1.1模擬電子技術基礎緒論

模擬電子技術基礎課程哈爾濱工業(yè)大學

第1章緒論1.1電子技術1.2模擬信號與數(shù)字信號1.3模擬電路與數(shù)字電路1.4模擬電子技術基礎課程1.1電子技術1.1.1電子技術

電子技術是研究電子器件和電子電路工作原理及其應用的一門科學技術。電子技術是19世紀末、20世紀初發(fā)展起來的具有劃時代意義的新興技術；電子技術與其他技術的交叉融合，產生了一系列新興學科。

電子器件經歷了第一代電子管，第二代半導體晶體管和第三代集成電路；目前集成電路的發(fā)展日新月異，代表了電子技術發(fā)展的主要趨勢。電子器件與電阻器、電感器、電容器、變壓器、開關等元件連接起來所組成的電路稱為電子電路。

第一代電子管是在1904年英國人弗萊明發(fā)明的真空二極管的基礎上，由美國人德福雷斯特發(fā)明的。

電子管是在真空的玻璃泡中放入燈絲和電極密封制成。燈絲加熱后可以發(fā)射電子，電極加上電壓，就可以對電子的運動產生控制作用。電子管(真空管)1.1電子技術1.1.2電子技術的發(fā)展

第二代半導體晶體管是1947年在美國的貝爾實驗室由Shockley(肖克利)、Bardeen(布拉頓)、Brattain(巴丁)發(fā)明的。晶體管與電子管相比，具有體積小、壽命長、耗電少等優(yōu)點，因此得到廣泛應用。

1.1.2電子技術的發(fā)展1947年發(fā)明的點接觸型晶體管半導體二極管半導體晶體管1.1.2電子技術的發(fā)展

第三代集成電路是1958

年由美國德克薩斯公司發(fā)明。它將許多晶體管、電阻、電容等元件制作在同一塊硅晶片上。集成電路的發(fā)展經歷了小規(guī)模集成電路(SSI)、中規(guī)模集成電路(MSI)、大規(guī)模集成電路(LSI)和超大規(guī)模集成電路(VLSI)。

第一片集成電路只有4只晶體管，而1997年有40億只晶體管?？茖W家預測，集成度按10倍/6年的速度增長，到2015年-2020年達到飽和。集成電路的出現(xiàn)，使電子技術向著微小型化、智能化、高精度、高靈敏度、高功率方向發(fā)展。

1.1.2電子技術的發(fā)展目前電子技術已經應用到國民經濟的各個領域，例如工業(yè)、農業(yè)、交通、醫(yī)學、軍事等領域。

1.工業(yè)領域數(shù)控機床、線切割機、高頻爐、產品分裝、自動倉庫等自動化生產線、自動控制裝置、自動測試裝置。1.1.3電子技術的應用抓舉機器人爬壁機器人控溫控濕塑料大棚2.農業(yè)領域農業(yè)物聯(lián)網1.1.3電子技術的應用高速鐵路列車3.交通運輸領域汽車雷達列車駕駛室汽車數(shù)字化儀表盤1.1.3電子技術的應用伽馬刀1.1.3電子技術的應用4.醫(yī)學領域核磁共振B超火箭發(fā)射火箭火箭軍艦5.軍事領域1.1.3電子技術的應用太陽能發(fā)電軍艦6.新能源領域1.1.3電子技術的應用風力發(fā)電1.信號

信息需要借助于某些物理量（如聲、光、電）的變化來表示和傳遞。

電信號常常表示為隨時間變化的電壓u(t)或電流i(t)

。2.電信號由于非電物理量可以轉換成電信號，而且電信號容易傳送和控制，因此其成為應用最為廣泛的信號。1.2模擬信號與數(shù)字信號信號是反映信息的物理量，如溫度、壓力、流量，聲音等。3.模擬信號與數(shù)字信號模擬信號:在時間和數(shù)值上均具有連續(xù)性，即在任意時刻有確定的函數(shù)值u或i，并且u或i的幅度是連續(xù)取值。

數(shù)字信號:在時間和數(shù)值上均具有離散性，同時具有雙值性。模擬信號數(shù)字信號1.2模擬信號與數(shù)字信號HULmaxUHmin傳感器放大A/D轉換數(shù)字電路（CPU）D/A轉換器功率放大執(zhí)行機構測控系統(tǒng)結構框圖模擬信號與數(shù)字信號相互轉換：

1.2模擬信號與數(shù)字信號1.模擬電路處理模擬信號的電子電路稱為模擬電路。放大電路主要完成信號的電壓、電流或功率放大。運算電路主要完成信號的加、減、乘、除、積分、微分、對數(shù)和指數(shù)等運算；信號發(fā)生電路主要用于產生正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波等；濾波電路用于保留信號中的有用頻率成分，抑制其它頻率成分的信號通過；直流電源是將工頻交流電轉換成不同輸出電壓和電流的直流電。1.3模擬電路與數(shù)字電路2.數(shù)字電路處理數(shù)字信號的電子電路稱為數(shù)字電路。數(shù)字電路主要研究數(shù)字信號的存儲、變換、測量等，其包括門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路、半導體存儲器、可編程邏輯器件、模數(shù)和數(shù)模轉換電路等。1.3模擬電路與數(shù)字電路3.模擬電路與數(shù)字電路的區(qū)別在模擬電路中晶體管工作在放大區(qū)，在數(shù)字電路中晶體管工作在飽和區(qū)或截止區(qū)，工作在開關狀態(tài)；數(shù)字電路體積小、便于集成；模擬電路抗干擾能力較弱，數(shù)字電路抗干擾能力較強。模擬電子技術基礎課程是高等院校工科電類專業(yè)的一門重要的技術基礎課。課程內容：放大電路、運算電路、波形發(fā)生電路、濾波電路和直流電源等。課程教學目標：使學生初步掌握模擬電子電路的基本概念、基本電路和基本分析方法。1.4模擬電子技術基礎課程1.4.1課程內容工程性強：在分析模擬電路時常常需要從工程的角度分析問題和解決問題。在分析電子器件和電子電路時需要根據(jù)信號的幅值和頻率，選擇模型及參數(shù)；在工程允許的范圍內，忽略一些次要因素，對一些電子器件和電子電路進行一些合理的近似和估算。實踐性強：掌握常用電子器件的工作原理及性能參數(shù)；掌握常用模擬電路的分析和設計方法；掌握常用電子儀器的使用方法，并能夠利用其完成模擬電路測試、故障判斷及排除；能夠采用電子電路仿真分析和設計軟件對模擬電路進行仿真分析。1.4模擬電子技術基礎課程1.4.2課程特點1.4模擬電子技術基礎課程1.4.3如何學習模擬電子技術基礎課程重點掌握模擬電子技術基礎課程中的基本概念、基本電路、基本分析方法。能夠采用電路的基本定理、基本定律分析模擬電路。采用工程觀點學習這門課程，進行必要的工程估算。忽略一些次要因素，使復雜的工程問題得到簡化，并且滿足實際工作的需要。注重實踐教學環(huán)節(jié)，其中包括實驗和課程設計。以實際操作實驗為主、以仿真實驗為輔。學生在實驗中學會研究性、探究式學習方式。