模拟电子技术基础CH01

主讲教师：戴小玉E-mail:xiaoyudai@126.com/湖南大学电信院模拟电子技术基础0课程简介电子技术就是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。1．电子器件电子器件的发展历程0.1

什么是电子技术0课程简介第一代电子器件电子管离子管电真空器件(1)

电子管d.电子受外加电场和磁场的作用，在真空中运动就形成了电子管中的电流。电子管的结构和工作原理a.有密封的管壳，内部抽到高真空。b.在热阴极电子管中，有一个阴极。c.阴极可由灯丝加热，使温度升高，发射出电子。电子管的主要特点a.体积大、重量重、耗电大、寿命短。b.目前在一些大功率发射装置中使用。(2)

离子管a.与电子管类似,也抽成高真空。b.管子中的电流，除了电子外，也有正离子。第二代电子器件——晶体管第二代电子器件——晶体管晶体管是用半导体材料制成的，也称为半导体器件(semiconductordevice)或者固体器件(solid-statedevice)。a.体积小、重量轻。e.加电压不能太高。晶体管的主要特点b.寿命长、功耗低。c.受温度变化的影响较大。d.过载能力较差。2．电子电路

电子器件与电阻器、电感器、电容器、变压器、开关等元件适当地连接起来所组成的电路。电子电路的主要特点控制方便、工作灵敏、响应速度快等。(3)电子电路必须采用非线性电路的分析方法来分析

电子电路与普通电路的主要区别(1)电子电路包含有电子器件(2)电子器件的特性往往是非线性的电子电路分立电路集成电路分立电路

——

由各种单个的电子器件和元件构成的电路(3)体积大，功耗大，可靠性低。分立电路的主要特点(1)把许多元件和器件焊接在印制电路板上。(2)焊点多，容易造成虚焊。集成电路（IC—integratedcircuit）——把许多晶体管与电阻等元件制作在同一块硅晶片上的电路集成电路（IC—integratedcircuit）——把许多晶体管与电阻等元件制作在同一块硅晶片上的电路(1)体积小，重量轻。

集成电路的主要特点(2)功耗小。(3)可靠性高。(4)寿命长。世界上第一块集成电路在1959年美国的德州仪器公司和西屋电气公司诞生，电路上仅集成了4只晶体管。集成电路发展的历程(1)

小规模集成电路(2)

中规模集成电路(3)

大规模集成电路(4)

超大规模集成电路3．电子技术应用有线载波通信、激光通信、光纤维通信等。特点：快速、灵敏、精确等。(1)通信系统无线电通信(包括广播、电报、电视等)、(2)自动控制在自动化技术中，电子控制是后起之秀。(3)测量方面的应用电测量的主要特点a.准确度和灵敏度高，测量范围广。b.可以智能化。c.可以进行远距离测量。a.电量测量b.非电量电测量(4)

电子技术对计算机的发展20世纪40年代第一台数字电子计算机的一些参数b.功率130kWa.使用了18,000个电子管c.质量达30td.占地约150m2e.运算速度约5000次/秒f.故障率高现代微型计算机的主要特点a.采用了大规模和超大规模集成电路b.功耗低c.体积小d.重量轻e.运算速度快f.功能强大0.2

本课程的性质、目标和重点内容是指电子电路的基本分析方法。

是指基本的电子器件和电子电路的性能以及其主要应用。

是指电子测试技术、电子电路的分析计算能力和识图能力。基本技能基本知识基本理论(1)电子器件，包括集成电路。不深入讨论器件内部微观的物理过程及生产工艺本课程的基本内容

学习的重点a.掌握电子器件的外部特性b.掌握电子器件在电路中的基本应用注意的事项3．课程内容的重点(2)

电路学习的重点(a)

最基本的电路结构(b)电路的工作原理(c)电路的分析方法(d)电路的组合规律(e)

典型应用电路(3)

器件、电路、应用三者学习的关系管、路、用结合，管为路用，以路为主。(b)

分立电路仍然是电子电路中最核心的电路。(4)分立电路与集成电路的关系(a)

分立电路逐渐被集成电路所替代。(c)

分立电路是集成电路中的基本单元电路。(d)

分立为基础，集成是重点，分立为集成服务。(5)电路的分类按照处理信号的不同模拟电路数字电路两类电路的主要区别a.电路中信号模拟电路数字电路信号波形是连续变化的信号波形是跃变的b.电路中电子器件的工作状态模拟电路数字电路电子器件工作在放大状态电子器件工作在开关状态1.1信号1.3模拟信号和数字信号1绪论1.2信号的频谱1.4放大电路模型1.5放大电路的主要性能指标

1.1

信号1.信号：信息的载体微音器输出的某一段信号的波形

1.1

信号2.电信号源的电路表达形式电压源等效电路电流源等效电路

1.1

信号1.电信号的时域与频域表示A.正弦信号

1.2

信号的频谱时域1.电信号的时域与频域表示B.方波信号

满足狄利克雷条件，展开成傅里叶级数——直流分量其中——基波分量——三次谐波分量

1.2

信号的频谱方波的时域表示2.信号的频谱B.方波信号频谱：将一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正弦信号幅值和相位随角频率变化的分布，称为该信号的频谱。

1.2

信号的频谱幅度谱相位谱

非周期信号包含了所有可能的频率成分（0≤w）C.非周期信号傅里叶变换：

通过快速傅里叶变换（FFT）可迅速求出非周期信号的频谱函数。离散频率函数周期信号连续频率函数非周期信号气温波形气温波形的频谱函数（示意图）

1.2

信号的频谱

1.3

模拟信号和数字信号

1.3

模拟信号和数字信号处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。

1.4放大电路模型电压增益（电压放大倍数）电流增益互阻增益互导增益1.

放大电路的符号及模拟信号放大2.

放大电路模型

1.4放大电路模型——负载开路时的电压增益A.电压放大模型——输入电阻——输出电阻由输出回路得则电压增益为由此可见即负载的大小会影响增益的大小要想减小负载的影响，则希望…？（考虑改变放大电路的参数）理想情况2.

放大电路模型

1.4放大电路模型

另一方面，考虑到输入回路对信号源的衰减理想情况有要想减小衰减，则希望…？

1.4放大电路模型A.电压放大模型——负载短路时的电流增益B.电流放大模型由输出回路得则电流增益为由此可见要想减小负载的影响，则希望…？理想情况由输入回路得要想减小对信号源的衰减，则希望…？理想情况

1.4放大电路模型C.互阻放大模型（自学）输入输出回路没有公共端D.互导放大模型（自学）E.隔离放大电路模型

1.4放大电路模型

1.5

放大电路的主要性能指标1.输入电阻

1.5

放大电路的主要性能指标2.输出电阻注意：输入、输出电阻为交流电阻

1.5

放大电路的主要性能指标3.增益

反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为输出信号能量的能力。其中四种增益常用分贝（dB）表示。

1.5

放大电路的主要性能指标4.频率响应A.频率响应及带宽电压增益可表示为

在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。或写为其中该图称为波特图纵轴：dB横轴：对数坐标

1.5

放大电路的主要性能指标4.频率响应A.频率响应及带宽其中普通音响系统放大电路的幅频响应

1.5

放大电路的主要性能指标4.频率响应B.频率失真（线性失真）幅度失真：

对不同频率的信号增益不同产生的失真。4.频率响应B.频率失真（线性失真）幅度失真：

对不同频率的信号增益不同产生的失真。相位失