電子信息專業(yè)英語習題答案

1、第一單元 元件與定律A課文譯文電阻器、電容器和電感器在電子電路中，電阻器、電容器和電感器是非常重要的元件。電阻器和電阻電阻器是二端口元件。電阻是阻止電流流動，更確切地說，是阻止電荷流動的能力。在國際單位制中，電阻用歐姆來度量。希臘字母是歐姆的標準符號。較大的電阻一般用千歐和兆歐來表示。模擬這種特性常用的電路元件是電阻器。圖1.1表示電阻器的電路符號，R表示電阻器的電阻值。圖1.1 電阻器的電路符號 為了進行電路分析，我們必須在電阻器中指明電流和電壓的參考方向。如果我們選擇關(guān)聯(lián)參考方向，那么電壓和電流之間的關(guān)系是：v=iR (1.1)這里 v 是電壓，其單位是伏特， i 是電流，其單位是安培，

2、R 是電阻，其單位是歐姆。如果選擇非關(guān)聯(lián)參考方向，我們必須寫成： v=iR (1.2)用在公式（1.1）和（1.2）中的代數(shù)式就是著名的歐姆定律。歐姆定律表示了電壓作為電流的函數(shù)。然而，要表示電流是電壓的函數(shù)也是非常方便的。歐姆定律是電阻兩端的電壓和電流間的代數(shù)關(guān)系。電容器和電容電能可以存儲在電場中，存儲電能的裝置叫電容器。電容器存儲電能的能力叫做電容。圖1.2表示電容器的電路符號。電容的電路參數(shù)用字母C表示，用法拉來度量。因為法拉是相當大的電容量，實際上電容值通常位于皮法和微法之間。圖1.2 電容器的電路符號當電壓隨時間變化時，電荷的位移也隨時間變化，引起了眾所周知的位移電流。在終端，位移電

3、流和傳導電流沒有區(qū)別。當電流參考方向和電壓參考方向是關(guān)聯(lián)參考方向時，電流正比于電容兩端電壓隨時間的變化率的數(shù)學表達式為： (1.3)這里 i的單位是安培，C的單位是法拉，v的單位是伏特， t的單位是秒。 電感器和電感眾所周知，電感是電子電路中的模塊之一。所有的線圈都有電感。電感是抵抗流過線圈電流的任何變化的性質(zhì)。電感用字母L表示，其單位是亨利。 圖1.3表示一個電感器。圖1.3 電感器的電路符號當電流和電壓的參考方向關(guān)聯(lián)時，有 (1.4)這里v的單位是伏特，L的單位是亨利，i的單位是安培，t的單位是秒。 由公式（1.4）顯示電感器兩端電壓與電感器中電流隨時間的變化率成正比。在此，我們可以得到兩

4、條重要的結(jié)論：第一，如果電流是常數(shù)，理想電感器的端電壓為0，這樣電感器在恒量或直流中可以當作短路；第二，在電感器中電流不能瞬時變化，也就是說，在0時間內(nèi)電流不能以有限量改變。電感器和電容器一樣，存儲供給它的能量，但是它是以磁場的形式而不是以電場的形式存儲能量。習題答案I471. two-terminal element 二端口元件2. associated reference direction 關(guān)聯(lián)參考方向3. Ohms Law 歐姆定律4. electric field 電場5. displacement current 轉(zhuǎn)移電流6. short circuit 短路7. magnetic

5、 field 磁場8. conduction current 傳導電流II.1. capacitance 2. capacitor 3. resistance 4. resistor 5. Inductance6. InductorIII. 在此，我們可以得到兩條重要的結(jié)論：第一，如果電流是常數(shù)，理想電感器的端電壓為0，這樣電感器在恒量或直流中可以當作短路；第二，在電感器中電流不能瞬時變化，也就是說，在0時間內(nèi)電流不能以有限量改變。C課內(nèi)閱讀譯文理想的基本電路元件和基爾霍夫定律理想的基本電路元件 理想的基本電路元件有三個特征：（1）它只有兩個端口，這兩個端口是和其他電路元件連接的端點；（2）在

6、數(shù)學上它以電流或電壓的方式被描述；（3）它不能再細分為其他的元件。我們使用單詞“理想的”意味著基本電路元件不能作為一個可實現(xiàn)的物理元件而存在。我們使用“基本的”意味著電路元件不能被進一步簡化或者被細分成其他的元件。這樣，基本電路元件組成了構(gòu)建電路模型的模塊，但是它們自己不能用其他的元件形式來模擬了。有五種理想的基本電路元件：電壓源、電流源、電阻器、電感器和電容器。 基爾霍夫定律 任意一個元件中，當兩端電壓和電流被確定時，就說電路被解開了。歐姆定律是求解電路的一個重要等式。在簡單的電路結(jié)構(gòu)中，歐姆定律能求解任意一個元件的電壓和電流。然而，對于較復雜的電路連接，我們需要使用兩個更重要的代數(shù)關(guān)系式來

7、求解所有的電壓和電流，這就是著名的基爾霍夫定律。有基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律?；鶢柣舴螂娏鞫煽杀硎鰹椋涸谝粋€電路中，在任意節(jié)點，所有電流的代數(shù)和等于零。為了使用基爾霍夫電流定律，必須對節(jié)點的電流，指定一個同參考方向相符的代數(shù)符號。定義某節(jié)點的流出電流為正，則流入電流為負，同樣如果定義某節(jié)點的流出電流為負，則流入電流為正。我們在闡述基爾霍夫電壓定律以前，必須定義閉合路徑或環(huán)路。從任意選擇的節(jié)點開始，沿著電路的閉合路徑（走），經(jīng)過所選擇（路徑上）的基本電路元件，返回到起始節(jié)點，只經(jīng)過任意中間節(jié)點一次?；鶢柣舴螂妷憾煽梢躁U述為：沿著任意閉合路徑的所有電壓的代數(shù)和等于零。為了使用基爾霍夫電

8、壓定律，我們必須給回路里的每一個電壓設定代數(shù)符號（參考方向）。當沿著閉合路徑巡行時，電壓在巡行方向上顯示升或降，對于電壓升設定一個正的符號，則要求給電壓降一個負號。相反，給電壓升一個負號，則要求給電壓降一個正號。第二單元 電路A課文譯文電 路電路通常包含四個部分：電源，如電池；導體或?qū)Ь€，控制器件，如開關(guān)；負載。負載是一個器件或一臺機器。在負載中能夠發(fā)生能量轉(zhuǎn)換。電燈、電阻器和電動機都是電負載的一些普通實例。任何有電子連續(xù)不斷流動的導體和電動勢源的組合都叫電路。一盞連接干電池的燈就是一個簡單電路的實例。電流從電池的負極（）通過電燈，流向正極（），電池的作用就是通過負極（）為電子流提供一條再生通

9、道。只要電路中任何點都保持連通，該電路就是一個閉合電路，就有電流流過。但是如果通路有斷開處，則該電路就是一個開路，就無電流流過。串聯(lián)電路和并聯(lián)電路是電路的兩種主要接法。當電器元件連接時，電流沒有分流，這種連接稱為串聯(lián)。串聯(lián)電路中的每一處電流都是相同的。事實上，在日常電工操作中，最常見的是含兩個或兩個以上支路的電路。例如一般的家庭照明電路，電燈是并聯(lián)的，每盞燈代表一條從主電路中的負極到正極的獨立通路。在并聯(lián)電路中，總電流量等于流過電路中各支路的電流總和。許多實用的電路是串并聯(lián)混合。這種電路能夠把串聯(lián)電路具有的不同電壓與并聯(lián)電路具有的不同電流特征結(jié)合在一個網(wǎng)路內(nèi)。當負載對同一個電源要求有不同的電壓

10、和電流時，這種電路特別有用。為了分析電路，我們可以使用電路化簡方法，也可以使用電路分析方法。 通過應用同歐姆定律結(jié)合的基爾霍夫定律，或者通過使用戴維南和諾頓等效電路化 簡電路結(jié)構(gòu)，可以分析相對簡單的阻性電路。對于所有的電路都可以使用這些方法，但是當電路結(jié)構(gòu)更復雜、引入更多元件的時候，這種直接求解的方法很快就變得麻煩了。此時，可以使用兩種常規(guī)的分析方法。它們是節(jié)點電壓法和網(wǎng)孔電流法，這兩種方法是分析電路的兩種有力的方法，目的在于復雜電路結(jié)構(gòu)的分析。節(jié)點電壓被定義為從參考節(jié)點到非參考節(jié)點的電壓升，網(wǎng)孔電流是僅存在于網(wǎng)孔周圍的電流。 習題答案I1. a circuit that the curren

11、t can flow through 2. in fact 3. a circuit which is broken 4. minus 5. plus 6. be composed of 7. cellII. 1. 能量轉(zhuǎn)換2. 正極3. 串聯(lián)電路4. 電路化簡方法5. 電路分析方法6. 阻性電路7. 戴維南和諾頓等效電路8. 節(jié)點電壓法9. 網(wǎng)孔電流法10. 參考節(jié)點III.對于所有的電路都可以使用這些方法，但是當電路結(jié)構(gòu)更復雜、引入更多元件的時候，這種直接求解的方法很快就變得麻煩了。此時，可以使用兩種常規(guī)的分析方法。C課內(nèi)閱讀譯文三相電路三相電路非常重要，因為差不多所有的電功率都是按三相電

12、產(chǎn)生和傳輸?shù)?。三相電路的基本組成是一個交流電壓發(fā)電機，它產(chǎn)生相同峰值，但是相角相差120°的三個電壓，自然地，三個電壓都具有相同的頻率。這些電壓可以只跨三線，形成三線三相電路?；蛘哌@些電壓可以跨三線和一個中性線之間，形成四線三相電路。因為三相電路有三或四線，但是三個電樞繞組有六個接線端，這些端子中的一些被連在一起。連接這些繞組有兩個實際的方法：Y型連接或者型連接。之所以叫Y型連接是因為實際繞組是Y的形狀，其表示相應的感應電壓在相角上差120°。在Y型連接中，三個端子被連接到一個公共端，用N表示為中性點。實際上，第四個節(jié)點可能是地。很明顯，這種Y型連接產(chǎn)生了一個四線電路。注意

13、，線電流也是繞組電流，叫相電流。在Y型連接中，線電流和相電流相同，線電壓的峰值是相電壓峰值的倍。另一種實際的繞組連接是首尾順次連接的閉合路徑，叫連接。這種型連接顯然是一個三線電路，因為沒有端子連接第四條線。當然希臘字母形狀和交流發(fā)電機中的電樞繞組的物理放置沒有關(guān)系。相反，它僅僅表明繞組電壓相角差120°。在型連接中，這個線電流和相電流不一樣，但是線電壓和相電壓一致。這種交流繞組連接不受歡迎，因為它不能提供一個方便的接地端。為什么幾乎所有的電功率都用三相產(chǎn)生和傳輸，這里一定有些恰當?shù)脑颉Ｊ聦嵣?，一個平衡的三相負載吸收常量而不是脈動瞬時功率，這是三相電路優(yōu)于單相電路的一個重要優(yōu)點。另一

14、個重要的優(yōu)點是三相電動機或發(fā)電機顯著地比相同尺寸單相電動機或發(fā)電機功率要大，而且，某些類型的三相交流電動機是自啟動的，而單相不是。一個經(jīng)常被提到的三相傳輸優(yōu)于單相傳輸?shù)膬?yōu)點是在功率線上節(jié)省銅或鋁。這是一個普遍的想法，其實很容易看到這并不是真的。第三單元 集成電路A課文譯文集成電路我們的世界充滿了集成電路。你能在電腦中找到它們。例如，很多人可能都聽說過微處理器。微處理器是電腦中處理所有信息的一塊集成電路。它可以追蹤是什么鍵被按下了，還有鼠標是否被移動過，它能計數(shù)，運行程序、游戲以及操作系統(tǒng)。在現(xiàn)代每個電子器件中幾乎都能找到集成電路的身影，比如汽車、電視機、CD播放機、手提電話等。但究竟什么是集成

15、電路以及它的歷史又是什么呢？集成電路只不過是非常先進的電路。電路由不同的電子元器件組成，如晶體管、電阻、電容和二極管，這些元件以不同的方式連接在一起，它們有各自的行為特性。晶體管的行為類似開關(guān)，它能開關(guān)電信號或放大電流。例如在電腦中，它可以來存儲信息，或在立體聲放大器中用來放大聲音信號。電阻起限流的作用，它能控制允許通過的電流的大小。在電視機或收音機中電阻被用來控制音量。電容收集電荷并能在一瞬間釋放電荷，這就好比照相機中的小電池能為閃光燈提供足夠的能量一樣。二極管在某些條件下能阻礙電流的流動，只有當這些條件改變時才能使電流通過。例如，光電池中的光束能觸發(fā)二極管來阻止電流流過。這些元器件就像在電

16、結(jié)構(gòu)網(wǎng)中搭積木，依據(jù)搭建電路時元器件的不同組合方式，所有電路，從一個防盜報警器到計算機微處理器，均可以被搭建。在以上所提到的元器件中，為現(xiàn)代計算機發(fā)展做出最重要貢獻的是晶體管。在晶體管發(fā)明以前，工程師們使用電子管。和晶體管的作用一樣，電子管起開關(guān)或放大電流的作用。那么為什么電子管會被晶體管所替代？這里有幾個原因。電子管的外表和行為極像一個燈泡，它產(chǎn)生大量的熱量，并有燒壞的可能。此外，相對于晶體管，它速度慢，體積大而且笨重。當工程師試圖使用電子管建立復雜的電路時，他們很快意識到它的局限性。舉例來說，世界上第一臺數(shù)字計算機ENIAC是一個龐然大物，它的重量超過30噸，消耗200千瓦的電力。它擁有大

17、約18000個電子管，但由于電子管不斷燒毀，使得它變得非常不可靠。當晶體管在1947年被發(fā)明時，被認為是一場革命。由于它體積小，速度快，可靠性高和效率高，因此迅速取代了電子管。擺脫了電子管的種種限制，工程師們終于可以通過電力建設來實現(xiàn)自己的夢想。在1958年的夏天，Jack Kilby在德州儀器公司找到了解決辦法，他是新雇來的，并已著手準備建設一個較小規(guī)模的電路項目。然而，在Jack Kilby看來，德州儀器為其電路小型化項目所選擇的方法似乎并不正確。 作為新聘人員，Kilby和其他的工作人員不同，他沒有休假。當他獨自在實驗室工作的時候，他發(fā)現(xiàn)了一個解決電路小型化問題的方法。 Kilby的想法

18、是，將所有元件及晶片放在相同的一塊半導體材料上。當其余的同事度假回來時，Kilby向他的上級介紹了他的新想法。于是他被允許建立一個電路測試版本。在1958年9月，他的集成電路制作完成，電路通過了檢測，并且非常完美！雖然第一塊集成電路相當?shù)暮喡⒋嬖谝恍﹩栴}，但它的構(gòu)想是具有開創(chuàng)性的。通過將所有的元器件加工在同一塊材料上，并通過金屬絲將它們連接起來，從而就不再需要單獨的分立元件。電線和元器件不再需要手工組裝。這種電路可做得更小，并且制造過程可實行自動化。Jack Kilby主要是因為發(fā)明了集成電路而出名，并且在2000年憑此獲得了諾貝爾物理獎。成功發(fā)明集成電路之后，Kilby仍在德州儀器公司工作

19、，他帶領(lǐng)的團隊發(fā)明了手提式計算器。從Jack Kilby發(fā)明第一個原型至今，集成電路已走過了漫長的道路。他的構(gòu)思開創(chuàng)了一個新的產(chǎn)業(yè)，并成為社會計算機化背后的一個關(guān)鍵要素。如今大部分先進的電路在 比指甲還小的面積上都包含著數(shù)億個元器件。在芯片上的晶體管的尺寸約為90納米，即0.00009毫米，這意味著你可以將數(shù)百個這樣的晶體管放入一個紅細胞內(nèi)。計算機芯片的功能每年都變得更加強大，但價格卻比前一年低很多。早期集成電路的開創(chuàng)者和因特爾公司的奠基人Gordon Moore曾經(jīng)說過：“如果汽車工業(yè)能和半導體行業(yè)一樣發(fā)展迅速，那么如今任何人都可以擁有一輛勞斯萊斯，然后開上一季度就棄之如敝屣，毫不可惜地丟掉

20、它，再換一輛新的?！绷曨}答案I.1. amplify current2. electronic component3. complex circuit4. vacuum tube5. hand-held calculator6. integrated circuit chip7. semiconductor material8. microprocessorII.1. T 2. F 3. T 4. FIII.從Jack Kilby發(fā)明的第一個原型至今，集成電路已走過了漫長的道路。他的構(gòu)思開創(chuàng)了一個新的產(chǎn)業(yè)，并成為社會計算機化背后的一個關(guān)鍵要素。如今大部分先進的電路在 比指甲還小的面積上都包含有

21、數(shù)億個元器件。在芯片上的晶體管的尺寸約為90納米，即0.00009毫米，這意味著你可以將數(shù)百個這樣的晶體管放入一個紅細胞內(nèi)。C課內(nèi)閱讀譯文第一個晶體管的發(fā)明1947年11月17日12月23日1947年11月17日，Walter Brattain將他的整個實驗裝置扔進了裝有水的熱水瓶中。這個他制作的以硅為原料的新發(fā)明是用來幫助他研究電子在半導體表面是如何作用的，但是無論他們怎么做，都不可能制作成一個放大器。水汽不斷凝結(jié)在硅的表面使整個實驗一團糟。為了擺脫水汽凝結(jié)，Brattain原來想將硅放入真空中，但是他認為那樣會花太長時間，于是他將整個實驗裝置放入水中這肯定避免了水汽凝結(jié)。出乎意料，這個濕的

22、器件產(chǎn)生了迄今為止他所看到的最大的功放。他和另外一位科學家Robert Gibney吃驚地盯著這個實驗。他們開始撥動不同的旋鈕和按鈕，通過增加正電壓，這一效應更加明顯，而加負電壓則會使這個現(xiàn)象完全消失。這樣看來，電子在半導體表面上阻止放大的功能已在某種程度上被水的效果抵消建立一個放大器的最大障礙已經(jīng)被克服了。當John Bardeen獲悉所發(fā)生的事情之后，他又想出一種新方法來制作放大器。11月21日，Bardeen建議給蒸餾水中的硅加上一個金屬接觸點。水消除電子阻礙放大的問題，這就和這個接觸點是一樣的原理。在這個粗糙的裝置中，接觸點不能接觸水，必須只能接觸硅。一如既往，Brattain是一個天

23、才，在實驗室中他可以制作任何東西。當該放大器建成，它很好地工作了。當然，雖然只有較小的功放但它是工作的。當Bardeen 和Brattain用一小滴水獲得微弱的放大之后，他們認為他們正在做一些有實用價值的事情。他們嘗試著用不同材料、不同裝置、不同的電解液來代替水從而獲得更大的電流。12月8日，Bardeen建議用鍺來代替硅。他們得到了電流的跳轉(zhuǎn)330倍的電流放大正是他們所期望的反向電流。電解液使得空穴運動起來，而不只是電子的運動。但是放大器仍然是放大器，這只是一個開始。很不幸的是，這個大的放大功能只能放大頻率非常低的電流。它們不能在電話線中使用，因為人的聲音頻率相當復雜。所以下一步要做的就是使

24、放大器能運用于所有的頻率 范圍。Bardeen 和Brattain認為問題在于液體，所以他們用本質(zhì)是鍺銹的氧化鍺來代替液體。Gibney準備了一塊特殊的鍺片，鍺片的一面上有一層綠色的氧化層。12月12日，Brattain開始插入接觸點。事實上，該器件工作和沒有氧化層的情況是一樣的。當Brattain反復地戳金接觸點時，他意識到根本沒有氧化層，因為他不小心把它洗掉了。當時他很生自己的氣，但仍然決定讓接觸點接觸鍺，此時意外的事情發(fā)生了，他得到了放大的電壓更重要的是，它能夠放大所有頻率的電壓。金點接觸在鍺表面留下小孔，這些小孔抵消了電子在表面的效用，這和用水的原理是一樣的。但是這個方法好于使用水做電

25、解液，因為它能放大所有頻率下的電流。之后的一個月里，Bardeen 和Brattain設法獲得了在一些特定頻率下的大的放大效果，以及適用于所有頻率的小的放大效果現(xiàn)在他們只需要將這兩個效果合并起來。他們知道問題的關(guān)鍵是使鍺片和兩個金接觸點的距離小于1毫米。Walter Brattain在塑料三角片上粘上金箔，在一個點上剪開金箔。通過三角片的點接觸到鍺上，他們看到了出乎尋常的效果信號從一個金點流過，通過另一個金接觸點被放大。這樣，第一個點接觸晶體管就這樣誕生了。第四單元 放大器A課文譯文運算放大器運算放大器的名字來源于它最初用途之一，在早期的模擬計算機中加、減常被用來完成數(shù)學運算?，F(xiàn)代技術(shù)中使得它

26、有各種各樣的用途。運算放大器的名字經(jīng)?？s寫成OPA。運算放大器是直接耦合、高增益、線性的放大器。線性放大器是一種如實重現(xiàn)輸入波形的放大器。線性放大器的輸出應該是輸入信號的真實復制品。因為它的高增益，所以運算放大器通常使用外部元件來減少其增益到需要的水平。運算放大器是直接耦合的，它能放大直流輸入信號，也能放大交流輸入信號。運算放大器的符號如圖4.1a所示。它有兩個輸入端，一個輸出端。供給運算放大器的電源通常從正負電源獲得（圖4.1b）。這能使輸出在零伏特處上下振蕩（圖4.1c）。圖4.1 運算放大器符號運算放大器通常由四個串聯(lián)級組成。每一級是一個完成特定功能的放大器。如圖4.2所示。 圖4.2

27、運算放大器各級裝置輸入是一個具有兩個浮置輸入V1和V2的微分放大器。微分放大器放大兩個輸入之間的電壓差 (V1和 V2)。這種類型電路具有非常高的輸入阻抗，也可以提供高的共模抑制。 第二級是一個高增益放大器，提供設備的主要增益。第三級是輸出放大器，它提供一個低輸出阻抗。它能傳送一個大輸入信號電流或電壓。輸出電壓可以在正負電源的幾伏特范圍中振蕩。所有各級連接起來可產(chǎn)生非常高的增益。這個增益叫做“開環(huán)增益”。在實際電路中，輸出電壓的一小部分以相反極性被反饋到某個輸入端，從而減少總的增益。這個過程叫做“負反饋”。隨著負反饋的應用，這個增益被減少，運算放大器被認為具有一個“閉環(huán)增益”。理想運算放大器有

28、如下特性：1. 無窮大輸入阻抗。這是兩個輸入端之間的阻抗。連接時輸入不會加載任何電路。2. 零輸出阻抗。輸出阻抗應該為零。這確保放大器能提供的輸出功率沒有限制。3. 無窮大的開環(huán)增益。在應用負反饋以前，放大器的增益在理想上是無窮大的。4. 無窮帶寬。理想運算放大器的開環(huán)帶寬被認為是無窮大的。在實際情況下，運算放大器不能達到這些理想的特性。然而，我們通常假定它們是理想的，以便更容易使用它們。習題答案I1. direct-coupled 2. operational amplifier 3. linear amplifier 4. common mode rejection5. negative

29、feedback 6. zero output impedance 7. buffer 8. differential amplifierII. 在實際電路中，輸出電壓的一小部分以相反極性被反饋到某個輸入端，從而減少總的增益，這個過程叫做“負反饋”。C課內(nèi)閱讀譯文反饋放大器理想反饋放大器的信號流程圖如圖4.3所示。輸入信號xi和輸出信號xo可以是相電壓，或者是相電流，或者一個是相電壓，一個是相電流。如圖所示，按照反饋結(jié)構(gòu)的特殊類型決定它們的定義。圖中的箭頭表示在理想系統(tǒng)中，從輸入到輸出的正向傳輸通過基本的放大器，而反向傳輸通過反饋網(wǎng)絡。圖4.3 理想反饋放大器的框圖我們假設阻性網(wǎng)絡運行在中頻區(qū)

30、域。輸入信號xi和通過反饋B網(wǎng)絡的信號Bxo 有相同的量綱，也就是，他們都是電壓或者都是電流。對于負反饋，它們在時間相位上，xi大于Bxo。求和網(wǎng)絡輸出是xi-Bxo的差，小于xi。放大器輸出xo是這個差值的A倍，A表示基本放大器的增益。因為當反饋回路斷開時，使Bxo為零，A也是系統(tǒng)的增益。A被作為開環(huán)增益。相反，反饋放大器xo/xi的比率是閉環(huán)增益Af，下標f表示帶有反饋的增益。對于這個討論，我們假設A只依賴于基本放大器內(nèi)部的組成，包括可用的負載，反饋系數(shù)B只依賴于反饋網(wǎng)絡的參數(shù)。采樣網(wǎng)絡抽取想得到的輸出量，這個輸出量是輸出電壓或者輸出電流，然后提供這個信號給反饋網(wǎng)絡。有四種不同的組合方式，

31、每一種都是重要的。其中之一是xi 和xo都是電壓，開環(huán)增益A, 閉環(huán)增益Af, 和反饋系數(shù)B都是電壓比，這個系統(tǒng)通常被稱作電壓采樣電壓求和。如果xi 和xo 都是電流，A, Af和B都是電流比，系統(tǒng)被認為是電流采樣電流求和。第三種可能性是xi 表示電流，xo表示電壓，A和Af 都是跨導倒數(shù)，每一個都是電壓對電流的比， B是導納。這就是常說的電壓采樣電流求和。最后一種，如果xi是電壓，xo是電流，A和Af 是導納，B是跨導倒數(shù)則反饋是電流采樣電壓求和。第五單元 振蕩器與射頻A課文譯文振蕩器振蕩器是用來產(chǎn)生信號的裝置。它們不需要輸入信號就能產(chǎn)生輸出信號。振蕩器是電子裝置中自然且不可或缺的一部分。它

32、們出現(xiàn)在許許多多應用場合中，使電路和子系統(tǒng)完成非常有用的功能成為可能。振蕩器可用在擴頻通信、射頻和無線系統(tǒng)中因此設計者應該先了解它們。當我們不想要振蕩時，有時振蕩也會發(fā)生如果雜散反饋路徑存在，放大器就能振蕩。沒有振蕩器我們很有可能生活在一個非?？菰锏氖澜缰?。當放大器帶有反饋路徑，并且滿足兩個條件，振蕩就發(fā)生了：放大條件通過放大器/反饋網(wǎng)絡的級聯(lián)增益和損耗必須大于1！相位條件振蕩頻率在附加相移為360度（或0度）的點處！在大多數(shù)振蕩器電路中，在線性電路下，提供能量振蕩以0開始建立。然而，限制的放大器飽和度和其他非線性（因素）影響著結(jié)果，不確定地抑制振蕩器的振幅無限增長了。因此，在精確的設計、仿真

33、或者建模方面，振蕩器不是最簡單的裝置。優(yōu)良而穩(wěn)定的振蕩器設計是一項真正的藝術(shù)。當你對振蕩器了解更多的時候，你一定更加賞識它們！ 電子振蕩器有兩種主要類型：調(diào)諧振蕩器和張馳振蕩器。調(diào)諧振蕩器產(chǎn)生正弦波輸出。松弛振蕩器產(chǎn)生非正弦波輸出，如方波、矩形波和鋸齒波。調(diào)諧振蕩器是最簡單的模型，但也是振蕩主流中最重要的一個模型。在工程系統(tǒng)中經(jīng)常遇到，一般是由于旋轉(zhuǎn)機械、絕緣、地震、橋梁、建筑、控制和自動化裝置中的不平衡產(chǎn)生，正如所舉例子。盡管純調(diào)諧振蕩和在任意類型激勵周期振蕩相比并不易于發(fā)生一般周期振蕩，但是理解在調(diào)諧振蕩下系統(tǒng)的行為是必要的，這有助于理解系統(tǒng)怎樣響應更一般類型的激勵。調(diào)諧振蕩可以以自由振蕩

34、的形式存在或者在系統(tǒng)的某一點施加激勵的作用下而產(chǎn)生，正如我們在后面將看到的。確實，調(diào)諧振蕩器是單自由度系統(tǒng)（像一個振蕩模型），它主要由一個理想彈簧與理想的（不是保護性的）粘滯阻尼器并聯(lián)組成，一端粘在一起，另一端接地。張馳振蕩器是一種其電容器被逐漸充電，然后快速放電的振蕩器。通常由一個電阻器或者電流源，電容器和一個“閥門”裝置，如氖燈、兩端交流開關(guān)、單結(jié)晶體管或者耿式效應二極管來實現(xiàn)。因為下面進行了簡化，單“閥門”裝置將由一套比較器和一個RS鎖存器代替。電容器通過電阻器被充電，使電容器的兩端電壓以指數(shù)曲線接近充電電壓。和電容器并聯(lián)的是閥門裝置。這樣的裝置直到端電壓達到某一個閥值（觸發(fā)）電壓才導通

35、。然后電容器強烈導電、快速放電。當電容兩端的電壓降到閥值電壓時，裝置停止導電，電容器又開始充電，然后重復這個過程。如果閥門元件是一個氖燈，在每一次電容器放電時，電路也會提供短脈沖閃光。習題答案I1. spread spectrum2. harmonic oscillator 3. rectangular wave 4. single degree of freedom system 5. neon lamp 6. viscous damper 7. unijunction transistor 8. exponential curve II.張馳振蕩器是一種其電容器被逐漸充電，然后快速放電的振

36、蕩器。通常由一個電阻器或者電流源，電容器和一個“閥門”裝置，如氖燈、兩端交流開關(guān)、單結(jié)晶體管或者耿式效應二極管來實現(xiàn)。因為下面進行了簡化，單“閥門”裝置將由一套比較器和一個RS鎖存器代替。C課內(nèi)閱讀譯文射頻頻譜和分貝定義射頻頻譜術(shù)語射頻（RF或rf）是指當交流電流被輸入給天線時產(chǎn)生的電磁場。這個場，也叫射頻場或無線電波，可以被用于無線廣播和通信，是整個電磁輻射頻譜重要的一部分從大約9千赫 (kHz) 到成千吉赫 (GHz)。這部分為射頻頻譜。當頻率增加到射頻頻譜以上時，電磁能量以紅外線、可見光、紫外線和伽馬射線的形式出現(xiàn)。許多類型無線裝置使用射頻場收音機、電視機、無線和蜂窩電話、衛(wèi)星通信系統(tǒng)以

37、及許多用于制造業(yè)的測量和儀表系統(tǒng)。一些無線裝置，如遠程控制箱和無線鼠標，運行在紅外線或可見光頻率。射頻頻譜被分成幾個范圍或波段。除了最低頻波段，每一個波段，相應的數(shù)量級（十分之一功率）表示頻率的增加。下面的圖表描述了射頻頻譜的八個波段，表示頻率和帶寬范圍。圖5.1 射頻頻譜的八個波段國際上，射頻頻譜被國際電信聯(lián)盟（ITU）按照世界不同地區(qū)分配成不同業(yè)務類型。在美國和它的領(lǐng)地中，射頻頻譜被進一步分配給非政府和政府用戶。英國聯(lián)邦通信委員會（FCC）在國會監(jiān)管下負責分配頻率給非政府用戶。國家電信和信息管理局（NTIA）負責分配頻率給美國政府部門和代理機構(gòu)。NTIA通過內(nèi)部無線電顧問委員會（IRAC）

38、的協(xié)助完成它的功能。IRAC也負責維護頻分配率的國家。射頻頻譜的非政府和政府用戶之間的協(xié)調(diào)通過FCC和NTIA的聯(lián)合會議來完成。分貝定義分貝是用于表達信號強度相對差別的單位。用兩個信號功率比的、以10為底的對數(shù)來表示：dB = 10 log (P1/P2)信號振幅也能用dB表示。因為功率和信號振幅的平方成正比（例如，功率比的100等于振幅比的10），dB表達式如下所示: dB = 20 log (A1/A2)對數(shù)作為測量單位是有用的，因為：（1）信號的功率通常跨過幾個數(shù)量級；（2）信號衰減損耗和增益可以用減法和加法來表示。例如，假設一個信號通過兩個信道，通過第一個信道切率損耗為20比1，第二個

39、信道損耗為7比1，則信號總的損耗為140比1。用dB表示，變成13.01 (10 log 20) + 8.45 (10 log 7) = 21.46 dB備注：許多dB的倍數(shù)比率使用三個字母來表示，例如dBm第三個字母是對數(shù)運算的參考標準。例如，dBm被用于定義在50或更多歐姆射頻系統(tǒng)中的dB標準，使用 1毫瓦參考標準。第六單元 半導體A. 課文譯文半導體半導體是一種導電性介于導體和絕緣體之間的固體材料。在現(xiàn)代電子器件中，用半導體器件、半導體材料做的電子元器件在科技運用中發(fā)揮著相當大的作用。例如計算機、手機及數(shù)字音頻播放器等。常見的數(shù)十種半導體材料中，硅是商業(yè)應用中使用最廣泛的半導體材料。硅和

40、鍺是元素半導體，砷化鎵、磷化銦是化合物半導體，而鍺硅、砷化鎵鋁則是合金半導體。有三種常用方式可以描述晶體的電子結(jié)構(gòu)。第一種是單原子描述法。對一個孤立原子而言，它的能級是分離的。當兩個原子相互靠近時，它們的能級就會離開原位分裂成一個較高的能級和一個較低的能級。當有很多原子聚集在一起時，能級的數(shù)量會增加，能級組最終會形成能帶。半導體含有很多能帶。如果在最高占據(jù)能態(tài)和最低非占據(jù)能態(tài)之間存在很大的距離，那么即使在能帶形成之后在占據(jù)能帶和非占據(jù)能帶之間仍然可能存在間隙。第二種方式是自由電子波描述法。當由于原子核的作用使靜電勢逐漸衰弱時，一些自由電子波會基于布拉格反射原理被反射，并且不能穿透能帶間隙開放的

41、物質(zhì)。在這一描述中，可能不是很清晰，而所有能量較低的能態(tài)均被電子填滿。第三種方式是兩個原子的描述法。在兩個原子之間電子多半做自旋向上和自旋向下運動，分裂的能態(tài)形成共價鍵。當越來越多的原子在一起時，并不會導致能帶分裂，而是形成更多的共價鍵，這是硅形成的典型方式。通過使一個電子從較低能級移動到較高能級，從而形成帶隙，這種方式稱為反鍵結(jié)。但是塊體硅并不會像丟失電子那樣容易失去原子，同樣這種方式不適合描述漸變異質(zhì)結(jié)的帶隙變化的平穩(wěn)變化過程。和其他固體一樣，半導體中的電子只在基態(tài)能帶和自由電子能帶之間的某些特定能帶（如各種能級）上具有能量，基態(tài)能是指電子緊緊束縛于原子核上的能量，而自由電子能是指電子脫離

42、整個原子所需要的能量。每個能帶對應了大量的電子離散量子態(tài)，在這些量子態(tài)中，能量較低的（即離原子核較近的）都已經(jīng)被電子填滿，能量最高的一個特別的能帶稱為價帶。半導體和絕緣體與導體的區(qū)別在于，在一般條件下，半導體材料中的價帶填滿電子，這樣才有可能使電子運動至導帶。 半導體和絕緣體十分相似。這兩種固體的主要區(qū)別在于絕緣體的帶隙。電子從一個原子自由運動到另一個原子所需要的能量更大，半導體在室溫下和絕緣體一樣，幾乎沒有電子能夠獲得足夠的熱能從價帶遷移到導帶，從而形成電流。基于這個原因，在無外加電場的情況下，純半導體和絕緣體有相似的電阻值。但是，半導體的帶隙相對較小，除了溫度條件以外，還有其他方式可以控制

43、它的電特性。半導體的本征電特性通常是通過摻雜的方式摻入雜質(zhì)而得到永久的改變。通常，多一個雜質(zhì)原子相當于多一個電子或空穴，這樣就能在半導體中自由流動。通過摻雜足夠比例的雜質(zhì)，半導體的導電特性就會接近金屬。根據(jù)所摻雜質(zhì)不同，該材料分為兩種：如果半導體摻雜區(qū)電子多，則該材料稱為N型半導體材料；如果空穴較多，則稱P型半導體材料。N型和P型半導體之間能產(chǎn)生電場，使得電子和空穴能夠在該電場中運動，這種效應對半導體器件的工作是重要的。同樣，摻雜物質(zhì)的密度不同也會在這個區(qū)域里產(chǎn)生一個小的電場，從而使非平衡態(tài)的電子或空穴加速運動。除了通過摻雜永久改變半導體的特性之外，半導體的電阻值通常隨著所施加的電場動態(tài)地改變

44、大小。這種能夠通過電場動態(tài)控制半導體材料的電阻或電導率的特性使得半導體材料相當有用，從而產(chǎn)生了一系列的半導體器件，如晶體管和二極管。晶體管等半導體器件能構(gòu)成微處理器這樣的集成電路器件。這些有源半導體器件(晶體管)和用半導體材料做成的無源器件，如電容和電阻，可以制作完整的電子電路。習題答案I.1. 電導性2. 磷化銦3. 自由電子波4. 異質(zhì)結(jié)5. 靜電勢6. 半導體器件7. 導帶8. 價帶9. 發(fā)光二極管10. 離散量子態(tài)II1. impurity dopant2. semiconductor device3. N-type semiconductor4. band gap5. covalen

45、t bond6. at room temperatureIII.半導體是一種導電性介于導體和絕緣體之間的固體材料。在現(xiàn)代電子器件中，半導體器件、半導體材料做的元器件在科技運用中發(fā)揮著相當大的作用，例如計算機、手機及數(shù)字音頻播放器等。常見的數(shù)十種半導體材料中，硅是商業(yè)應用中使用最廣泛的半導體材料。C課內(nèi)閱讀譯文半導體器件基礎半導體材料如此有用的主要原因是由于半導體可以通過摻雜的方式改變其特性。通過曝光、加壓和加熱的方式，產(chǎn)生的電場可以控制半導體的導電性，因此，半導體可以制作傳感器。半導體的導電性取決于自由電子和空穴，也就是電荷載流子。在硅中摻入少量的雜質(zhì)原子，如磷或硼，可以極大地增加半導體中自由

46、電子或空穴的數(shù)量。當摻雜半導體中空穴多，則把它稱為p型，反之，如果自由電子多則稱為n型，p型和n型是多數(shù)載流子電性的標志。在器件中應用的半導體材料是在嚴格控制的條件下?lián)诫s的，通過制作工具很好地控制了p型和n型摻雜物的位置和濃度。n型半導體和p型半導體結(jié)合在一起，它們之間形成的結(jié)稱為p-n結(jié)。二極管p-n結(jié)能形成p-n結(jié)二極管器件。p型和n型半導體形成結(jié)的區(qū)域稱為耗盡區(qū)，耗盡區(qū)阻止電流從n型區(qū)流入p型區(qū)，但是允許電流從p型區(qū)流至n型區(qū)。當二極管正偏時，p區(qū)電勢較高，二極管能夠很容易導通；當二極管器件反偏時，電流就會變得很小。將半導體曝光時，能產(chǎn)生電子-空穴對，這會增加自由載流子的數(shù)量和導電性，利

47、用這種現(xiàn)象制作而成的二極管稱為光電二極管?；衔锇雽w二極管也可以產(chǎn)生光，如發(fā)光二極管和激光二極管。晶體管雙極型晶體管由兩個p-n結(jié)構(gòu)成，可形成n-p-n型或p-n-p型。結(jié)之間的中間區(qū)域或基區(qū)的寬度很窄，另外兩個區(qū)域的終端稱為發(fā)射極和集電極。當一小電流注入結(jié)之間的基區(qū)和發(fā)射區(qū)時會改變基極集電極結(jié)的特性，這樣即使基極集電極結(jié)反偏，仍然能夠傳導電流。這樣在集電極和發(fā)射極之間將產(chǎn)生一個更大的由基極和發(fā)射極電流控制的電流。另一種晶體管的類型稱為場效應晶體管，它的工作原理是半導體的導電性由電場控制。半導體中的電場能增加自由電子和空穴的數(shù)量，從而改變其導電性。若電場由反偏p-n結(jié)控制則形成結(jié)型場效應晶體

48、管即JFET，若由塊體材料氧化物分離電極控制則形成金屬氧化物半導體場效應管即MOSFET。第七單元 因特網(wǎng)A. 課文譯文因特網(wǎng)在世紀之交，信息，包括接入到因特網(wǎng)的信息，將成為個人、經(jīng)濟和政治進步的基礎。信息高速公路是因特網(wǎng)廣受歡迎的名字。無論你是要找最新的財經(jīng)新聞、瀏覽圖書館目錄、還是與同事交流信息，或者參加現(xiàn)場政治辯論，因特網(wǎng)是一種工具，它將帶您超越電話、傳真和獨立的計算機到達一個新興的網(wǎng)絡信息前沿。因特網(wǎng)替代了你所用的傳統(tǒng)工具，它用以搜集資料、數(shù)據(jù)圖表、新聞以及與其他人進行通信聯(lián)系。通過熟練地使用因特網(wǎng)，能大大縮小世界，并為你帶來信息、知識以及你所能想象到的每一個主題。什么是因特網(wǎng)？因特網(wǎng)

49、鏈接是遍布全世界各地的計算機網(wǎng)絡，使用戶實現(xiàn)資源共享和相互溝通。一些計算機，比如大學里的計算機，可直接進入因特網(wǎng)上的所有設施，而另一些計算機，比如私人計算機，通過商業(yè)服務供應商提供的部分或全部上網(wǎng)設施可間接進入因特網(wǎng)。為了連接到因特網(wǎng)上，你必須通過服務供應商。許多選項需要每月花錢支付才能使用。根據(jù)所選擇的選項的不同，訪問時間可能會有所不同。因特網(wǎng)就是我們所說的網(wǎng)中網(wǎng)，即是一個遍布全球的網(wǎng)絡。要想給出組成因特網(wǎng)的網(wǎng)絡或用戶的準確數(shù)字是不可能的，但很容易達到幾千幾百萬的數(shù)量級。在因特網(wǎng)上采用了一套標準化協(xié)議，允許在因特網(wǎng)上不同類型的計算機進行相互通信時可以共享資源。這些標準，有時被視為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議套

50、件，是開發(fā)商為因特網(wǎng)創(chuàng)建新功能時所遵循的準則。在因特網(wǎng)上，不存在中央檔案館，因此也被稱之為分布式系統(tǒng)。在技術(shù)上，沒有人管理因特網(wǎng)，相反，因特網(wǎng)是由數(shù)以千計的小型網(wǎng)絡組成。因特網(wǎng)的壯大和發(fā)展，得益于許多用戶找到新的方法來創(chuàng)造、顯示和檢索信息，從而為因特網(wǎng)的發(fā)展作出了貢獻。因特網(wǎng)的歷史和發(fā)展在其發(fā)展初期，因特網(wǎng)由國防部設計，其目的是在發(fā)生軍事打擊時來保障政府的通信系統(tǒng)。最初的網(wǎng)絡，ARPANet（高級研究計劃局開發(fā)），逐漸演變成在承建商、軍事人員以及為ARPA項目作出貢獻的大學研究人員之間的一種通信信道。該網(wǎng)絡采用了一套標準的協(xié)議，為人們通信和共享數(shù)據(jù)創(chuàng)建了一種有效的方法。ARPANet在研究人員

51、之間漸漸流行，八十年代，美國國家科學基金會建立國家科學基金網(wǎng)，并鏈接上了幾臺高速計算機，負責的網(wǎng)絡就是因特網(wǎng)。在80年代末期，數(shù)以千計的合作網(wǎng)絡參與到因特網(wǎng)中。 1991年，美國高性能計算條例建立了NREN網(wǎng)（國家研究與教育網(wǎng)絡）。NREN網(wǎng)的目標是為研究和教育發(fā)展和保持高速網(wǎng)絡，并探討因特網(wǎng)的商業(yè)用途。其余的，正如人們所說，是歷史的締造。因特網(wǎng)通過瀏覽器和萬維網(wǎng)服務的發(fā)展而不斷改進。雖然因特網(wǎng)是作為一個面向研究為主的網(wǎng)絡，但它繼續(xù)發(fā)展為遍及各地的一個信息，創(chuàng)意及商業(yè)資源。什么使因特網(wǎng)工作？因特網(wǎng)獨特的一點是，它允許許多不同的計算機互相連接和通信。這是由于有一套標準，通常稱為協(xié)議。TCP/IP

52、協(xié)議（傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議）可以支配整個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸。大多數(shù)使用因特網(wǎng)的人對相關(guān)的這些協(xié)議的細節(jié)不那么感興趣。但是，他們真正想知道的是在因特網(wǎng)上他們可以做什么以及怎樣有效地完成。因特網(wǎng)上最流行的工具大都基于客戶/服務器系統(tǒng)。您正在運行的程序稱為Web客戶端，這個軟件為您顯示文件和執(zhí)行您的要求。如果有必要連接到另一種類型的服務也就是說，成立一個電話網(wǎng)絡會話，或下載文件您的網(wǎng)絡客戶端同樣會照顧到這一點。您的網(wǎng)絡客戶端連接（或“通信”）到網(wǎng)絡服務器，代表您來索取要求的信息。Web服務器是一臺運行另一種類型網(wǎng)絡軟件的計算機，這些網(wǎng)絡軟件可以提供數(shù)據(jù)，或“服務”一個信息資源到您的網(wǎng)絡客戶端。所有基

53、本的因特網(wǎng)工具包括電話網(wǎng)絡、文件傳輸協(xié)議、基于菜單驅(qū)動的因特網(wǎng)信息查詢工具和萬維網(wǎng)都是基于一個客戶端和一個或多個服務器來合作。在各種情況下，您與客戶端程序互動，而它管理數(shù)據(jù)的細節(jié)，包括如何將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給您或使您可以在其中尋找資源。反過來，客戶端與一個或多個有信息存儲的服務器互動。服務器收到一個請求，執(zhí)行它，并發(fā)出一個響應信息，而不需要知道您的計算機系統(tǒng)的細節(jié)，因為您的計算機系統(tǒng)上的客戶端軟件處理了這些細節(jié)?？蛻舳?服務器模型的優(yōu)點在于分配工作，使每一個工具可以集中或?qū)ｉT處理特定的任務：服務器給許多用戶提供信息，而客戶端軟件為每個用戶處理各自的界面和其他要求及結(jié)果的細節(jié)。每臺電腦都具備基本的客戶端

54、軟件套件，從而使你執(zhí)行一些功能例如電子郵件、電話網(wǎng)絡、文件傳輸協(xié)議和基于菜單驅(qū)動的因特網(wǎng)信息查詢工具等功能。習題答案I.1. F 2. F T 3. FII.1. Advanced Research Projects Agency Network 美國國防部高級研究計劃網(wǎng)絡2. World Wide Web萬維網(wǎng)3. File Transfer Protocol文件傳輸協(xié)議4. Transmission Control Protocol/Internet Protocol 傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議5. National Research & Education Network國家研究和

55、教育網(wǎng)6. National Science Foundation 國家科學基金III因特網(wǎng)鏈接是遍布全世界各地的計算機網(wǎng)絡，使用戶實現(xiàn)資源共享和相互溝通。一些計算機，比如大學里的計算機，可直接進入因特網(wǎng)上的所有設施。而另一些計算機，比如私人計算機，通過商業(yè)服務供應商提供的部分或全部上網(wǎng)設施可間接進入因特網(wǎng)。為了連接到因特網(wǎng)上，你必須通過服務供應商。許多選項需每月花錢支付才能使用。根據(jù)所選擇的選項的不同，訪問時間可能會有所不同。C課內(nèi)閱讀譯文因特網(wǎng)上的電子郵件電子郵件或e-mail，可能是最受歡迎和最廣泛使用的因特網(wǎng)功能。電子郵件，e-mail，或只是郵件，是一種快速且高效的與朋友或同事通信的

56、方式。您可以同時跟一個或數(shù)千個人通信；您可以接收和發(fā)送文件和其他資料。你甚至可以訂閱電子期刊和簡報。您可以發(fā)送一封電子郵件給一個在同一棟樓里的人，或者給在世界另一邊的人。電子郵件是一種異步通信形式，也就是說，您的收件人在您發(fā)送郵件時并不一定在線，這對于您和收件人都是一個極大的方便。 主機之間的郵件交換使用簡單郵件傳輸協(xié)議和所謂郵件傳輸代理的軟件程序。用戶可以從支持標準的協(xié)議如電話接入網(wǎng)或消息訪問協(xié)議服務器上下載他們的郵件，或者更可能在一個大的企業(yè)環(huán)境，用一個專有議定書具體到Lotus Notes或Microsoft Exchange服務器上去下載。郵件可以保存在客戶端或者服務器端，也可在兩地都保存。標準格式的郵箱，包括Maildir和mbox。幾個著名的電子郵件客戶端分別使用他們的專有格式，并要求轉(zhuǎn)換軟件在它們之間轉(zhuǎn)移電