文档介绍：第一章:电路基础知识
本章内容:
§ 电子信号及频谱
§ 理想电路元件
§ 电压源与电流源
§ 电路定理/定律
§ 双口网络
§ RC电路分析
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§ 电子信号及频谱
一、模拟信号与数字信号
电子电路的信号(signal),是指随时间变化的的电信号,如电
压(voltage)u(t)、电流(current)i(t)。根据信号在时
间和幅值上是否连续,电子技术中将信号分为模拟信号
(analog signals)与数字信号(digital signals)。
1、模拟量与数字量
模拟量:在时间上和取值上连续的物理量,
如:温度、压力、距离和时间等。
数字量:在时间上和取值上都是离散的物理量,
如:自动生产线上的零件记录量,台阶的阶数等。
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2、模拟信号与数字信号
t
u(t)
t
u(t)
高电平
低电平
上升沿
下降沿
模拟信号
数字信号
模拟信号:表示模拟量的信号,研究时要注重它对时间的变化规律;
数字信号:表示数字量的信号,研究时要注重它的有无或出现次数,数字信号的出现时间一般由时钟信号控制,而取值的离散性更使数字信号在处理、存储和传输等方面比模拟信号有很多优势。
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模拟信号的基本类型:
正弦信号:
阶跃信号:
冲激信号:
t
0
u(t)
t
u(t)
0
t
(t)
0
(sine signal)
(step signal)
(unit impulse signal)
峰峰值
峰峰值
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脉冲信号:一切非正弦信号
t
u(t)
0
脉冲信号特征参数:
脉冲幅度Um:电压变化的最大值;
重复周期T:相邻脉冲对应点之间的时间间隔,重复频率;
上升时间tr:脉冲前沿(上升沿);
脉冲宽度τ:;
下降时间tf:脉冲后沿(下降沿);
占空比D:脉冲宽度与周期的比值。
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3、模拟电路与数字电路
处理模拟信号的电路称为模拟电路;处理数字信号的电路称为数字电路。
由于处理的信号性质不同,两者在基本单元电路、分析方法、研究范围等各方面都不相同。
模拟电路:
晶体管工作在线性区,起放大作用;
研究输出与输入信号之间的大小、相位、失真等方面的关系;
基本电路元件:晶体管、场效应管、集成运算放大器;
基本模拟电路:
信号放大及运算(信号放大、功率放大)
信号处理(采样保持、电压比较、有源滤波)
信号发生(正弦波发生器、三角波发生器、…)
数字电路:
晶体管处于饱和状态或截至状态,起开关作用;
研究输出与输入信号间的逻辑关系(因果关系);
基本电路元件:逻辑门电路、触发器;
基本数字电路:
组合逻辑电路
时序逻辑电路(寄存器、计数器、脉冲发生器、脉冲整形电路)
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数字电路的优点:
工作状态比模拟电路稳定;
电路规则,种类少;
易于大规模集成,数字电路集成规模远大于模拟电路;
易于采用EDA工具进行分析与设计;
数字电路和数字信号应用远超过模拟电路和模拟信号。
模拟电路的优点:
在很高工作频率的信号还只能由模拟电路处理,因为数字电路的工作速度不够;
数字电路不能完成微弱信号的放大;
与物理世界的接口,我们经常接触的物理量是模拟的,即使采用数字信号处理,也必须经过一定的模拟信号处理;
与传输介质接口,信号在各种传输介质中的传播,因为主要是载波传输,主要应用模拟信号;
易于实现各种非线性电路,如相乘器(混频器)等;
在模拟-数字混合系统,模拟电路的性能影响整个系统的性能。
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模拟信号与数字信号的转换
A/D转换器
模拟电路
模拟信号
模拟信号
D/A转换器
数字电路
数字信号
数字信号
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电子电路的分类
元器件
类型
元器件工作状态
元器件参数与时间的关系
电路的物理尺寸与工作波长之间的比
电路中传输信号的种类
本课程研究的主要对象:线性、时不变、集总参数电路
电子管
双极型