电子电路基础 信号处理电路
电路基础原理数字信号的调制与解调
电路基础原理数字信号的调制与解调数字信号的调制与解调是电路基础原理中的重要概念。
调制是将数字信号转化为模拟信号的过程,解调则是将模拟信号还原为数字信号的过程。
本文将介绍数字信号的调制与解调原理及其应用。
一、调制的基本原理调制是为了将数字信号传输到远距离时,能够克服传输噪声、提高信号质量而进行的一种技术。
数字信号经过调制后,会转化为模拟信号,其特点是连续的波形。
1.频移键控调制(FSK)FSK是一种基本的数字信号调制方式,它通过改变信号的频率来表示不同的数字。
在FSK中,使用两个频率来分别代表二进制的0和1。
2.相移键控调制(PSK)PSK是一种通过改变信号的相位来表示不同的数字的调制方式。
在PSK中,使用不同的相位来表示二进制的0和1。
3.正交幅度调制(QAM)QAM是一种通过改变信号的振幅和相位来表示不同的数字的调制方式。
在QAM中,通过改变信号的振幅和相位的组合来表示多个二进制数字。
二、解调的基本原理解调是将模拟信号还原为数字信号的过程,其目的是还原接收到的信号,以便后续的数字信号处理。
1.频移解调频移解调是将经过FSK调制的信号还原回数字信号的过程。
解调器需要检测接收到的信号的频率,并根据频率的不同判断出二进制的0和1。
2.相移解调相移解调是将经过PSK调制的信号还原为数字信号的过程。
解调器需要检测接收到信号的相位,并根据相位的变化来判断出二进制的0和1。
3.幅度解调幅度解调是将经过QAM调制的信号还原为数字信号的过程。
解调器需要测量接收到信号的振幅和相位,并根据这些信息来判断出二进制的0和1。
三、调制与解调的应用调制与解调技术广泛应用于通信领域,特别是在无线通信中。
1.无线电广播无线电广播使用调制技术将音频信号转化为无线电信号,并通过无线电波传输到接收器中,然后通过解调技术将无线电信号还原为音频信号。
2.移动通信移动通信中的调制与解调技术被用于将数字信号通过无线电信道传输,以实现声音、图像和数据的无线传输。
电子电路基础入门
电子电路基础入门电子电路是现代科技的基石,涉及到我们生活中的各个方面,从手机到电视,从汽车到家电。
学习电子电路的基础知识可以帮助我们更好地理解和应用这些电子设备。
在本文中,我将介绍一些基础的电子电路知识以及学习电子电路的步骤。
一、电子电路的基本概念和分类1.1 电子电路的基本概念电子电路由电子器件组成,通过电流和电压的相互作用来实现信息的传输和处理。
1.2 电子电路的分类电子电路可分为模拟电路和数字电路两类。
模拟电路处理连续信号,数字电路处理离散信号。
二、学习电子电路的步骤学习电子电路需要系统地掌握一系列的理论知识,并通过实践加深理解。
下面是学习电子电路的基本步骤:2.1 掌握基本的电路理论基础了解电流、电压、电阻、电感和电容等基本概念,掌握欧姆定律、基尔霍夫定律、瞬态分析和频率响应等基本理论。
2.2 学习电子器件的基本原理和特性学习并理解二极管、晶体管、场效应管等常见电子器件的原理、特性以及应用。
2.3 学习电路分析和设计的方法学习基本的电路分析方法,包括节点分析法、支路电压法和基尔霍夫定律等。
同时,学习电路设计的基本流程,包括需求分析、电路拓扑设计、元器件选型和电路仿真等。
2.4 进行电路实验实践通过搭建实际电路并进行实验验证,加深对理论知识的理解,并培养动手能力和解决问题的技巧。
2.5 学习电路设计工具的使用学习使用相关的电路设计工具,如仿真软件、布局设计软件和印制电路板制作软件等,提高电路设计和制作的效率。
2.6 深入学习特定领域的电子电路知识根据个人兴趣和需求,进一步学习特定领域的电子电路知识,如信号处理、功率电子和微电子等。
三、学习电子电路的注意事项学习电子电路需要一定的耐心和细心,在学习过程中需要注意以下几点:3.1 多做习题和实验通过多做习题和实验,巩固所学知识,并培养解决问题的能力。
3.2 注意实际应用场景学习电子电路时,要结合实际应用场景来理解知识,增强实际应用的能力。
3.3 多与他人交流和研讨与他人交流和研讨可以帮助我们更好地理解和应用电子电路知识,同时也可以了解到不同的思路和技巧。
电路基础原理电路中的模拟信号处理与滤波
电路基础原理电路中的模拟信号处理与滤波近年来,随着电子技术的飞速发展,电路的应用范围越来越广泛。
在电路设计中,模拟信号处理和滤波是非常重要的一部分。
本文将从基础原理出发,介绍电路中的模拟信号处理与滤波的相关知识。
在电路中,信号可以分为两种类型:模拟信号和数字信号。
模拟信号是连续的,并且其数值可以在一个范围内变化。
而数字信号则是离散的,只能取到有限个数值。
在电路设计中,我们常常需要对模拟信号进行处理和滤波,以满足特定的需求。
模拟信号处理主要包括放大、滤波和调节等过程。
其中,放大是将输入信号的幅度进行增大或减小。
在放大电路中,常用的元件是放大器,它可以根据不同的放大倍数将输入信号放大到所需要的幅度。
滤波则是通过限制或选择特定频率范围内的信号,来改变信号的特性。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和陷波滤波器等。
调节是指通过一些特定的电路来改变信号的相位、频率或幅度。
例如,调节电路可以对信号进行幅度调制或频率调制。
滤波是模拟信号处理中的重要环节。
根据滤波器的不同特性,我们可以选择适合的滤波器来实现对信号的处理。
例如,在音频领域中,我们常常需要使用低通滤波器来滤除高频噪声,以获得更加清晰的声音。
而在无线通信中,我们则经常使用带通滤波器来选择特定的频段进行信号传输。
滤波器的设计需要考虑到信号的频率范围、要提取或去除的频率成分,以及滤波器的响应特性等因素。
在电路中,信号的处理和滤波可以通过不同的电路组件实现。
例如,我们可以利用电容器和电感器构成的RC或RL电路来实现简单的低通、高通或带通滤波。
而对于更复杂的滤波需求,可以采用集成电路或数字信号处理器(DSP)等专用器件来实现。
需要注意的是,模拟信号处理和滤波存在一些问题和挑战。
例如,随着信号频率的增加,电路的响应和传输能力会受到限制。
此外,电路中的噪声、干扰和非线性等因素也会对信号处理和滤波产生影响。
因此,在设计电路和选择滤波器时,需要全面考虑这些因素,并采取相应的措施来提高信号处理的效果。
电路基础原理解惑信号处理电路的抗混叠和滤波
电路基础原理解惑信号处理电路的抗混叠和滤波近年来,随着电子技术的飞速发展,电路基础原理也成为了越来越多人感兴趣的领域。
而在电路中,信号处理是一个重要的环节。
其中,抗混叠和滤波成为了需要重点关注的问题。
首先,我们来谈一谈抗混叠。
在信号处理中,抗混叠的概念是指在采样过程中产生的混淆导致原始信号失真。
当信号的频率超过采样频率的一半时,会出现混叠现象。
这是因为根据奈奎斯特定理,信号的频率必须小于或等于采样频率的一半才能进行完美重建。
如果信号频率超过了这个限制,那么信号将被还原成一个频率较低的信号,从而造成失真。
那么,如何解决混叠的问题呢?其中一个常见的方法是使用抗混叠滤波器。
抗混叠滤波器能够针对混叠现象进行处理,剔除掉混叠频率的成分,从而让信号得以恢复至原来的状态。
这样,我们就能够保证信号的完整性和准确性。
除了抗混叠滤波器之外,滤波器在信号处理中也起到了重要的作用。
滤波器是一种能够按照设定的频率范围,去除或者放大特定频率成分的电路。
在实际应用中,滤波器可以用来去除噪声、调整信号的频率等。
因此,滤波器在电路设计和信号处理中扮演着至关重要的角色。
在现代电子设备中,常见的滤波器类型有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
低通滤波器能够将高频成分滤除,只保留低频成分。
高通滤波器则相反,能够将低频成分滤除,只保留高频成分。
而带通滤波器能够滤除不在一定频率范围内的信号,只保留目标频率范围内的信号,而带阻滤波器则相反,能够滤除指定频率范围内的信号。
除了根据频率范围来分类滤波器之外,还可以根据滤波器的实现方式来分类。
常见的滤波器实现方式有模拟滤波器和数字滤波器。
模拟滤波器是利用模拟电路来实现信号的滤波,而数字滤波器则是利用数字信号处理技术来进行滤波。
总结起来,抗混叠和滤波是电路基础原理中非常重要的两个方面。
抗混叠能够保证信号的完整性和准确性,而滤波可以在信号处理过程中剔除噪声和调整信号的频率。
无论是在通信领域、音频处理领域还是图像处理领域,抗混叠和滤波都有着广泛的应用。
电子技术基础
电子技术基础电子技术基础是现代科技的基础之一,是指电子学的基本理论和电子元器件的基本知识。
电子技术基础的主要内容包括电路分析、数字电路、模拟电路、通信电路、微处理器、数字信号处理、电磁场和波导、量子力学等。
本文将对电子技术基础的主要知识点进行详细的介绍。
一、电路分析电路分析是电子技术基础中的一个重要知识点。
电路分析的主要内容包括基本电路定律、戴维南等效电路、史密斯图和电感等。
在电路分析中,需要掌握基本电路定律,包括欧姆定律、基尔霍夫定律和电压-电流特性等。
戴维南等效电路的内容比较复杂,主要是用一个定电源替换一个电路的一部分,从而简化电路分析。
史密斯图是通信工程中常用的一个图形工具,它可以表示阻抗匹配电路和传输线中的反射现象。
学习电路分析还需要了解电感的性质。
电感是指导体中储存磁能量的物理量,具有阻抗变化、滤波、放大和相移等作用。
通过电路分析的知识,可以更好地了解电子电路设计的基本原理和方法。
二、数字电路数字电路是电子技术基础中的另一个重要知识点。
数字电路的主要内容包括布尔代数、逻辑门、触发器和计数器等。
布尔代数是一种基本数学方法,以一种抽象方式描述逻辑表达式的运算。
逻辑门是实现布尔代数运算的电路元件。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门和与或非门等。
触发器是一种逻辑电路元件,由多个逻辑门构成,可以存储和输出1或0的二进制数字信号。
计数器是能够记录电子数据的设备,可以用来计算时间、频率和速度等信息。
数字电路在电子技术中的应用非常广泛,包括数字信号处理、数字逻辑设计、计算机电路和数字通信系统等。
通过数字电路的知识,可以更好地理解和设计数字电子系统。
三、模拟电路模拟电路是电子技术基础中的另一个重要知识点。
模拟电路的主要内容包括放大器、滤波器、振荡器和功率放大器等。
放大器是模拟电路中最常见的元件,有增益、放大和滤波等作用。
滤波器是对信号进行滤波和去噪的电路,可以减少杂音和干扰等。
振荡器是一种元件,可以产生稳定的交流电信号。
模拟电子技术基础---09信号处理与信号产生电路(波形)
全通(APF)
由低通和高通串联得到带通
由低通和高通并联得到带阻
希望抑制50Hz的干扰信号, 应选用哪种类型的滤波电路?
放大音频信号(20~20KHz), 应选用哪种类型的滤波电路?
电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础
9.5 正弦波振荡电路的振荡条件
正反馈框图如图示。 (注意与负反馈方框
图的差别)
X a X i X f
若环路增益 A F 1 则 X a X f ,
去掉 X i , X o仍有稳定的输出
又 A F A F a f A F (a f )
所以振荡条件为 A( ) F( ) 1 振幅平衡条件 a ( ) f ( ) 2n 相位平衡条件
A1 A0
通带
阻带
O
测评 1
A2 A0
通带
阻带
通带
O A
阻
阻碍 碍阴 2
测评
A0 阴
通带
阻 碍 阴
阻带 通带 阻带
O
阻
测评阻 碍
上页 碍 2 阴1阻 碍下页
9.2 一阶有源滤波电路
4. 带阻滤波电路
–
R
R
R1
可由低通和高通并联得到
+
R –
C1
必须满足 2 1 vI – C2
vO
+
A1 A0
通带
a ( ) f ( ) 2n
思考? 振荡电路是单口网络,无须输入信号就能起振,起振 的信号源来自何处? 电路器件内部噪声
•波形产生过程:
首先,电路满足起振条件,噪声中,满足相位平衡条件的
某一频率0的噪声信号被放大,成为振荡电路的输出信号。
电子电路基础
电子电路基础电子电路是一种重要的电子技术,它的历史可以追溯到20世纪初,这也是全球电子技术发展的核心。
它将静止的信号转换成可以采用信号传输、记录和存储的动态信号,从而使电子技术及其应用更加发达。
电子电路由多个元件构成,元件包括导体、半导体、晶体管、电阻、电容和变压器等。
电子电路通常以图形和文字方式图示,表现出电路的结构特征及元件的连接关系。
电子电路的功能有很多,它们可以进行电子信号的转换和传输,用于处理信号的变换和调节,也可用于控制和输出信号。
其中,最常见的功能主要是进行电子信号转换,比如从一个电平转换到另一个电平,从一种波形转换到另一种波形,以及从一个电路转换到另一个电路等。
电子电路有很多种,其中常见的有:并联电路、串联电路、交流电路、直流电路、放大电路、运放电路、示波器、定时器、缓冲器、滤波器、归一化器等。
这些电路的原理都是一样的,只是应用不同,有些电路的构成也不太一样,但是在电路设计中都会经常用到,所以了解这些电路的基本原理是非常重要的。
此外,电子电路还会结合其他电子元件,如电源、调节器、开关等来实现更复杂的功能。
最常用到的是模拟电路和数字电路,两者有一些明显的区别,比如模拟电路和数字电路的时间响应能力、输入输出信号的范围、能耗等都不一样,这些都会影响到电路的设计。
电子电路的应用非常广泛,其原理也是贯穿了电子技术的发展历程。
随着微电子技术的发展,电子电路也在不断发展,现在已经应用到了各个领域,包括计算机、汽车、家用电器、安防、医疗等等,它们为现代高科技产品提供了无可替代的功能。
电子电路具有复杂性,设计起来也不是一件容易的事情,所以深入理解电子电路原理是非常有必要的。
要掌握电子电路的原理,首先要掌握电子元件的工作原理,包括导体、半导体、晶体管、电阻等。
其次,要熟悉电子电路的基本构成、模型及其结构,理解各个元件的电特性,深入学习其组成。
最后,还要掌握一定的计算机技术,如数字电路、自动控制、信号处理等,学习电路设计,并能够运用电子仿真软件进行实际设计。
电路基础原理理解电路中的信号处理
电路基础原理理解电路中的信号处理在现代科技迅猛发展的时代,电路已经渗透到我们生活的方方面面。
从智能手机到电脑、电视机,无不离开电路的影子。
了解电路基础原理,理解电路中的信号处理,对我们日常生活和工作中的电子设备有着重要的意义。
首先,我们来了解一下什么是电路基础原理。
电路基础原理是研究电流、电压和电阻的运动规律的一门学科。
在电路中,电流是指电子的流动,而电压则是电子在电路中受到的推动力,电阻则是电流在电路中遇到的阻碍。
了解电路基础原理,可以帮助我们更好地理解电路中的信号处理技术。
在电路中,信号是由声音、图像等信息转化而来的电流或电压。
信号处理技术则是对这些电流或电压进行分析、处理和转换的过程。
常见的信号处理技术包括放大、滤波、调制和解调等。
放大是信号处理中的一项重要技术。
通过放大电路,我们可以增加信号的幅度,使其更容易被观测和理解。
放大电路的基本原理是利用放大器的放大特性,将输入信号放大到我们需要的大小。
放大电路可以分为直流放大和交流放大两种。
直流放大主要用于放大恒定的直流信号,而交流放大主要用于放大变化的交流信号。
滤波是对信号进行消除或选择的技术。
在电路中,常见的滤波电路有低通滤波器和高通滤波器。
低通滤波器可以通过去除高频信号,使得低频信号通过,从而实现对信号频率的选择。
高通滤波器则相反,它可以通过去除低频信号,使得高频信号通过。
调制和解调是在通信领域中常见的信号处理技术。
调制是将消息信号转化为载波信号的过程,而解调则是将调制后的信号还原为原始信号的过程。
一种常见的调制技术是频率调制,即将消息信号的频率变化与载波信号对应的频率变化相结合,从而实现信息的传递。
除了上述提到的信号处理技术外,还有很多其他的技术和电路,如数字信号处理、振荡器、多路复用等。
这些技术和电路在电路中起着不同的作用,用来实现不同的功能。
了解电路基础原理,理解电路中的信号处理技术,可以帮助我们更好地应对日常生活和工作中的电子设备。
电路基础原理解读电路的失真度和信号处理
电路基础原理解读电路的失真度和信号处理电路是电子设备中不可或缺的组成部分,它承担着信号传输与处理的重要任务。
然而,由于各种因素的干扰,电路中的信号可能会受到失真的影响,从而导致信息的损失或变形。
因此,了解电路的失真度和信号处理原理,对于优化信号传输至关重要。
一、失真度的定义与影响因素在电路中,失真度是指输入信号与输出信号之间的差异程度。
常见的失真形式包括幅度失真、相位失真、非线性失真等。
幅度失真是指信号的振幅在传输过程中的变化情况,相位失真则是指信号的相位在传输过程中的变化情况。
非线性失真则是由于电子元件的非线性特性而引起的失真现象。
影响失真度的因素众多,常见的包括电路元件的参数不准确、温度变化、信号传输线路的材料和长度等。
此外,电路的设计、制造和使用环境等也会对失真度产生影响。
因此,为了降低失真度,需要对以上因素进行综合考虑,并采取相应的措施进行处理。
二、信号处理的原理与方法为了提高信号的质量和减小失真,需要对信号进行相应的处理。
信号处理可以分为模拟信号处理和数字信号处理两种方式。
模拟信号处理主要通过滤波、放大、混频等方法对信号进行处理。
滤波是根据信号频率范围的不同,选择适当的滤波器或滤波电路,将不需要的频率成分去除,从而改善信号的质量。
放大则是通过电路的放大功能,将信号的幅度增加到合适的范围,以保证信号传输的可靠性。
混频则是将两个信号进行合成,以获得新的频率成分。
另一方面,数字信号处理主要通过将模拟信号转换为数字信号,然后对数字信号进行处理。
数字信号处理首先需要进行采样,将模拟信号离散化为一系列数字样本。
接下来,采用数字滤波器、数字放大器等技术对数字信号进行处理。
最后,还需要进行数字信号的重构,将其恢复为模拟信号。
三、优化电路设计的方法为了降低电路的失真度,需要进行合理的电路设计。
首先,选择合适的电子元件对电路进行搭建。
各种电子元件具有不同的响应特性,因此选择合适的元件对信号传输非常重要。
其次,需要进行电路参数的精确测量和校准。
电子信息工程电路设计与信号处理
电子信息工程电路设计与信号处理教案:电子信息工程电路设计与信号处理前言:电子信息工程中的电路设计与信号处理是该专业的核心内容之一。
本教案旨在通过深入浅出的方式,引导学生系统学习电路设计与信号处理的基本理论与实践技能,并培养学生的创新思维和问题解决能力。
引言:在当今信息时代,电子技术的发展突飞猛进,电子信息工程已经成为现代社会不可或缺的重要学科。
电子信息工程的核心在于电路设计与信号处理,因此,掌握电路设计与信号处理的基本理论和技能对于电子信息工程专业的学生来说至关重要。
本次教学将针对电子信息工程专业的学生,重点讲解电路设计与信号处理的相关知识。
一、电路设计基础1.1 电路基本理论a. 电压、电流、电阻的基本概念与关系b. 电源电压的选择与设计c. 电路中的串联与并联关系d. 电容与电感的基本特性与用途1.2 常用电子元器件a. 电阻、电容、电感的基本特性与应用b. 二极管、三极管、场效应管等器件的原理与应用c. 数字电子元器件的基本概念与应用1.3 电路分析方法a. 直流电路分析方法b. 交流电路分析方法c. 稳态与暂态分析方法二、信号处理技术2.1 信号与系统基础a. 信号的分类与特性b. 系统的概念与分类c. 时域与频域分析方法2.2 信号滤波与增强a. 模拟滤波器与数字滤波器的设计与应用b. 信号增强技术与算法2.3 信号变换与编码a. 傅里叶变换与频谱分析b. 小波变换与信号压缩c. 信号编码技术与算法三、电路设计与信号处理实践3.1 实验室实践a. 组织学生进行电路设计与调试实验b. 引导学生使用数模转换器、滤波器等设备进行信号处理实验3.2 项目设计与实施a. 指导学生进行小型电子装置或系统的设计与实施b. 培养学生的创新思维和团队合作能力3.3 实际案例分析a. 分析电子信息工程领域中的实际应用案例b. 引导学生将理论知识应用于实践,解决实际问题总结:通过本次教学,学生将掌握电路设计与信号处理的基本理论和技能,培养学生的创新思维和问题解决能力。
电路电子技术知识点总结
电路电子技术知识点总结一、电路基础知识1. 电压、电流、电阻在电路中,电压是指电荷在电路中流动的能量。
单位是伏特(V)。
电流是指电荷在一个时间单位内通过导体的量,单位是安培(A)。
电阻是指导体对电流的阻碍程度,单位是欧姆(Ω)。
2. 串联电路和并联电路在电路中,串联电路是指多个电阻、电容或其他元件依次连接在一起。
而并联电路是指多个电阻、电容或其他元件同时连接在一起。
串联电路的总电阻等于各个电阻的和,而并联电路的总电阻等于各个电阻的倒数之和的倒数。
3. 电路图电路图是用符号和线条表示电路中的元件和连接方式的图示。
常见的电路图中的元件包括电源、电阻、电容、电感、二极管、晶体管等。
通过电路图可以清楚地了解电路的连接方式和元件的作用。
二、电路分析技术1. 基尔霍夫定律基尔霍夫定律是电路分析中常用的定律,分为基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
基尔霍夫电流定律指出,在任意一个节点处,流入节点的电流等于流出节点的电流之和。
基尔霍夫电压定律指出,在闭合回路中,电压源的电压之和等于电阻元件的电压之和。
2. 电路等效变换在电路分析中,常常需要将一些复杂的电路转化为等效的简单电路,以便于分析和计算。
常见的电路等效变换包括串联电阻和并联电阻的等效电阻,以及电压源和电流源的等效替换。
3. 交流电路分析交流电路分析是电路分析中的重要内容。
在交流电路中,电压和电流是随时间变化的,因此需要用复数形式表示电压和电流。
通过复数形式可以更方便地进行电路分析和计算。
4. 信号处理电路分析信号处理电路分析是电路领域的一个重要分支。
信号处理电路主要用于信号的增强、滤波、调制和解调等处理。
信号处理电路分析需要掌握信号处理器件的特性和应用,以及相关的分析方法和技术。
三、电子元件和器件1. 二极管二极管是电子器件中最基本的元件之一。
它有正向导通和反向截止两种状态。
二极管可以用作整流器、开关、放大器、稳压器等多种用途。
2. 晶体管晶体管是电子器件中的重要元件,主要用于放大、开关和振荡等功能。
电子电路基础
电子电路基础电子电路是现代社会中影响深远的一个科学领域,它在信息传输、控制系统、家电产品、电子计算机、数码产品、通讯、自动化、航空航天等领域具有重要的意义,其在我们日常生活中扮演了着无可替代的角色。
本文将从电子电路的概述、电子电路的分类、电子电路的基本原理、电子电路的结构与运作等几个方面,来深入浅出地阐述电子电路的基础知识。
一、电子电路的概述电子电路是一种由电子器件组成的电路系统,它可以按照一定的电路原理和结构来实现电子信号的转换、处理和控制,可以将电能转换为信号或将信号转换为电能。
电子电路是构成电子设备的基本构成单位,它是具有功能的电。
子器件的集合,其电路结构和特性可以根据不同的应用场合进行调整和改变。
二、电子电路的分类电子电路可以根据用途分为信号电路、控制电路、数字电路、模拟电路等。
1、信号电路:又称为信号处理电路,是用来传递电子信号、处理电子信号和调节信号强度的电路,它可以将原始信号进行放大、滤波、调理和传输等。
2、控制电路:是根据外部信号自身时序控制调节相关电路和机械设备的工作状态的电路。
3、数字电路:是由逻辑及时序电路组成的电路,是传递和处理数字信息的主要介质,它能够实现数据的高速运算和条件判断。
4、模拟电路:是将模拟信号进行处理的电路,能够将模拟信号转换到统一的数字电路中进行处理和控制。
三、电子电路的基本原理电子电路的基本原理主要是电子元件、基本线路、信号处理和控制原理,其中电子元件是指在电路中扮演功能关键角色的元件,它可以实现信号的放大、选择、变换和调理等功能;电子元件之间的连接是构成电子电路的基本方式,它可以实现电路的组装、串联或并联等电路形式;信号处理是指将受到环境中多种信号输入电路中,并对其进行加工处理,处理的结果可以用来控制环境中的其它设备;最后,控制原理指将外部或内部信号输入电子电路中,并借助电路中的电源及电子元件,实现信号的控制、检测和处理。
四、电子电路的结构与运作电子电路的结构主要由电子元件、连接线路、电源构成,它们之间形成一个电路的整体,可以实现信号的传输、处理和控制。
电子工程师必考知识点总结
电子工程师必考知识点总结一、基础电路理论1. 电压、电流、功率和电阻的基本概念。
2. 电容、电感、电阻的基本性质及其在电路中的应用。
3. 串联、并联电路的基本表达式及其应用。
4. 交流电路中的复数表示法及其在电路分析中的应用。
二、模拟电子技术1. 晶体管的基本原理及其应用。
2. 操作放大器的基本性质及其应用。
3. 信号处理电路的设计与分析。
4. 模拟滤波器设计及其应用。
5. 模拟电子电路的仿真与优化技术。
三、数字电子技术1. 逻辑门的基本原理及其逻辑功能。
2. 数字电路的设计与分析技术。
3. 计算机组成原理及其应用。
4. 微处理器与嵌入式系统设计。
5. 数字电子电路的综合与验证技术。
四、电磁场与电磁波1. 麦克斯韦方程组的基本形式与物理意义。
2. 电磁场中的波动方程及其解析解。
3. 电磁场与电磁波在电子射频技术中的应用。
4. 电磁相容技术及其应用。
五、电子元器件与器件制造技术1. 半导体材料的基本性质及其对器件特性的影响。
2. 晶体管、场效应管、二极管、光电器件的结构与工作原理。
3. 硅基微纳加工技术及其应用。
4. 典型电子器件的封装与封装工艺。
5. 电子器件制造与测试技术。
六、电力电子技术1. 电力半导体器件的工作原理及其特性。
2. 电力电子器件的应用与控制技术。
3. AC/DC、DC/DC、DC/AC电力变换器的结构及其工作原理。
4. 电能质量调节技术及其应用。
七、通信与信息处理1. 信号传输与调制技术的基本原理。
2. 数字通信系统与调制技术。
3. 通信网络与协议技术。
4. 通信与信息系统的设计与仿真技术。
5. 数据处理与智能算法技术。
八、电子系统集成与封装技术1. 电子系统集成的基本原理与技术。
2. 多芯片及系统级封装技术。
3. 三维封装与多尺度封装技术。
4. 系统级封装中的热管理与电磁兼容技术。
九、电子系统可靠性与测试技术1. 电子系统的可靠性评估与改善技术。
2. 电子系统的测试与诊断技术。
电子电路基础习题答案
(3). U 1 = 6V ,
U 2 = 11.3V , U 3 = 12V
结论:硅 PNP 型三极管(
U 2 = 11.8V , U 3 = 12V
结论:锗 PNP 型三极管(
课 后
题 1.8
已知题图 1.8 (a)—(f)中各三极管的 β 均为 50, U BE = 0.7V ,试分别估算各电路中
1. 掌握三极管、场效应管的基本偏置方法,包括分压式偏置、电流源偏置,了解其它偏置 2. 掌握共基、共射、共集、共源、共漏五种基本组态放大电路的静态及动态分析计算方法。 3. 掌握基本放大电路的高频特性分析方法,了解低频特性及其分析方法。 第四章 组合放大电路 8 学时
2. 掌握差动放大电路分析、计算方法及其传输特性。 3. 熟悉通用集成运放的电路原理。 4. 熟悉运放的主要参数及误差分析模型。 第五章 反馈电路及其稳定性分析 8 学时 2. 掌握四种类型负反馈电路的判断及估算。 4. 了解针对特殊情况的补偿方法。
① ④ 解: 分析:工作在放大电路中的三极管应满足发射结正偏,集电结反偏的条件。且有 PN 节 正偏特性可知,其正偏结电压不会太大。硅管的 U BE = 0.5 ~ 0.7V ,锗管的 U BE = 0.1 ~
U 1 = 6V , U 2 = 11.8V , U 3 = 12V
0.3V 。所以首先找出电位差在 0.1~0.3V 或 0.5~0.7V 的两个电极,则其中必定一个为发
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课 后
第六章 波形产生与整形电路 9 学时 1. 熟悉正弦振荡的平衡条件、起振条件及判断方法。 2. 掌握 RC 文氏电桥振荡器、三点式振荡器、变压器反馈式 LC 振荡器的原理及分析估算方 法,熟悉石英晶体振荡器的原理。 3. 熟悉集成电压比较器、集成定时器的电路原理及功能。 4. 掌握由集成比较器、集成定时器构成的波形产生及整形电路,并掌握电路的分析计算方 法。 第七章 信号处理电路 8 学时 1. 掌握低通二阶有源滤波的电路实现方法及分析计算方法,熟悉二阶高通、带通、带阻滤 波器的电路实现及计算方法。 2. 了解高阶滤波器的工程设计方法。 3. 掌握对数运算模拟乘法器的电路原理及分析方法,熟悉变跨导集成模拟乘法器的电路原 理及应用。 4. 熟悉锁相环电路的原理及集成锁相环的应用。
电子电路基础
2022 电路原理一、 绪论1.1 EECS:1.2 电路的组成:源(发电厂,光电池,麦克风等),负荷(电动机,扬声器,屏幕等),能量和信号处理电路(变压器,放大器等),导线与开关(输电线路,电路板等). 1.3 电路的变量:1.3.1 电流current:电荷的时间变化率(单位时间内从A 到B 的正电荷量)I =dQ dt1.3.2 电压voltage:电场力移动单位电荷做的功(电场力将正电荷从A 移动到B 所作的功)(电位的降低)Uab =dW abdq=−Uba =φa −φb1.3.3电位potential:从某点到参考节点的电压参考点(reference point)的电位是零.两点间的电压等于两点之间的电位差.两点间的电压与参考节点的选取无关.1.3.4 电动势eletromotive force:非电场力将单位正电荷从B 移动到A 所作的功(电位的升高)e BA =dW BAdq=φA −φB1.4 变量的大小写:不变的量大写,可能变化的量小写. 1.5 电压和电流的参考方向:电压或电流的方向未知;电压或电流的方向随时间变化.表示电流参考方向的两种方法:箭头;双下标(i AB )-参考方向从A 指向B二端元件上电压参考方向和电流参考方向之间的关系关联参考方向associated reference directions:u =Ri 均正端流入,负端流出非关联参考方向non-associated reference directions:u =−Ri1.6 电路的功率Power:单位时间内从A 到B 所做的功(元件吸收)P =dw dt =dw dq dq dt=ui1.6.1功率的计算:或全部按关联方向进行计算电阻总是吸收功率,电源可能吸收也可能发出功率.电路中被吸收功率之和一定等于发出功率之和.1.7总结:电压,电流都是参考方向;电动势是电源的本质参数;电压-电流有关联/非关联两种情况—功率有两种计算方法二、 电阻电路的基本分析方法:2.1 电阻器(Resistor): 2.1.1 电阻符号:2.1.2 G 电导(Conductance):G =1RUnit:S(西)(Siemens 西门子) 2.1.3 欧姆定律:电压电流采用关联参考方向:u =RiR- resistence Unit-Ω(欧姆)电压电流采用非关联参考方向:u =−Ri or i =−Gu2.1.4 开路与短路:当R=0(G=∞),视其为短路.u=0,i 由外电路决定; 当R=∞(G=0),视其为开路,i=0,u 由外电路决定电阻消耗的功率:p 吸=ui =i 2R =u2RP 发=ui =(−Ri )i =u(−u R )=−i 2R =−u2R阻值和功率是电阻器最重要的两大指标.R =ρL S2.2 独立电源(independent source):2.2.1 理想独立电压源(ideal independent voltage source):电路符号:特性:独立电压源两端的电压与电路其余部分无关.独立电压源的电流由外电路决定直流:u s为常数(Us)正弦交流:u s随时间变化,可以表示为u s=U m sinϖtu-i特性:零值电压源等效于零值电阻,等效于短路线.2.2.2理想独立电流源(independent current source):电路符号:特性:流经独立电流源的电流与电路的其余部分无关电流源上的电压由外电路决定直流:i s为常数(Is)正弦交流:i s随时间变化,可以表示为i s=I s sinωtu-i特性:零值电流源等效于零值电导(无穷大电阻),等效于开路线.2.2.3独立电源的短路和开路:理想电流源不能被开路(Is=C(C≠0));理想电压源不能被短路(Us=C=C(C≠0)).2.2.4独立电源的功率:先算支路量(电压U,电流I),再算功率(P).2.2.5实际电源:2.3受控元件:2.3.1受控电阻:开关:端口(port):端口由两个接线端构成,且满足如下条件:从一个接线端流入的电流等于从另一个接线端流出的电流二端元件自然构成一端口理想开关的u-i特性:一个压控电阻的实例:MOSFETU DS较小时,MOSFET等效为电阻;U DS较大时,MOSFET等效为电流源.2.3.2受控电源(Dependent source):定义:受控电压源:该电压源的电压由电路中某电压或电流控制.受控电流源:该电流源的电流由电路中某电压或电流控制.线性受控源的分类:压控电流源(Voltage Controlled Current Source(VCCS)):流控电流源(Current Controlled Current Source(CCCS)):流控电压源(Current Controlled Voltage Source(CCVS)):压控电压源(Voltage Controlled Voltage Source(VCVS)):进一步讨论:受控源不是二端元件;独立源电压/电流由电源本身决定,而受控源电压/电流直接由控制量决定独立源是真正电路中的”源”,受控源在电路中是能量或信号处理元件. 2.4基尔霍夫定律(Kirchhoff’s Laws):2.4.1术语:支路(branch):若干元件无分叉地首尾相连构成一个支路(b)节点(node):3个或更多支路的连接点(n)路径(path):两个节点间包含的支路回路(loop):由支路组成的闭合路径(l)网格(mesh):平面电路中不与其余支路相交的回路也有教材认为:二端元件构成一个支路;两个元件之间的接线端构成一个节点2.4.2Kirchhoff’s Current Laws(KCL):∑i(t)=0流出节点的电流的代数和为零/流入节点的电流的代数和为零∑i in(t)=∑i out(t)注意事项:只适用于集总参数电路;对有参考方向的电流仍然有效广义KCL:2.4.3Kirchhoff’s Voltage Laws(KVL):∑u(t)=0回路中所有电压(降)的代数和为零两种方向:顺时针/逆时针∑u drop(t)=∑u rise(t)广义KVL:电路中任意两点间的电压等于两点间任意一条路径经过的各元件电压的代数和U AB(沿l1)=U AB(沿l2)电压的唯一性:U AB=U2+U3U AB=U s1+U1−U S2−U4对于外部电路而言,电流源串联元件与否无影响2.52b法求解电路:b各独立元件约束,n-1个独立KCL,b-n+1个独立KVL;三、电路的等效变换:3.1电阻等效变换:3.1.1串并联可能改变的量应当以斜体表示.二端网络:与外部只有两个接线端相连的网络.无独立源二端网络:网络内部没有独立源的二端网络一个无独立源二端电阻网络可以用端口的入端电阻来等效:两个电路等效:两个电路u-i关系的形式和参数均一样电阻元件串联(无分叉的首尾相接):等效电阻Req:等效的相对性:除了选定电路之外的电路来说,这两个电路是等效的(相同的u-i形式和参数),对于被等效的两个电路内部来说,并没有什么关系.串联电阻元件的分压:电阻越大,压降越大.Us:电压形式表示的信号源负载电阻R L相对越大,负载上得到的信号越大电压源内阻R S相对越小,为负载提供信号的能力越强(带载能力强) 并联电阻元件(元件共用两个接线端):并联电阻器的分流:电导越大(电阻越小),电流越大Is:电流形式表示的信号源负载电阻R L相对越小,负载上得到的信号越大电流源内阻R S相对越大,为负载提供信号的能力越强串并联的判断:方法1:节点的移动,元件的拉伸方法2:去掉已知(串联短路,并联开路)3.1.2平衡电桥等电位点:A-B间(开路)电压为0等电位点间接任意电阻(含开短路)不影响电路的电压电流分布3.1.3Y-∆变换∆倾向于使用广义KCL,Y倾向于使用广义KVL来进行判断.化成相同的形式,比较对应的参数用∆参数表示Y:用Y参数表示∆:总结:∆型,Y型网络的变形:3.1.4含受控源二端网络的入端电阻求入端等效电阻—求端口上的电压电流关系—加压求流/加流求压加压求流:等效于把理想电压源短路进行运算加流求压:等效于把理想电流源开路进行计算3.1.5总结3.2电源等效变换3.2.1理想独立源等效变换理想独立源的串联:和电流源串联的任何元件(在不违背KCL和KVL的前提下)都对外等效为电流源,仅改变电流源的电压/功率理想独立源的并联:和电压源并联的任何元件(在不违背KCL和KVL的前提下)都对外等效为电压源,仅改变电压源的电流/功率3.2.2实际独立源等效变换实际独立电压源:i与u是非关联:i从正端流出,负端流入;u从正端至负端存在压降/将Us与Rs看成单个元件进行判断实际独立电流源:电源等效变换:例子:和电流源串联等效于电流源—电压源转换成电流源—电流源叠加—均分电流电流源转换成电压源—KVL电阻匹配四、运算放大器4.1运算放大器(Operational Amplifier)及其外特性4.1.1电路符号:a:反相输入inverting input, u-b:同相输入noninverting input, u+u d=u+-u-;o:输出output,u o±V CC:供电电压working voltageA:开环电压增益open-loop voltage gain, 10^5~10^8Op Amp需要直流电源供电才能工作本质上说就是将u d放大A倍输出为u o对于图二,省略供电模块,使用KCL时要加上供电端4.1.2运算放大器外特性:在可接受的误差范围内,常常将非线性化为线性进行分析分三个区域:线性工作区:|u d |<U ds ,则u o =Au d 正向饱和区: u d >U ds ,则u o =U sat 反向饱和区: u d <−U ds ,则u o =−U sat运算放大器消耗的功率一般小于W 运算放大器的输入和输出电阻:MΩ和Ω4.1.3 电压型信号处理电路3个最重要的性质:电压放大倍数:A u =u o u i输入电阻:从u 1两端向输出端看的等效电阻(接或不接负载)( MΩ级) 输出电阻:从u o 两端向输入端看的等效电阻(u s 短路)( Ω级)4.1.4 电路模型:模型抽象化:Ri:运算放大器两输入端间的输入电阻(MΩ) Ro:运算放大器的输出电阻(Ω)工程观点:与运算放大器连接的电阻保持在KΩ级:输入电阻(KΩ)很大--∞;输出电阻(Ω)很小—0负反馈电路:工程观点:A 足够大u 0u i =−R f R i原有的直接接在信号源与负载间的问题:ui 的取值范围太小—允许输入电压范围小不同的Op Amp 的A 差别很大—设计好的放大器只能针对某个Op Amp 使用 Op Amp 的A 随温度变化较大—设计好的放大器只能在某个温度下使用 三个问题全被解决4.2理想运算放大器(Ideal Op Amp)及其外特性4.2.1电路符号:4.2.2电压转移特性(外特性):在线性放大区,将运放电路作如下的理想化处理:A→∞:u0为线性区(如10V)→u0=A u d→u d→0→(虚短):负相输入端与正相输入端等电位.R i→∞从输入端看进去,元件相当于开路(虚断):负相输入端与正相输入端无电流4.3负反馈理想运算放大器电路分析4.3.1电压跟随器:分析:虚短→A点电位为ui→B点电位为ui→C点电位为ui(uo)(放大倍数) 将运算放大器改画:输入电阻:从ui两端向输出端看的等效电阻→开路→无穷大(则无所谓接/不接负载) 输出电阻:从uo两端向输入端看的等效电阻→电压源置零→加流求压→uo=0综上,其参数指标:电压放大倍数:1输入电阻:无穷大输出电阻:0应用:要满足:u 2=R 2R 1+R 2u 1需要使用电压跟随器:从A-B 往电压跟随器看,其电阻无穷大,则分压由R2决定;从C 往电压跟随器看,其输出电阻为0,则负载获得R2全部分压.说明:电压型信号处理电路的输入电阻越大越好:因为电压跟随器从前级采样电压,其输入电阻越大,对前级的影响越小(1/∞为0,不影响前级分压);电压型信号处理电路的输出电阻越小越好,当输出电阻小至0时,不受任何负载影响,亦即不会与负载进行分压4.3.2反相比例放大器:信号接在反相输入端与地,反馈Rf接在反相输入端,形成负反馈虚短:u+=u−=0虚断:i−=0,i+=0,i2=i1i1=u1R1,i2=−u oR f因此:u o=−R f R1u i注意:当Rf和R1确定后,为使uo不超过饱和电压(即保证工作在线性区),对ui有一定的限制Rf接在输出端和反相输入端,称为负反馈负反馈的噪声抑制作用:输出端有微小正扰动→u-端有微小正扰动→u+-u-变小→输出值变小4.3.3同相比例放大器:信号接在同相输入端,反馈Rf接在反相输入端,形成负反馈虚断:i+=i−=0虚短:由于i+=0,因此u+=u i,u−=u+由于i−=0,因此A点以上无分压,则A点电压为:u i=u A=R2R1+R2u ou o=(1+R1R2)u i4.3.4反相加法器:虚短:i+=i−=0虚断:u C=u B=u A=0对C点使用KCL:i1+i2+i3=i f,又因为uc为零,因此u1 R1+u2R2+u3R3=−u oR fu o=−(R fR1u1+R fR2u2+R fR3u3)4.3.5改进的减法器:在同相输入端加装一个简单分压器分析:u=R fR1+R fu2u1−u R1=u−u oR f即:u o=−R fR1(u1−u2)4.3.6电流源:分析:由于没有电流,因此u A=u B=u c=u i,也即i=u iR1,因此流过负载R L的电流完全由ui决定,与R L的值无关i=u i R14.3.7负电阻:负反馈电路:u2=−Ri2欧姆定律u1=u2虚短R1i1=R2i2虚短,虚断,KVL因为虚短,A,B,C三点可看成一点;从ABC三点其中一点到D运用KVL进行求解即:R1=u1i1=−R1R2R五、二端口网络(Two-Port Network):5.1二端口网络的参数和方程(根据给定电路求二端口参数):5.1.1定义:端口(port):端口由两个接线端构成,且满足如下条件:从一个接线端流入的电流等于从另一个接线端流出的电流(端口条件)二端口(two-port):当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路为二端口网络.二端口网络的两个端口之间一般不能有支路直接相连,否则可能破坏端口条件导致二端口不能成立回忆一端口网络的电压电流关系:应当用两个电压电流关系方程来描述二端口网络,用两个物理量来表示另外两个物理量5.1.2 用电压表示电流:G 参数和方程i 1=G 11u 1+G 12u 2 i 2=G 21u 1+G 22u 2即:i 1i 2=G 11G 12G 21G 22 u 1u 2G 参数的实验测定:一侧接电源,另一侧短路G 11=i 1u 1|u 2=0 自电导G 12=i 1u 2|u 1=0 转移电导G 21=i 2u 1|u 2=0 转移电导G 22=i 2u 2|u 1=0 自电导G 为短路电导参数矩阵5.1.3互易二端口:激励无论加在哪侧,另一侧产生的响应都一样因此,互易二端口网络四个参数中只有三个是独立的.由线性电阻组成的二端口→互易定理→互易二端口例子:u1直接接在Gb上,形成非关联流入节点的电流等于流出节点的电流G =[G a +G b−G b−G b G b +G c]对于A,B 两点,运用KCL 和KVL 进行求解i 1=u 1G a +(u 1−u 2)G b KCL(A),KVL(A →B)i 2=u 2G c +(u 2−u 1)G b5.1.4 对称二端口:两个端口的外特性完全一样对称二端口只有两个参数是独立的 结构对称的二端口→对称二端口5.1.5含受控源的二端口网络:求解G11时,对A点进行KCL;求解G21时,对B点进行KCL;求解G12与G21时,零值电流源等效于开路等效于G=0;5.1.6用电流表示电压:R参数和方程称R为开路电阻参数矩阵R参数的实验测定:一端加电流源,另一端开路。
电子电路中的信号采集和处理方法有哪些
电子电路中的信号采集和处理方法有哪些信号采集和处理是电子电路设计中至关重要的一环。
信号采集指的是将原始信号转换为适合处理的电压或电流形式,而信号处理则是对采集到的信号进行放大、滤波、微分、积分等操作,以获取需要的信息。
本文将介绍电子电路中常见的信号采集和处理方法。
A/D转换器(模数转换器)A/D转换器是将模拟信号转换为数字信号的一种设备。
它通过将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号,并用数字表示信号的幅度。
A/D转换器广泛应用于数据采集、通信、自动化控制、音频处理等领域。
常见的A/D转换器包括逐次逼近型、闪存型和Σ-Δ型等。
模数转换器的基本原理是将持续变化的模拟信号离散化,在一段时间内对模拟信号取样,然后将取样结果转换为数字形式。
这种转换可以通过逐次逼近、比较和计数、模数-模数转换以及多步骤逼近等方法实现。
放大器放大器是电子电路中常见的信号处理设备。
它能够增加信号幅度,提高信号的能量,使信号能够更好地被后续电路处理。
放大器可以根据信号的种类和处理需求选择不同的类型,如运算放大器、功率放大器、差分放大器等。
滤波器滤波器是用于滤除或增强信号特定频率成分的电子设备。
滤波器可以根据频率的不同实现对信号的低通、高通、带通或带阻处理。
常见的滤波器包括RC滤波器、LC滤波器、激励式滤波器等。
微分和积分电路微分和积分电路用于对信号进行微分和积分操作,以实现对信号的变化率和累计量的测量。
微分电路能够对信号进行高通滤波,提取信号的快速变化部分。
积分电路则能够对信号进行低通滤波,提取信号的缓慢变化部分。
数字滤波器数字滤波器使用数字信号处理算法对数字信号进行滤波操作。
与模拟滤波器相比,数字滤波器无需进行模拟信号的转换和采样,操作更加灵活、精确。
数字滤波器常用于音频处理、图像处理、通信系统等领域。
采样保持电路采样保持电路用于对模拟信号进行采样和保持,以便后续的A/D转换器能够准确地测量信号的幅度。
采样保持电路通过将信号在采样时刻进行固定,然后传递给转换器进行数字化处理。
电子电路设计入门
电子电路设计入门电子电路设计是电子工程中非常重要的一项技术,它涉及到电路原理、元器件选择、电路设计方法等方面的知识。
对于初学者来说,掌握电子电路设计的基本原理和方法是非常关键的。
本文将介绍电子电路设计的入门知识,并探讨一些实用的设计技巧。
一、电子电路基础知识在学习电子电路设计之前,我们首先需要了解一些基础知识。
电子电路是由电子元器件(如电阻、电容、电感等)组成的,通过这些元器件可以实现信号的处理和控制。
同时,电子电路中也会涉及到各种信号源和信号处理器件,例如放大器、滤波器等。
在电子电路设计中,我们需要了解以下几个基本概念:1. 电压(Voltage):电路中的电势差,用于表示电路中的电子能量变化情况。
2. 电流(Current):电子在电路中的流动状态,用于表示电子在电路中的数量变化情况。
3. 电阻(Resistance):阻碍电流流动的物理特性,用于限制电流的大小。
4. 电容(Capacitance):存储电荷的能力,用于实现信号的延时和滤波。
5. 电感(Inductance):通过电磁感应作用产生感应电动势,用于存储磁场能量。
二、电子电路设计流程在进行电子电路设计时,我们通常会按照以下流程进行:1. 确定需求:明确电路设计的功能和性能要求,例如放大、滤波、控制等。
2. 元器件选择:根据需求选择合适的电子元器件,例如放大器、运算放大器、滤波器等。
3. 电路设计:根据所选元器件的特性和需求,设计出符合要求的电路框图。
4. 电路模拟:使用电路模拟软件对设计的电路进行仿真,以验证其性能和功能。
5. 电路实现:根据设计结果,制作实际的电路板并进行焊接和组装。
6. 电路测试:对实际制作的电路进行测试,验证其性能和功能是否符合设计要求。
7. 优化调试:根据测试结果对电路进行优化和调试,以达到更好的性能和稳定性。
8. 文档记录:对电路设计和测试结果进行详细的记录,方便以后的参考和改进。
三、电子电路设计实例为了更好地理解电子电路设计的过程和方法,我们可以通过一个实例来进行说明。
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§7.2
模拟乘法器
uo1 Ku xu y KU m11 sin t sin t U m 22 sin t 1 KU m sin t 1 cos 2t 2 1 1 KU m sin t KU m cos 2t 2 2
(1-4)
§7.1
一阶低通网络
有源虑波器
3.滤波器的传递函数
Байду номын сангаас
1 U o (s) 1 A( s) RC U i ( s) R 1 1 sRC s 1 sC RC
1 sC
o
o 1 A( s) RC s o
(1-5)
§7.1
一阶高通网络
有源虑波器
20lg
u BE / u T
1 ISe )
u BE / u T
若各管的IS相等,则有:
i C1/iC2 e 又 i C1 i C2 i C5
i C1 e e
u y /UT u y /UT
(u BE1u BE2 ) / u T
e
u y / uT
1
iC 5 ; i C2
1 e
4. 二阶带阻有源滤波器(BEF)
u2
(1-20)
§7.1
有源虑波器
2
解上述方程得传递函数
Auf (s2 ω0 ) Uo Auf (s) ω0 2 Ui 2 s s ω0 Q
其中
RF Auf 1 R1
1 0 RC
将s=jw代入,得频率响应
2 j Auf 1 o A 2 j 1 j 1 Q o o
A( s)
U o ( s) R s 1 U i ( s) R 1 s sC RC
1 s o A( s) RC s o
(1-6)
§7.1
二阶低通网络
有源虑波器
1 U o ( s) LC A( s ) 1 1 U i ( s ) sL R 1 2 s s sC RC LC 1 令o , Q o RC LC R A((s )) As
2 ss 2 s s o o 2 Q Q 2 2 o o 0
1 sC
(1-7)
§7.1
有源虑波器
高阶网络特性——n阶
am s m am1s m1 ao A( s) s n bn 1s n 1 bo mn
一般而言,实际高阶滤波电路可由 若干一阶,二阶滤波电路级联而成。
u y /UT
1
iC 5
(1-29)
§7.2
i C1 i C2
i 类似可得: C4 i C3
模拟乘法器
e
u y / UT u y / UT
1
i C5 i C6
将上式代入,得:
e 1 uy i C6 t h 2U T ux I0 t h 2U T
i C5 i C5 t h
第七章 信号处理电路
§ 7.1 有源滤波器
§ 7.2 模拟乘法器 § 7.3 锁相环电路
§7.1
有源虑波器
滤波器:是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无 用频率信号的电子装置。 应用:自动控制、仪表测量和无线电通信等领域中。
一、滤波器的基本概念
1. 滤波器的分类
☼按信号性质: 模拟滤波器和数字滤波器 ☼按处理方法: 硬件滤波器和软件滤波器 ☼按构成器件: 无源滤波器:由R、C和L等无源器件构成的滤波器。
其中K为比例因子, 量纲:V-1
(1-23)
§7.2
模拟乘法器
e
(ln ux ln u y )
一、对数式模拟乘法器
ux u y e
ln uxu y
(1)基于对数运算的乘法器的方框图:
(1-24)
§7.2
模拟乘法器
(2) 对数式集成模拟乘法器RC4200原理图:
(1-25)
§7.2
模拟乘法器
Auf UO s A s Ui s 1 ( s )
其中
0
1 0 RC
该传递函数式的样子与一阶RC低通网络的频响 表达式差不多,只是后者缺少通带增益Auf这一项。
(1-11)
§7.1
有源虑波器
三、二阶有源滤波电路
1.二阶低通有源滤波器LPF 电容器C1原来是接地的,现在改接到输出端。
1. 运算电路 (1)相乘运算
模拟相乘器
模拟乘法器
三、模拟乘法器应用举例
(2)平方和立方运算
平方运算电路 立方运算电路
(1-32)
§7.2
模拟乘法器
(3) 除法运算电路
工作(负反馈)条件? u2 0
据虚断
i1 i 2
uo1 u1 R1 R2 R uo1 2 u1 R1
uO1 Kuou2
基本原理电路
(1-27)
uO Kuxuy
§7.2
模拟乘法器
四象限模拟乘法器
(1-28)
§7.2
模拟乘法器
▲ 原理分析: U0 [(i C1 i C3 ) (i C2 i C4 )]R C
[(i C1 i C2 ) (i C3 i C4 )]R C
iC i E I(e S
s s 2 ( ) Qω0 ω0
o fo BW 2 Q Q
(1-19)
§7.1
有源虑波器
uo 2(u1 uo ) (u1 ui ) sC (u1 ) sC 0 Auf R uo (u2 ui ) / R (u2 ) / R u2 s 2C 0 Auf uo uo (u1 ) sC ( u2 ) / R Auf Auf uo u1 Auf
R3 R 4 K R1 R2
(1-26)
§7.2
模拟乘法器
二、变跨导式模拟乘法器
对于差动放大电路,输 出电压为: R 'L uO = uy rbe
UT 2UT rbe (1+ ) IE Io
R 'L uO I ouy 2UT
R 'L R' u I ouy L u y x 2UT 2UT Rx
(1-18)
§7.1
(1)通带增益 (2)传递函数 (3)频率响应
令
有源虑波器
RF Auf =1+ R1
A(s)
Auf sCR 1 ( 3-Auf )sCR (sCR)2
得
A0
Auf 3-Auf
A0 A(s) 1
1 0 RC
s Qω0
1 Q 3 Auf 将s=jw代入,得 Ao A o 1 jQ( ) o
(1-9)
§7.1
有源虑波器
二、一阶有源滤波电路
一阶低通滤波器的电路如图(a)。
幅频特性如图(b)。 图中虚线为理想的情况, 实线为实际的情况。特点是电路简单,阻带衰减 太慢,选择性较差。
(1-10)
§7.1
有源虑波器
当 f = 0时,通带内的增益为
RF Auf 1 R1
当 f >0时,一阶低通滤波器的传递函数如下
联立求解以上三式,可得LPF的传递函数
Auf Uo s Au s U i s 1 (3 Auf ) sCR sCR 2
上式表明,该滤波器的通带增益应小于3, 才能保障电路稳定工作。
(1-13)
§7.1
(2)频率响应
有源虑波器
Auf
由传递函数可以写出频率响应的表达式
I C1 I C2 I S1 I S 2 I C3 I C4 I S 3 I S 4
I C3
I C1 I C2 I C4
I C1 I1 ux / R1
IC 3 I3 u0 / R3 uxu y u0 K uz
IC 2 I2 uy / R2
IC 4 I 4 uz / R4
有源滤波器:由有源器件加上R、C和L等无源器件
构成的滤波器。
§7.1
☼按传递函数: 一阶滤波器
有源虑波器
☼按频率特性: 低通滤波器(LPF) 高通滤波器(HPF) 带通滤波器(BPF) 带阻滤波器(BEF)
二阶滤波器 : N 阶滤波器
(1-3)
§7.1
2.滤波器的用途
有源虑波器
滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分, 例如,有一个较低频率的信号,其中包含一些较 高频率成分的干扰。滤波过程如图所示。
uy 2U T
当ux<<2UT,uy<<UT时有:
uy ux u 0 R C I0 t h .t h 2U T 2U T
u 0 R C I0
u x .u y 4U T
2
(1-30)
§7.2
集成模拟乘法器 F1596.MC1596
Rx扩展线性范 围,详见P229 分析
模拟乘法器
(1-31)
§7.2
(1-8)
§7.1
有源虑波器
4.通滤波器的主要技术指标 (1)通带增益Auf 通带增益是指滤波器 在通频带内的电压放大倍 数。性能良好的LPF通带 内的幅频特性曲线是平坦 的,阻带内的电压放大倍 数基本为零。 (2)通带截止频率fo 与放大电路的截止频率相同。通带与阻带 之间称为过渡带,过渡带越窄,说明滤波器的 选择性越好。
(3)频率响应
令
1 0 RC
Au
1 Q 3 Auf
Auf
则可得出频响表达式
1 (
0 2 1 0 ) j Q
(1-17)
§7.1