电子信息导论(第五讲)(模拟电子线路)课件.ppt

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1、电子信息科学导论模拟电子技术课信息学院牛斌2009年9月本讲的主要内容1、课程概述2、课程内容概要1、课程概述1．1电子技术的两大支柱1．2模拟电子技术的信号特点1．3模拟电子技术的主要特点1．4模拟电子技术的在课程体系中的地位1．1电子技术的两大支柱电子技术的两大支柱是：1）模拟电子技术2）数字电子技术应用这两种电子技术产生了无数的电子系统，设备和产品，因而具有划时代的作用。1．2模拟电子技术的信号特点1.模拟信号是：幅度和相位都连续的电信号，或着说是幅度和时间方面都连续的电信号；2.模拟信号分布于自然界的各个角落，是自然界存在最广

2、泛的信号。如温度的变化，语音，图像；而数字信号是人为的抽象出来的在时间上不连续的信号1．3模拟电子技术的主要特点1）本课程强调基本概念、基本原理和基本分析方法；2）本课程的内容更为接近工程实际，电子技术是一门实践性很强的课程3）在分析和计算时又常常需要从实际情况出发，抓住主要矛盾，忽略次要因素。过分追求“精确”是没有必要的。4）电子技术是一门发展十分迅速的学科；要注意能力的培养，包括学习新知识、新技术的能力。1．4模拟电子技术的在课程体系中的地位2、课程内容概要2．1半导体器件及其发展2．2模拟电子线路2．1半导体器件及其发展1）第一

3、代电子器件——真空管开始形成:近半个世纪，真空管几乎是各种电子设备中唯一可用的电子器件。随后的电子技术取得了去多成就，如电视、雷达和计算机的发明。2）第二代电子器件——半导体器件:它与真空管相比，半导体管体积小、重量轻、功耗低、寿命长。半导体器件有二极管、晶体管等，都是一个个独立元件，所以又称为分立元件，由分立元件组成的电路称为分立元件电路。随着电子器件应用的完，使得电子技术很快应用于工业自动化、检测、计算等方面，也促进了计算机、通信等方面的发展。3)第三代电子器件——集成电路:1959年美国德州仪器公司把晶体管和电阻、电容等集成在一

4、块硅片上，构成了一个基本完整的单片式功能电路,标志着电子技术进入了微电子时代，是电子技术发展的一个飞跃。集成电路（简称IC）是将各种不同电路元件以及他们之间的连线制作在一块很小的半导体芯片上，称为能完成一定功能的完整电路。集成模拟芯片的类型：按照模拟集成电路的类型来分，则有集成运算放大器、集成功率放大器、集成中频放大器、集成高频放大器、集成比较器、集成乘法器、集成稳压器等。2.2模拟电子线路2.2.1模拟电子线路的分类2.2.2模拟电子线路的主要电路介绍2.2.1模拟电子线路的分类1）按其所处理的信号频率可以分为低频电路、高频电路和微

5、波电路，2）按照电路中电子器件的工作状态分为线性电子电路和非线性电路电路。3）按照电路功能分为信号生成电路、信号放大电路、信号运算电路与处理电路及电源电路等。以下按照电路功能划分，介绍模拟电路的具体形式和作用2.2.2模拟电子线路的主要电路介绍图5.2模拟信号处理流程主要电路1）信号产生电路；2）信号电压的放大电路；3）信号功率的放大电路；4）信号处理电路；5）信号运算电路；6）电源电路电路1）信号产生电路信号生成就是产生电路所需要的各种信号，例如正弦波、矩形波、三角波等，本部分内容主要包括正弦振荡电路和非正弦波发生电路。例如石英晶体

6、振荡器，频率稳定度在10-4～10-12范围内。经校准一年内可保持10-9的准确度，这精度表明，如果是一个时钟，每年最多误差0.031536秒。十年误差为0.31秒。正弦振荡电路的应用：①电子技术实验室经常使用的低频信号发生器就是一种正弦波振荡电路。②大功率正弦波振荡电路还可以直接为工业生产提供能量，例如高频加热炉的高频电源；超声波探伤；③无线电、广播电视和通信的发送和接收；④自动测量、自动控制系统中，等。都离不开正弦波振荡和非正弦电路。2）信号电压的放大电路⑴分类：①按信号频率高低可以分为低频放大器、中频放大器、高频放大器和直流放大

7、器；②按信号强弱可分为小信号放大器和大信号放大器。⑵基本分析方法主要有：图解法、微变等效电路法。这两种方法解决的主要矛盾是三级管的非线性问题。①针对放大器件的特性曲线为非线性的特点，在BJT或FET的特性曲线的基础上，用作图的方法求解。②微变等效电路的实质是：在信号变化范围比较小(即“微变”)的前提下，采用局部线性化的方法，用一个线性电路来等效一个非线性的放大器件3)信号功率的放大⑴功率放大的作用因为在一些电子设备中，常要求放大电路的输出级能够带动某种负载，例如：仪表、扬声器、荧光屏和数码管等等，或者驱动自动控制系统的执行机构，所以常

8、常要求输出级要求放大电路有足够大的输出功率。功率放大电路一般作为多级放大电路的输出级⑵功率放大电路的特点①能输出足够大的功率；②尽可能高的效率；③尽可能小的失真。为了减少失真和提高效率，起工作状态，三极管常采用甲乙类工作