擬電路多用集成電路實現(xiàn)。低頻/高頻電子線路典型的模擬電路-超外差收音機六管超外差調(diào)幅收音機（高低頻電路）三、電子測控系統(tǒng)的組成（物聯(lián)網(wǎng)）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)行機構實例：自動泊車系統(tǒng)四、模擬電子技術課程的特點1、工程性

實際工程需要證明其可行性。強調(diào)定性分析。（先看后算）

實際工程在滿足基本性能指標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”。半導體器件參數(shù)的分散性

近似分析要“合理”。

抓主要矛盾和矛盾的主要方面。

電子電路歸根結底是電路。不同條件下構造不同模型。

半導體器件模型

2.實踐性常用電子儀器的使用方法電子電路的測試方法故障的判斷與排除方法

EDA軟件的應用方法(MultisimProtelAutiumDesign）五、如何學好模電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，應用是靈活的，“萬變不離其宗”。

基本電路：構成的原則是不變的，具體電路是多種多樣的。

重點掌握單元電路

基本分析方法：不同類型的電路有不同的性能指標和描述方法，因而有不同的分析方法。(圖解等效電路)2.注意定性分析和近似分析的重要性。3.學會辯證、全面地分析電子電路中的問題根據(jù)需求，最適用的電路才是最好的電路。

要研究利弊關系，通?！坝幸焕赜幸槐住?。（放大倍數(shù)與其它參數(shù)的矛盾，顧此不失彼）4.

理論和實際仿真與動手相結合六、課程的目的1.掌握基本概念、基本電路、基本方法和基本實驗技能，提高動手能力。2.具有能夠繼續(xù)深入學習和電子技術新發(fā)展的能力，以及將所學知識用于本專業(yè)的能力。(應用到具體課題、項目、畢業(yè)設計

進一步學習新器件，新技術。)為高頻電子線路打好基礎。

本課程通過對常用電子元器件、模擬電路及其系統(tǒng)的分析和設計的學習，獲得模擬電子技術方面的基礎知識、基礎理論和基本技能，為深入學習電子技術及其在專業(yè)中的應用打下基礎。

七、課程的要求1.會看：讀圖，定性分析（復雜電路功能判斷）2.會算：定量計算（估算）3.會選：電路形式、器件、參數(shù)4.會調(diào)：儀器選用、測試方法、故障診斷、EDA考查解決問題的能力－－設計能力考查解決問題的能力－－實踐能力學習方法：預習理論和實踐結合課余的動手實驗掌握EDA軟件MutisimProtel99

AltiumDesigner

Proteus學模電有什么用？分析分析電路讀識圖設計各種單元電路的組合選擇元器件維修改進模擬到數(shù)字分立到集成普通到智能創(chuàng)新新元件/集成電路靈活的應用的各個領域

創(chuàng)客maker電子技術融合到各個領域（嵌入式物聯(lián)網(wǎng)車聯(lián)網(wǎng)）電子工程開發(fā)的流程介紹創(chuàng)客“創(chuàng)客”一詞來源于英文單詞"Maker”，是指出于興趣與愛好，努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實的人。物聯(lián)網(wǎng)電子技術基本概念及基礎知識1元件和器件電子電路中常用器件放大的概念失真小信號放大/功率放大/多級反饋濾波電壓比較器時域和頻域放大的實質(zhì)電子技術基本概念及基礎知識2波形發(fā)生和振蕩電路電源（直流電交流電）傳感器（電壓型電流型）高頻和低頻20HZ-20KHZ819KHZ107MHZ直插和表貼元件電路圖繪制和電路板設計/altiumdesigner計算機和單片機電子技術基本概念及基礎知識3單片機與模擬電路的結合繼電器調(diào)制解調(diào)變頻數(shù)制（十進制二進制16進制8進制）A/DD/A轉(zhuǎn)換光敏/熱敏/磁敏半導體元件的特性有線電話的原理高頻（射頻）的概念

射頻即RadioFrequency，通?？s寫為RF。表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300KHz～30GHz（300M）之間。無線廣播系統(tǒng)就是采用射頻傳輸方式。中波廣播頻率范圍535—1605KHz

短波廣播頻率范圍1.6MHz-30MHz

調(diào)頻廣播頻率范圍88MHz—108MHz

語音的頻率范圍：20Hz-20KHz主要能量范圍300Hz-3.4KHz

中波廣播頻率范圍535—1605KHz

短波廣播