电子信息技术及仪器 论文

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1、《电子信息技术及仪器》基本概念及论文一、基本概念1.传感器1.1传感器基本概念1.1.1传感器定义传感器是一种把特定的被测量信息量按照一定的规律转换成为可用信号输出的器件或装置。1.1.2被测量的量可被传感器测量的量包括物理量、化学量、生物量等等。1.1.3可用信号传感器的可用信号为便于处理和传输的非噪声信号，例如电信号，光信号等。1.2传感器的构成1.2.1敏感元件敏感元件又称“转换元件“或”变换元件“，可以感受被测量的变化并输出相对应的电信号。1.2.2转换电路转换电路又称“信号调理电路“或”测量电路“，可以把敏感元件输出的电信号变换成便于记录

2、、显示、处理和控制的可用信号的电路。转换电路包括电桥、放大器、振荡器、阻抗变换器等。1.3传感器的分类传感器的分类依据有很多。按照对电源的需要可分为无源传感器和有源传感器；按照工作方式可分为偏转传感器和零示传感器；按照用途可分为温度传感器、压力传感器、位移传感器等等；按照转换原理可分为电阻式传感器、电容式传感器、热电式传感器、压电式传感器等等。1.4新型传感器新型传感器有辐射探测器、图像传感器、光纤传感器、超声波传感器、化学传感器、生物传感器、超声测距传感器等。2.频谱分析2.1频谱分析概念利用傅里叶变换的方法将信号源发出的信号强度按频率顺序展开，

3、使其成为频率的函数，进而在频率域中对信号进行研究和处理的一种过程，称为频谱分析。2.2频谱分析的目的将信号在时间域中的波形转变为频率域的频谱，进而可以对信号的信息作定量解释。2.3频谱分析的方法由时间函数求频谱函数的傅里叶变换公式就是将该时间函数乘以以频率为系数的指数函数之后，在从负无限大到正无限大的整个区间内，对时间进行积分，这样就得到了与这个时间函数对应的，以频率为自变量的频谱函数。频谱函数是信号的频域表示方式。1.负反馈控制3.1负反馈概念反馈是指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能的过程。反馈可分为负反馈和正反馈。

4、负反馈是指反馈信息与控制信息的作用性质相反的反馈，即将输入量--反馈量返回给控制器，使系统输出与系统目标的误差减小，系统趋于稳定。对负反馈的研究是控制论的核心问题。3.2负反馈的作用负反馈主要是通过输入、输出之间的差值作用于控制系统的其他部分。这个差值就反映了要求的输出和实际的输出之间的差别。控制器的控制策略是不停减小这个差值，以使差值变小。负反馈形成的系统，控制精度高，系统运行稳定。2.嵌入式系统4.1嵌入式系统概念嵌入式系统是以应用为中心，计算机技术为基础，软硬件可剪裁，适应应用系统对功能、成本、体积、可靠性严格要求的计算机系统。嵌入式系统由算

5、法、软件、硬件三部分构成。它的三个基本要素包括：嵌入性、专用性和计算机系统。嵌入式系统具有系统内核小，专用性强，系统精简，高实时性等特点。4.2嵌入式系统应用领域嵌入式系统具有非常广阔的应用前景，其应用领域主要包括工业控制，交通管理，信息家电，家庭智能管理系统，国防航天等。1.EDA设计5.1EDA概念EDA即电子设计自动化。EDA技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。EDA技术以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻

6、辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。5.2EDA设计的应用EDA技术应用广泛，在电子、航空航天、机械、通信、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。5.3EDA设计的方法简单来说，设计时首先进行前端设计，接着建立系统的数学模型，然后描述系统的行为或各子模块之间的数据流图，然后进行逻辑设计，最后进行功能仿真和时序仿真来验证系统功能的正确性和时序特性。2.FPGA设计6.1FPGA基本概念FPGA是现场可编程逻辑门阵列的缩写，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上

7、进一步发展的产物。它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。6.2FPGA设计的特点采用FPGA设计专用集成电路，用户不需要投片生产就能得到合用的芯片；FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚；FPGA是专用集成电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。6.3FPGA的应用FPGA设计可以应用于电路设计中，连接逻辑，控制逻辑是FPGA早期发挥作用比较大的领域，也是FPGA应用的基石；FPGA在产品设计中可以把相对成熟的技术应用到某些特定领域如通讯，视频，信息处理等

8、等开发出满足行业需要并能被行业客户接受的产品。FPGA还可与传统的计算机技术结合，实现一种FPGA版的计算机系统，这就是F