1、模拟电子技术基础课程,电气与控制工程学院基础部王国新,绪论,1.1 电子技术 1.2 模拟信号与数字信号 1.3 模拟电路与数字电路 1.4 模拟电子技术基础课程,1.1 电子技术,1.1.1 电子技术,电子技术是研究电子器件和电子电路工作原理及其应用的一门科学技术。电子技术是19世纪末、20世纪初发展起来的具有划时代意义的新兴技术；电子技术与其他技术的交叉融合，产生了一系列新兴学科。 电子器件经历了第一代电子管，第二代半导体晶体管和第三代集成电路；目前集成电路的发展日新月异，代表了电子技术发展的主要趋势。电子器件与电阻器、电感器、电容器、变压器、开关等元件连接起来所组成的电路称为电子电路。,
2、第一代电子管是在1904年英国人弗莱明发明的真空二极管的基础上，由美国人德福雷斯特发明的。,电子管是在真空的玻璃泡中放入灯丝和电极密封制成。灯丝加热后可以发射电子，电极加上电压，就可以对电子的运动产生控制作用。,电子管(真空管),1.1 电子技术,1.1.2 电子器件的发展,第二代半导体晶体管是1947年在美国的贝尔实验室由Shockley(肖克利)、Bardeen(布拉顿)、Brattain(巴丁)发明的。晶体管与电子管相比，具有体积小、寿命长、耗电少等优点，因此得到广泛应用。,1.1.2 电子技术的发展,1947年发明的点接触型晶体管,半导体二极管,半导体晶体管,1.1.2电子技术的发展,
3、第三代集成电路是1958 年由美国德克萨斯公司发明。它将许多晶体管、 电阻、电容等元件制作在同一块硅晶片上。集成电路的发展经历了小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)。第一片集成电路只有4只晶体管，而1997年有40亿只晶体管。科学家预测，集成度按10倍/6年的速度增长，到2015年-2020年达到饱和。集成电路的出现，使电子技术向着微小型化、智能化、高精度、高灵敏度、高功率方向发展。,1.1.2 电子技术的发展,目前电子技术已经应用到国民经济的各个领域，例如工业、农业、交通、医学、军事等领域。1.工业领域数控机床、线切割机、
4、高频炉、产品分装、自动仓库等自动化生产线、自动控制装置、自动测试装置。,1.1.3电子技术的应用,抓举机器人,爬壁机器人,焊接机器人,蛇形机器人,控温控湿塑料大棚,2.农业领域,农业物联网,高速铁路列车,3.交通运输领域,汽车雷达,列车驾驶室,汽车数字化仪表盘,1.1.3 电子技术的应用,伽马刀,1.1.3 电子技术的应用,4.医学领域,核磁共振,B超,火箭发射,火箭,火箭,军舰,5. 军 事 领 域,1.1.3 电子技术的应用,太 阳 能 发 电,军舰,6. 新 能 源 领 域,1.1.3 电子技术的应用,风力 发 电,1.1.3 电子技术的应用,2.7 在民用领域,收音机,音乐播放器,家庭
5、影院,数码相机,喷墨打印机和扫描仪,笔记本电脑,数字电子秤,电磁炉,微波炉,电饭锅,自动面包机,此外还有录音笔、电子琴、定时器、摄像机、洗衣机、DVD播放机、消毒柜、电子门铃、节日彩灯、家用按摩机、电冰箱、空调、智能电度表、家用防盗装置、电子锁、LED台灯、电子台历、。,1.信号,信息需要借助于某些物理量（如声、光、电）的变化来表示和传递。,电信号常常表示为随时间变化的电压u(t)或电流i(t) 。,2.电信号,由于非电物理量可以转换成电信号，而且电信号容易传送和控制，因此其成为应用最为广泛的信号。,1.2 模拟信号与数字信号,信号是反映信息的物理量，如温度、压力、流量，声音等。,3. 模拟信
6、号与数字信号模拟信号:在时间和数值上均具有连续性，即在任意时刻有确定的函数值u或i，并且u或i的幅度是连续取值。,数字信号:在时间和数值上均具有离散性，同时具有双值性。,模拟信号 数字信号,1.2 模拟信号与数字信号,H,ULmax,UHmin,测控系统结构框图,模拟信号与数字信号相互转换：,1.2 模拟信号与数字信号,A,D,D,A,显示器件,1.模拟电路,处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。 放大电路主要完成信号的电压、电流或功率放大。 运算电路主要完成信号的加、减、乘、除、积分、微分、对数和指数等运算； 信号发生电路主要用于产生正弦波、矩形波、三角波、锯齿波等； 滤波电路用于保留信号中的
7、有用频率成分，抑制其它频率成分的信号通过； 直流电源是将工频交流电转换成不同输出电压和电流的直流电。,1.3 模拟电路与数字电路,2.数字电路,处理数字信号的电子电路称为数字电路。 数字电路主要研究数字信号的存储、变换、测量等，其包括门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、可编程逻辑器件、模数和数模转换电路等。,1.3 模拟电路与数字电路,3.模拟电路与数字电路的区别,在模拟电路中晶体管工作在放大区，在数字电路中晶体管工作在饱和区或截止区，工作在开关状态； 数字电路体积小、便于集成；模拟电路抗干扰能力较弱，数字电路抗干扰能力较强。,模拟电子技术基础课程是高等院校工科电类专业的
8、一门重要的技术基础课。 课程内容：放大电路、运算电路、波形发生电路、滤波电路和直流电源等。 课程教学目标：使学生初步掌握模拟电子电路的基本概念、基本电路和基本分析方法。,1.4 模拟电子技术基础课程,1.4.1 课程内容,工程性强：在分析模拟电路时常常需要从工程的角度分析问题和解决问题。在分析电子器件和电子电路时需要根据信号的幅值和频率，选择模型及参数；在工程允许的范围内，忽略一些次要因素，对一些电子器件和电子电路进行一些合理的近似和估算。 实践性强：掌握常用电子器件的工作原理及性能参数；掌握常用模拟电路的分析和设计方法；掌握常用电子仪器的使用方法，并能够利用其完成模拟电路测试、故障判断及排除
9、；能够采用电子电路仿真分析和设计软件对模拟电路进行仿真分析。,1.4 模拟电子技术基础课程,1.4.2 课程特点,1.4 模拟电子技术基础课程,1.4.3 如何学习模拟电子技术基础课程,重点掌握模拟电子技术基础课程中的基本概念、基本电路、基本分析方法。 能够采用电路的基本定理、基本定律分析模拟电路。 采用工程观点学习这门课程，进行必要的工程估算。忽略一些次要因素，使复杂的工程问题得到简化，并且满足实际工作的需要。 注重实践教学环节，以实际操作实验为主、以仿真实验为辅。学生在实验中学会研究性、探究式学习方式。,会分析：定性分析 会计算：定量计算,考查学生分析问题的能力,会设计：电路设计、器件选择、参数设计,会调试：仪器选用、测试方法、故障诊断、EDA,考查学生解决问题的能力设计能力,考查学生解决问题的能力实践能力,1.4 模拟电子技术基础课程,1.4.4 考核方式,
