電子技術原理與設計課件

電子技術原理與設計課件匯報人：劉老師2023-11-30目錄contents電子技術基礎概念電路分析與設計方法模擬電子技術及應用案例數(shù)字電子技術及應用案例通信原理與通信系統(tǒng)介紹傳感器與執(zhí)行器原理及應用案例微處理器與嵌入式系統(tǒng)設計方法論述電子測量技術與儀器使用方法講解01電子技術基礎概念電子技術是研究電子器件、電子電路以及電子系統(tǒng)的一門科學技術，涉及電子信息的獲取、傳輸、處理、存儲和顯示等方面。電子技術定義電子技術經歷了從真空電子管時代到半導體時代，再到集成電路時代的演變，目前正向納米電子學、光電子學等領域拓展。電子技術發(fā)展電子技術定義與發(fā)展信號源信號處理器控制器執(zhí)行器電子系統(tǒng)組成要素01020304產生電子信息的源頭，如傳感器、發(fā)射機等。對信號進行放大、濾波、調制等處理的電路或設備，如放大器、濾波器等。對電子系統(tǒng)進行控制、調節(jié)和管理的電路或設備，如微處理器、數(shù)字信號處理器等。根據(jù)控制信號執(zhí)行相應操作的電路或設備，如電機、顯示器等。包括電信、移動通信、衛(wèi)星通信等，實現(xiàn)信息的遠距離傳輸和交換。通信包括計算機系統(tǒng)、網絡、軟件等，實現(xiàn)信息的處理、存儲和共享。計算機包括電視、音響、數(shù)碼相機等，滿足人們的娛樂和生活需求。消費電子包括工業(yè)自動化、智能制造等，提高生產效率和產品質量。工業(yè)控制電子技術應用領域02電路分析與設計方法電阻是電路中用于限制電流的元件，其阻值大小決定了電流的大小，常用單位有歐姆、千歐、兆歐等。電阻電容是電路中用于儲存電荷的元件，其容量大小決定了儲存電荷的能力，常用單位有法拉、微法、皮法等。電容電感是電路中用于儲存磁場能量的元件，其感值大小決定了儲存磁場能量的能力，常用單位有亨利、毫亨、微亨等。電感電源是提供電能的設備，其作用是將其他形式的能量轉換為電能，以供電路使用。電源電路基本元件介紹支路電流法節(jié)點電壓法疊加定理戴維南定理電路分析方法論述以節(jié)點電壓作為未知量，通過列寫電路方程求解節(jié)點電壓的方法。在線性電路中，多個電源共同作用時，任一支路的電流或電壓等于各個電源單獨作用時在該支路產生的電流或電壓的代數(shù)和。任何一個線性有源二端網絡，對外電路而言都可以等效為一個電壓源和一個電阻串聯(lián)的電路模型。以支路電流作為未知量，通過列寫電路方程求解支路電流的方法。ABCD確定設計任務和要求明確設計目標、性能指標、約束條件等。進行電路分析和設計根據(jù)所選方案，進行電路分析和設計，包括元器件選擇、電路圖繪制、PCB設計等。進行仿真和測試使用仿真軟件進行電路仿真，驗證設計的正確性和可行性；制作實際電路板進行測試和調試。進行方案論證和選擇根據(jù)設計任務和要求，提出多種可行方案，進行比較和選擇。電路設計流程演示03模擬電子技術及應用案例模擬信號為連續(xù)變化的信號，數(shù)字信號為離散的二進制信號。信號類型模擬信號適用于音頻、視頻等連續(xù)變化的信號傳輸，數(shù)字信號適用于計算機、通信等離散數(shù)據(jù)處理領域。應用場景模擬信號易受到噪聲干擾和失真，數(shù)字信號抗干擾能力強，傳輸質量穩(wěn)定。信號質量模擬信號需要較大的帶寬，數(shù)字信號可通過壓縮技術減小帶寬需求。帶寬需求模擬信號與數(shù)字信號對比提供穩(wěn)定的直流電壓，保證電路正常工作。電源電路對輸入信號進行放大，提高信號的幅度和功率。信號放大電路對信號進行濾波、調制、解調等處理，實現(xiàn)特定功能。信號處理電路產生穩(wěn)定的振蕩信號或定時脈沖，用于控制電路的工作節(jié)奏。振蕩器和定時器電路模擬電路組成要素和功能通過放大音頻信號，驅動揚聲器發(fā)出聲音，實現(xiàn)音頻播放功能。音頻放大器穩(wěn)壓電源無線電收發(fā)機提供穩(wěn)定的直流電壓輸出，保護電子設備免受電壓波動的影響。通過調制和解調無線電信號，實現(xiàn)遠距離無線通信功能。030201模擬電子技術應用實例展示04數(shù)字電子技術及應用案例與門、或門、非門的電路符號、真值表和邏輯表達式。基本門電路與非門、或非門、異或門、同或門的電路符號、真值表和邏輯表達式。復合門電路實現(xiàn)數(shù)字信號的開關控制、信號變換和邏輯運算等。門電路的應用數(shù)字邏輯門電路原理講解編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器、加法器、比較器等電路的原理和應用。觸發(fā)器、寄存器、計數(shù)器等電路的原理和應用，以及時序邏輯電路與組合邏輯電路的區(qū)別和聯(lián)系。組合邏輯電路和時序邏輯電路分析時序邏輯電路組合邏輯電路數(shù)字鐘設計采用數(shù)字邏輯門電路和時序邏輯電路設計實現(xiàn)一個具有時、分、秒顯示功能的數(shù)字鐘，并進行仿真驗證。交通燈控制系統(tǒng)設計采用數(shù)字電子技術實現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的設計，包括紅綠燈控制、倒計時顯示等功能，并進行仿真驗證。數(shù)字電子技術應用實例展示05通信原理與通信系統(tǒng)介紹通過信號在信道中的傳輸，實現(xiàn)信息從發(fā)送端到接收端的傳遞。信息傳輸將原始信號轉換為適合在信道中傳輸?shù)恼{制信號，接收端再通過解調還原出原始信號。調制與解調信道容量衡量信道傳輸信息的能力，信噪比則影響信息的傳輸質量。信道容量與信噪比通信基本原理概述無線通信系統(tǒng)如移動通信網絡、衛(wèi)星通信等，具有覆蓋范圍廣、靈活性高等優(yōu)勢。有線通信系統(tǒng)包括電信網絡、以太網等，具有傳輸速度快、穩(wěn)定性高等特點。數(shù)字通信系統(tǒng)以數(shù)字信號為傳輸對象，具有抗干擾能力強、易于加密等特點。常見通信系統(tǒng)類型及特點總結5G技術的推廣將為物聯(lián)網的發(fā)展提供有力支持，實現(xiàn)萬物互聯(lián)的愿景。5G與物聯(lián)網云計算與大數(shù)據(jù)技術的結合，將為通信行業(yè)提供更強大的數(shù)據(jù)處理和存儲能力。云計算與大數(shù)據(jù)人工智能技術在通信領域的應用，將提高網絡優(yōu)化、故障排查等方面的效率。人工智能現(xiàn)代通信發(fā)展趨勢預測06傳感器與執(zhí)行器原理及應用案例利用物質熱敏效應，將溫度變化轉換為電信號輸出，如熱電阻、熱電偶等。熱敏傳感器光敏傳感器壓力傳感器磁敏傳感器利用光敏效應，將光信號轉換為電信號輸出，如光敏電阻、光電池等。將壓力變化轉換為電信號輸出，如壓阻式、壓電式、電容式等。利用磁敏效應，將磁場變化轉換為電信號輸出，如霍爾傳感器、磁電阻等。傳感器類型及工作原理簡介電磁閥通過電磁力控制流體通斷或流量變化，實現(xiàn)自動化控制，如液壓電磁閥、氣動電磁閥等。加熱器將電能轉換為熱能，對物體進行加熱或保溫，如電熱管、加熱器等。電動機將電能轉換為機械能，驅動負載運動，如直流電機、交流電機等。執(zhí)行器結構和工作方式說明123利用溫度傳感器檢測環(huán)境溫度，通過控制器調節(jié)加熱器輸出功率，實現(xiàn)溫度自動調節(jié)。溫度控制系統(tǒng)利用光敏傳感器檢測環(huán)境光照強度，通過控制器調節(jié)照明設備亮度，實現(xiàn)節(jié)能控制。光照強度調節(jié)系統(tǒng)利用各種傳感器檢測物料位置、顏色、尺寸等信息，通過執(zhí)行器實現(xiàn)物料搬運、加工、檢測等自動化操作。自動化生產線傳感器與執(zhí)行器在自動化系統(tǒng)中的應用實例展示07微處理器與嵌入式系統(tǒng)設計方法論述微處理器結構包括運算器、控制器、寄存器等組成部分，以及它們在微處理器中的作用和相互關系。工作原理微處理器執(zhí)行指令的過程，包括取指、譯碼、執(zhí)行、訪存等階段，以及指令流水線技術、分支預測技術等優(yōu)化策略。微處理器結構和工作原理簡介以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)定義嵌入式系統(tǒng)正朝著高性能、低功耗、高集成度、高可靠性等方向發(fā)展，同時物聯(lián)網、云計算、人工智能等新技術的融合也為嵌入式系統(tǒng)帶來了更廣闊的應用前景。發(fā)展趨勢嵌入式系統(tǒng)定義和發(fā)展趨勢分析設計流程包括需求分析、硬件設計、軟件設計、系統(tǒng)集成與測試等階段，以及各階段之間的銜接和協(xié)作方式。開發(fā)工具常用的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具有Keil、IAR、STM32CubeMX等，它們提供了豐富的庫函數(shù)和開發(fā)環(huán)境，可幫助開發(fā)者快速完成嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)工作。嵌入式系統(tǒng)設計流程和開發(fā)工具介紹08電子測量技術與儀器使用方法講解測量誤差分析講解系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差的來源及處理方法。測量方法與分類比較法、補償法、零位法、微差法等測量方法的原理及應用場景。測量不確定度評定分析測量不確定度的來源，介紹A類、B類評定方法及合成方法。電子測量基本原理和方法論述示波器介紹示波器的基本原理、分類、使用方法和注意事項，如正確連接信號源、設置合適的掃描速度和時間基準等。信號發(fā)生器講解信號發(fā)生器的工作原理、主要性能指標和使用技巧，如選擇合適的信號類型、設置正確的頻率和幅度等。頻譜分析儀介紹頻譜分析儀的組成、工作原理和使用方法，如正確選擇分辨率帶寬、視頻帶寬和中心頻率等。失真度測量儀分析失真度的定義、測量原理和使用注意事項，如正確連接測試電路、選擇合適的測試頻率和信號幅度等。01020304常見電子測量儀器類型及使用注意事項說明03通信設備調試以通信設備為例，講解如何