第1講導(dǎo)言-new

1、第一講第一講 導(dǎo)導(dǎo) 言言 主講老師：楊自力 辦 公 室：B6-420 手 機(jī)郵 箱： 待解決問(wèn)題：本課程學(xué)什么？有什么用？怎么學(xué)？第一講 導(dǎo)言一、模擬信號(hào)與模擬電路二、電子技術(shù)的發(fā)展四、“模電”課程的內(nèi)容六、“模電”課程的能力培養(yǎng)七、課程的地位、學(xué)習(xí)與考核五、“模電”課程的特點(diǎn)三、 EDA 軟件介紹1. 1. 信號(hào)：是反映消息的物理量信號(hào)：是反映消息的物理量 信息需要借助于某些物理量（如聲、光、電）信息需要借助于某些物理量（如聲、光、電）的變化來(lái)表示和傳遞。的變化來(lái)表示和傳遞。 電信號(hào)電信號(hào)是指隨時(shí)間而變化的電壓是指隨時(shí)間而變化的電壓u或電流或電流i ，記記作作u=f

2、(t) 或或i=f(t) 。一、模擬信號(hào)與模擬電路一、模擬信號(hào)與模擬電路 如溫度、壓力、流量，自然界的聲音信號(hào)等等，如溫度、壓力、流量，自然界的聲音信號(hào)等等，因而信號(hào)是消息的表現(xiàn)形式。因而信號(hào)是消息的表現(xiàn)形式。2. 2. 電信號(hào)電信號(hào) 由于由于非電的物理量非電的物理量很容易轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，而且很容易轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，而且電信號(hào)又容易電信號(hào)又容易傳送和控制傳送和控制，因此電信號(hào)成為應(yīng)用，因此電信號(hào)成為應(yīng)用最為廣泛的信號(hào)。最為廣泛的信號(hào)。0 0、“電電”的的應(yīng)用應(yīng)用 能量：電燈、電風(fēng)扇、電磁爐、空調(diào)、電梯等能量：電燈、電風(fēng)扇、電磁爐、空調(diào)、電梯等 信息：電腦、手機(jī)、收音機(jī)、導(dǎo)航儀、雷達(dá)等信息：電腦、手機(jī)

3、、收音機(jī)、導(dǎo)航儀、雷達(dá)等一、模擬信號(hào)與模擬電路一、模擬信號(hào)與模擬電路3. 電子電路中信號(hào)的分類電子電路中信號(hào)的分類 模擬信號(hào)模擬信號(hào) 對(duì)應(yīng)任意時(shí)間值對(duì)應(yīng)任意時(shí)間值t 均有確定的函數(shù)值均有確定的函數(shù)值u或或i，并且并且u或或 i 的幅值是連續(xù)取值的，即在時(shí)間和數(shù)值上均具的幅值是連續(xù)取值的，即在時(shí)間和數(shù)值上均具有連續(xù)性。有連續(xù)性。 大多數(shù)物理量所轉(zhuǎn)換成的信號(hào)均為模擬信號(hào)。大多數(shù)物理量所轉(zhuǎn)換成的信號(hào)均為模擬信號(hào)。 任何瞬間的任何任何瞬間的任何值均是有意義的值均是有意義的一、模擬信號(hào)與模擬電路一、模擬信號(hào)與模擬電路數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào) 在時(shí)間和數(shù)值上均具有離散性，在時(shí)間和數(shù)值上均具有離散性，u或或 i 的

4、變化在的變化在時(shí)間上不連續(xù)，總是發(fā)生在離散的瞬間；且它們的時(shí)間上不連續(xù)，總是發(fā)生在離散的瞬間；且它們的數(shù)值是一個(gè)最小量值的整數(shù)倍，當(dāng)其值小于最小量數(shù)值是一個(gè)最小量值的整數(shù)倍，當(dāng)其值小于最小量值時(shí)信號(hào)將毫無(wú)意義。值時(shí)信號(hào)將毫無(wú)意義?！?”的電的電壓當(dāng)量壓當(dāng)量“1”的倍數(shù)的倍數(shù)介于介于K與與K+1之之間時(shí)需根據(jù)閾值間時(shí)需根據(jù)閾值確定為確定為K或或K+14. 模擬電路模擬電路 模擬電路：模擬電路：對(duì)模擬量進(jìn)行處理的電路。對(duì)模擬量進(jìn)行處理的電路。 最基本的處理是對(duì)信號(hào)的放大。最基本的處理是對(duì)信號(hào)的放大。 放大：輸入為小信號(hào)，有源元件控制電源使負(fù)載獲放大：輸入為小信號(hào)，有源元件控制電源使負(fù)載獲 得大信號(hào)

5、，并保持線性關(guān)系。得大信號(hào)，并保持線性關(guān)系。 有源元件：能夠控制能量的元件。有源元件：能夠控制能量的元件。一、模擬信號(hào)與模擬電路一、模擬信號(hào)與模擬電路5、電子信息系統(tǒng)的組成、電子信息系統(tǒng)的組成模擬電子電路模擬電子電路數(shù)字電子電路（系統(tǒng)）數(shù)字電子電路（系統(tǒng)）傳感器傳感器接收器接收器隔離、濾隔離、濾波、放大波、放大運(yùn)算、轉(zhuǎn)運(yùn)算、轉(zhuǎn)換、比較換、比較功放功放模擬模擬- -數(shù)字混合電子電路數(shù)字混合電子電路模擬電子系統(tǒng)模擬電子系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一、模擬信號(hào)與模擬電路一、模擬信號(hào)與模擬電路 電子技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)的發(fā)展，尤其尤其計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使之計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使之“無(wú)無(wú)孔不入孔不入”，應(yīng)用廣泛！

6、，應(yīng)用廣泛！ 廣播通信：發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、擴(kuò)音、錄音、程控交換機(jī)、電廣播通信：發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、擴(kuò)音、錄音、程控交換機(jī)、電話、手機(jī)話、手機(jī) 網(wǎng)絡(luò)：路由器、網(wǎng)絡(luò)：路由器、ATMATM交換機(jī)、收發(fā)器、調(diào)制解調(diào)器交換機(jī)、收發(fā)器、調(diào)制解調(diào)器 工業(yè)：鋼鐵、石油化工、機(jī)加工、數(shù)控機(jī)床工業(yè)：鋼鐵、石油化工、機(jī)加工、數(shù)控機(jī)床 交通：飛機(jī)、火車、輪船、汽車交通：飛機(jī)、火車、輪船、汽車 軍事：通信、雷達(dá)、電子導(dǎo)航軍事：通信、雷達(dá)、電子導(dǎo)航 航空航天：衛(wèi)星定位、測(cè)控航空航天：衛(wèi)星定位、測(cè)控 醫(yī)學(xué)：醫(yī)學(xué)：刀、刀、CTCT、B B超、微創(chuàng)手術(shù)超、微創(chuàng)手術(shù) 消費(fèi)類電子：家電（空調(diào)、冰箱、電視、音響、攝像機(jī)、照消費(fèi)類電子：家電

7、（空調(diào)、冰箱、電視、音響、攝像機(jī)、照相機(jī)、電子表）、電子玩具、各類報(bào)警器、保安系統(tǒng)相機(jī)、電子表）、電子玩具、各類報(bào)警器、保安系統(tǒng)二、電子技術(shù)的發(fā)展二、電子技術(shù)的發(fā)展二、電子技術(shù)的發(fā)展 很大程度上反映在元器件的發(fā)展上很大程度上反映在元器件的發(fā)展上 : 1947年年 貝爾實(shí)驗(yàn)室制成第一只晶體管貝爾實(shí)驗(yàn)室制成第一只晶體管 1958年年 集成電路集成電路 1969年年 大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路 1975年年 超大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路 第一片集成電路只有第一片集成電路只有4個(gè)晶體管，而個(gè)晶體管，而1997年一片集成年一片集成電路中有電路中有40億個(gè)晶體管。有科學(xué)家預(yù)測(cè)，集成度還將按億個(gè)晶體管

8、。有科學(xué)家預(yù)測(cè)，集成度還將按10倍倍/6年的速度增長(zhǎng)，到年的速度增長(zhǎng)，到2015或或2020年達(dá)到飽和。年達(dá)到飽和。學(xué)習(xí)電子技術(shù)方面的課程需關(guān)注電子技術(shù)的發(fā)展！學(xué)習(xí)電子技術(shù)方面的課程需關(guān)注電子技術(shù)的發(fā)展！ 電子技術(shù)的發(fā)展很大程度上依賴于電子元器件的發(fā)展。從電子管半導(dǎo)體管集成電路1904年年電子管問(wèn)世電子管問(wèn)世！1947年年晶體管誕生晶體管誕生1958年集成電年集成電路研制成功路研制成功電子管、晶體管、集成電路比較電子管、晶體管、集成電路比較 電子技術(shù)的發(fā)展反過(guò)來(lái)又促進(jìn)了電子元器件的發(fā)展-不斷涌現(xiàn)出新的元器件!第一只晶體管的發(fā)明者第一只晶體管的發(fā)明者（by John Bardeen , Will

9、iam Schockley and Walter Brattain in Bell Lab）第一個(gè)集成電路及其發(fā)明者第一個(gè)集成電路及其發(fā)明者（ Jack Kilby from TI ） 1958年年9月月12日，在德州儀器公司日，在德州儀器公司的實(shí)驗(yàn)室里，實(shí)現(xiàn)了把電子器件集成的實(shí)驗(yàn)室里，實(shí)現(xiàn)了把電子器件集成在一塊半導(dǎo)體材料上的構(gòu)想。在一塊半導(dǎo)體材料上的構(gòu)想。42年以年以后，后， 2000年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 “為為現(xiàn)代信息技術(shù)奠定了基礎(chǔ)現(xiàn)代信息技術(shù)奠定了基礎(chǔ)”。 他們?cè)谒麄冊(cè)?947年年11月底發(fā)明了晶月底發(fā)明了晶體管，并在體管，并在12月月16日正式宣布日正式宣布“晶晶體

10、管體管”誕生。誕生。1956年獲諾貝爾物理年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。巴因所做的超導(dǎo)研究于學(xué)獎(jiǎng)。巴因所做的超導(dǎo)研究于1972年第二次獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。年第二次獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。值得紀(jì)念的幾位科學(xué)家！三、三、EDA軟件介紹軟件介紹1. 概述概述CADCAD：computer aide design computer aide design 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD CAD 已經(jīng)深入應(yīng)用的各個(gè)行業(yè)。已經(jīng)深入應(yīng)用的各個(gè)行業(yè)。EDAEDA：electronic design automationelectronic design automation，電子設(shè)計(jì)自，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化。動(dòng)化。 EDA

11、包括不同的設(shè)計(jì)層面，從芯片到可編程器件，電路設(shè)計(jì)，再到pcb和電磁兼容的層次，都有各自的專用設(shè)計(jì)軟件。 我們模擬電子電路一般常用的EDA有：Protel, Orcad, Pspice, Multisim (EWB)等。三、三、EDA軟件介紹軟件介紹2. Multisim V7簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介方便直觀的原理圖輸入方便直觀的原理圖輸入龐大的元器件模型參數(shù)庫(kù)龐大的元器件模型參數(shù)庫(kù)齊全的儀器儀表庫(kù)齊全的儀器儀表庫(kù)三、三、EDA軟件介紹軟件介紹2. Multisim V7簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介四、四、 “模電模電” 課程的內(nèi)容課程的內(nèi)容 半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件。 處理模擬信號(hào)的電子電路及其相關(guān)的基本功能：各處理模擬信號(hào)的電子

12、電路及其相關(guān)的基本功能：各 種放大電路、運(yùn)算電路、濾波電路、信號(hào)發(fā)生電路、種放大電路、運(yùn)算電路、濾波電路、信號(hào)發(fā)生電路、 電源電路等等。電源電路等等。 模擬電路的分析方法。模擬電路的分析方法。 不同的電子電路在電子系統(tǒng)中的作用。不同的電子電路在電子系統(tǒng)中的作用。五、五、“模電模電”課程的特點(diǎn)課程的特點(diǎn) 1、工程性工程性 實(shí)際工程需要證明其可行性。實(shí)際工程需要證明其可行性。 強(qiáng)調(diào)定性分析。強(qiáng)調(diào)定性分析。 實(shí)際工程在滿足基本性能指標(biāo)的前提下總是容許存實(shí)際工程在滿足基本性能指標(biāo)的前提下總是容許存 在一定的誤差范圍的。在一定的誤差范圍的。 電子電路的定量分析稱為電子電路的定量分析稱為“估算估算”。 近

13、似分析要近似分析要“合理合理”。 抓主要矛盾和矛盾的主要方面。抓主要矛盾和矛盾的主要方面。 電子電路歸根結(jié)底是電路。電子電路歸根結(jié)底是電路。 估算不同的參數(shù)需采用不同的模型，可用電路的估算不同的參數(shù)需采用不同的模型，可用電路的基本理論分析電子電路?；纠碚摲治鲭娮与娐?。五、五、“模電模電”課程的特點(diǎn)課程的特點(diǎn)2. 實(shí)踐性實(shí)踐性 實(shí)用的模擬電子電路幾乎都需要進(jìn)行調(diào)試實(shí)用的模擬電子電路幾乎都需要進(jìn)行調(diào)試才能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，因而要掌握以下方法：才能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，因而要掌握以下方法： 常用電子儀器的使用方法常用電子儀器的使用方法 電子電路的測(cè)試方法電子電路的測(cè)試方法 故障的判斷與排除方法故障的判斷與

14、排除方法 EDA軟件的應(yīng)用方法軟件的應(yīng)用方法六、六、“模電模電”課程的能力培養(yǎng)課程的能力培養(yǎng)1. 會(huì)看：定性分析會(huì)看：定性分析2. 會(huì)算：定量計(jì)算會(huì)算：定量計(jì)算考查分析問(wèn)題的能力考查分析問(wèn)題的能力3. 會(huì)選：電路形式、器件、參數(shù)會(huì)選：電路形式、器件、參數(shù)4. 會(huì)調(diào)：儀器選用、測(cè)試方法、故障診斷、會(huì)調(diào)：儀器選用、測(cè)試方法、故障診斷、EDA考查解決問(wèn)題的能力設(shè)計(jì)能力考查解決問(wèn)題的能力設(shè)計(jì)能力考查解決問(wèn)題的能力實(shí)踐能力考查解決問(wèn)題的能力實(shí)踐能力綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力七、課程的地位、學(xué)習(xí)與考核七、課程的地位、學(xué)習(xí)與考核 專業(yè)基礎(chǔ)課，和電路、專業(yè)基礎(chǔ)課，和電路、“數(shù)電數(shù)電”相并列相

15、并列（學(xué)分（學(xué)分5，總學(xué)時(shí)，總學(xué)時(shí)72，其中理論教學(xué)，其中理論教學(xué)60學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）電氣工程、電子信息工程、自動(dòng)化等電專業(yè)電氣工程、電子信息工程、自動(dòng)化等電專業(yè) 先導(dǎo)課程：先導(dǎo)課程：高等數(shù)學(xué)高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理大學(xué)物理、電路分析電路分析 后續(xù)課程：后續(xù)課程：數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)、電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)、單片單片機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)、電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)變頻技術(shù)與應(yīng)用變頻技術(shù)與應(yīng)用等等 模擬電子技術(shù)基本教程模擬電子技術(shù)基本教程 華成英華成英 主編主編 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分 康華光康華光 主編主編 高等教育出版社高等教育出版社七、課程的地位、學(xué)習(xí)與考核七、課程的地位、學(xué)習(xí)與考核 課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)內(nèi)容龐雜，內(nèi)容龐雜，思維方法比較特殊，思維方法比較特殊，需提前預(yù)讀教材需提前預(yù)讀教材 課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí)