第一講 概述-2h

1、第一章 概述 1、什么是電子信息系統(tǒng)？ (P1框圖，P2實例) 2、電子信息系統(tǒng)的主要技術指標？ 3、電子信息系統(tǒng)設計方法？ 4、電子信息系統(tǒng)研究熱點和趨勢？1.電子信息系統(tǒng)處理電路傳感器控制電路執(zhí)行器顯示記錄對象單片微機報警由計算機、有/無線通信設備、處理設備、控制設備及相關的配套設備、設施（含網(wǎng)絡）等的電子設備構成的，按一定應用目的和規(guī)則對信息進行采集、加工、存儲、傳輸、檢索等處理的人機系統(tǒng)。1.電子信息系統(tǒng)實例1：社區(qū)家居安防系統(tǒng)（P2）1.電子信息系統(tǒng)實例2：機械加工流水線1.電子信息系統(tǒng)實例3：伺服驅動電子控制系統(tǒng)1.電子信息系統(tǒng)實例4：鍋爐電子控制系統(tǒng)第一章 概述 1、什么是電子信

2、息系統(tǒng)？ (P1框圖，P2實例) 2、電子信息系統(tǒng)的主要技術指標？ 3、電子信息系統(tǒng)設計方法？ 4、電子信息系統(tǒng)研究熱點和趨勢？2.電子信息系統(tǒng)技術指標定量分析的依據(jù)2.1 抗干擾能力：噪聲和干擾2.1.1 噪聲 熱噪聲導體內(nèi)部自由電子無規(guī)則的熱運動，均方根值=4kTRB（k噪聲常數(shù)，室溫K，R歐，帶寬Hz） 低頻噪聲flicker noise （閃爍噪聲1/f ：在低頻部分的電流噪聲的功率譜密度和頻率 f 成反比）直流電流流過不連續(xù)介質 （小于1Hz?。┚€性器件固有的隨機噪聲2.電子信息系統(tǒng)技術指標2.1 抗干擾能力：噪聲和干擾2.1.1 噪聲 散粒噪聲晶體管中載流子通過勢壘區(qū)不均勻造成電流

3、的微小起伏，與 電流 有關o 接觸不良引起的噪聲o 尖峰或振鈴噪聲o 感應噪聲（靜電、磁或電磁感應）o 信號失真引起的噪聲o 自激振蕩S (f )f (HZ)10131014高頻噪聲白噪聲低頻噪聲0NF(dB)NF(dB)Vns110010k1M105f(Hz)0200400600105R ( )Vn I n2KTBI n2 R s4KTBVn24KTRs BFmin 1 1 Vns2 Vn2 I n2 R s22F 當R最佳 Vn / I n最小噪聲系數(shù)/最佳源電阻2.電子信息系統(tǒng)技術指標放大器的噪聲系數(shù)和工作頻率、源電阻的關系曲線NoK f NiNo SiNi So(S / N )i(S

4、/ N )oF 功率放大系數(shù)K f So / Si總等效輸入噪聲功率 Vns2 Vn2 I n2 Rs2 4KTRs B Vn2 I n2 Rs2總等效輸入噪聲功率源電阻的熱噪聲功率2.電子信息系統(tǒng)技術指標信噪比 信噪比（SNR）=信號有效功率/噪聲有效功率 噪聲系數(shù)=輸入信噪比/輸出信噪比2.電子信息系統(tǒng)技術指標定量分析的依據(jù)2.1.2 干擾 1、無用電磁波的干擾各種電臺發(fā)射的電磁波產(chǎn)生的干擾 2、交流聲直流供電電源一般都是由交流市電整流濾波而得，當濾波不好時，電子設備中就會混入交流市電信號而引起噪聲 3、來自其它電氣設備的干擾如動力機械、使用整流子的電動機、高頻爐、電焊機甚至日光燈火花都會

5、形成干擾 4、天電干擾各種氣象現(xiàn)象（如雷電等）產(chǎn)生的電波或空間電位變化所引起的干擾 5、天體干擾各種天體（如太陽和其它星體）輻射的電磁波所產(chǎn)生的干擾第一章 概述 1、什么是電子信息系統(tǒng)？ (P1框圖，P2實例) 2、電子信息系統(tǒng)的主要技術指標？ 3、電子信息系統(tǒng)設計方法？ 4、電子信息系統(tǒng)研究熱點和趨勢？電子信息系統(tǒng)1.2.3.4.5.6.電路功能描述技術指標（電氣指標、設備條件約束、工作環(huán)境、安全指標）經(jīng)濟指標確定方案機械與電子模擬與數(shù)字通用與定制集成電路硬件與軟件方框圖設計電路設計安裝調試（分級調試，不要心存僥幸?。┘夹g總結第一章 概述 1、什么是電子信息系統(tǒng)？ (P1框圖，P2實例) 2

6、、電子信息系統(tǒng)的主要技術指標？ 3、電子信息系統(tǒng)設計方法？ 4、電子信息系統(tǒng)研究熱點和趨勢？4. 研究熱點和趨勢4.1 EDA技術EDA是電子設計自動化（Electronic Design Automation）的縮寫，在20世紀60年代中期從計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來的。4.1.1 電子電路設計與仿真工具：SPICE、multiSIM、MATLAB4.1.2 PCB設計軟件：Protel、Altium Designer、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、Cadence PSD、Mento

7、rGraphices的Expedition PCB、Zuken CadStart、Winboard/Windraft/Ivex-SPICE、PCB Studio、TANGO、PCBWizard、ultiBOARD74.1.3 IC設計軟件：Cadence、Mentor Graphics和Synopsys、熊貓20004.1.4 PLD設計工具：CPLD（Complex PLD）和FPGA(Field Programmable GateArray)。它們的基本設計方法是借助于EDA軟件，用原理圖、狀態(tài)機、布爾表達式、硬件描述語言等方法，生成相應的目標文件，最后用編程器或下載電纜，由目標器件實現(xiàn)。

8、生產(chǎn)PLD的廠家很多，但最有代表性的PLD廠家為Altera、Xilinx和Lattice公司。4. 研究熱點和趨勢4.2 微電子技術微電子技術是建立在以集成電路為核心的各種半導體器件基礎上的高新電子技術，特點是體積小、重量輕、可靠性高、工作速度快，微電子技術對信息時代具有巨大的影響。4.3 機電一體化技術機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統(tǒng)技術，目前正向光機電一體化技術（Opto-mechatronics）（Opto-

9、mechatronics）（Opto-mechatronics）方向發(fā)展，應用范圍愈來愈廣。4. 研究熱點和趨勢4.4 嵌入式技術嵌入式技術執(zhí)行專用功能并被內(nèi)部計算機控制的設備或者系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)不能使用通用型計算機，而且運行的是固化的軟件，用術語表示就是固件（firmware），終端用戶很難或者不可能改變固件。4.5 現(xiàn)代電力電子技術電源和功率驅動都設計電力電子技術，電力電子技術起源于硅整流期間，其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代。發(fā)展方向是高頻化、硬件模塊化、產(chǎn)品性能綠色化。4. 研究熱點和趨勢4.6 虛擬儀器技術虛擬儀器技術就是利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。原理 分析（多讀電路圖） 設計（