模拟电子技术课件 第1章_绪论
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3. 了解模拟电子技术的研究对象、课程的性质和 作用，明确学习目的、把握学习方法；
4. 了解仿真软件Multisim10的作用。
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淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
1.1 电信号
1.1.1 信号 1.1.2 信号的频谱 1.1.3 模拟信号与数字信号
1.1.1 信号
1.信号：信号是反映消息的物理量，是信息的载体。 非电的物理量可以通过各种传感器较容易地转
图1.1.7 方波信号的时域表示
v(t)
VS 2
2VS π
(sin0t
1 3
s
in
30t
1 5
sin
50t
)
其中
0
2π T
VS ——直流分量 2
2VS ——基波分量幅值 2VS 1 ——三次谐波分量幅值
退出 π
π3
淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
频谱：一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正弦信号
1.4 电子仿真实验与设计 软件Multisim10简介
美国国家仪器公司(NI)推出的仿真软件Multisim10，用软 件方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表， 实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”，能够进行原理电 路设计、电路功能测试的虚拟仿真。
虚拟测试仪器仪表种类齐全，具有较为详细的电路分析 功能，可以设计、测试和演示各种电子电路。具有如下特点：
信号的驱 动与执行
A/D 转换
计算机或其 它数字系统
D/A 转换
图1.2.1 模拟电子系统的示意图
退出
淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
1.2.2 电子系统中的模拟电路
对模拟信号最基本的处理是放大，放大电路是构成各种
功能模拟电路的基本电路。 1. 放大电路：用于放大信号的电压、电流或功率。
2. 滤波电路：用于信号的提取、变换或抗干扰。
信号的功率分布，是信号最重要的特性之一 。
周期信号是由直流分量、基波分量、无穷多个高次谐波分 量组成的（高次谐波的频率是基波频率的整数倍）。其幅度频 谱表现为一系列离散频率上的、且大多幅值随着谐波次数的递 增而逐渐减小的离散谱。波形不同的周期信号，其频谱不同。
退出
淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
2.非周期信号的频谱
θ—初相角
图1.1.5 正弦信号时域表示
退出
淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
1.1.2 信号的频谱
正弦信号电压幅
度与角频率的关系图
图1.1.6 正弦电压幅度频谱
中，只有幅值为Vm、 角频率为ω0的一个 信号成份，当Vm、ω、 θ均为已知常数时，
T 2π
0
信号中就不再含有任 何未知信息，这是最
0 2πf0
(3) 培养学生的实验实践技能 为以后深入学习电子技术某些领域的内容以及
为电子技术在各个专业中的应用打好基础。
退出
淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
1.3.2 模拟电子技术课程的特点
1．工程性
(1) 采用“工程估算”方法 (2) 更加强调定性分析
2．实践性
实用的电子电路几乎都要通过调试才能达到预期的指标， 调试电路的过程就是实践的过程。
1. 高度集成的操作界面
2. 类型齐全的仿真功能
3.提供了多种输入／输出接口
要求（自己）学会使用Multisim10 ！
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淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
傅里叶变换：非周期信号
连续频率函数，为连续谱。
非周期信号包含了所有可能的频率成分 (0 )
用快速傅里叶变换（FFT）可求出非周期信号的频谱函数。
选择适当的截止角频率ωC，舍去高于ωC的频率分量，以致 基本不影响信号的特性。通常把保留的部分称为信号的带宽。
信号的频域表达方式可以得到某些比时域表达方式更有 意义的参数。信号的频谱特性是电子系统有关频率特性的主 要设计依据。
第1章 绪 论
1.1 电信号
1.2 电子系统
1.3 模拟电子技术课程
1.4 电子仿真实验与设计软件
Multisim10简介
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淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
本章学习目的和要求
1. 掌握电信号、信号的频谱、模拟信号和数字信 号的基本知识；
2. 了解电子系统的组成、电子系统中模拟电路的 基本功能和电子系统设计的基本原则；
)
2
退出
图1.1.8 方波信号的幅度谱 图1.1.9 方波信号的相位谱
淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
周期电压信号作用到电阻R上的平均功率为：
P
1 R
(V02
n 1
12Vn2
)
V2 R
V
V02
n 1
12Vn2
式中V是电压信号的有效值 ；是各次正弦谐波的有效值。 信号的频谱反映了信号的组成成分，其中信号的幅度谱反映了
模拟电子技术课程是高等学校电子信息类、电 气信息类、仪器仪表类等专业的一门重要的技术基 础课程。
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1.3.1 模拟电子技术课程的任务
(1) 使学生掌握半导体电子器件和模拟电子电路的 基本概念、基 本原理和基本分析方法
(2) 着力培养学生分析问题、解决问题的发展性能 力和创造性能力
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1.1.2 信号的频谱
为提取信号的特征参数，将信号从时域变换到频域。
信号在频域中表示的图形或曲线称为信号的频谱。 信号幅度与频率的关系称为幅度频谱；信号相位与
频率的关系称为相位频谱。
例：正弦信号
v(t) Vm sin(t )
其特征参数是：
Vm—振幅 ω—角频率
3. 运算电路：完成信号的比例、加、减、乘、除等运算。
4. 信号转换电路：用于将i信号转换成v信号或者将v信号转换
成i信号、将直流信号转换为交流信号或将交流信号转换
为
直流信号、将直流电压转换成与之成正比的频率等等。
5. 信号发生电路：用于产生正弦波、矩形波等波形的信号。
6. 直流电源：将交流市电转换成所需的直流电，作为各种电
子电路的供电电源。
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1.2.3 电子系统的组成原则
1. 电路尽量简单。 2. 考虑电磁兼容 3.考虑系统可测 4. 整体统筹权衡 5. 生产工艺简单易行。
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1.3 模拟电子技术课程
1.3.1 模拟电子技术课程的任务 1.3.2 模拟电子技术课程的特点 1.3.3 模拟电子技术课程的学习方法
(1) 掌握常用电子仪器仪表的使用方法
(2) 模拟电子电路的测试方法
(3) 故障的诊断与排除方法
(4) 学会用计算机进行电子仿真实验与设计软件
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1.3.3 模拟电子技术课程的学习方法
1．重点掌握“基本概念、基本电路和基本分析方法”
(1) 要理解基本概念的引入、意义和适用条件，并灵活运用。 (2) 熟练掌握基本模拟单元电路的原理和分析计算、理解各单
换成电信号。这个电信号是随时间连续变化的电压 v或电流i。
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2. 电信号源
图1.1.1 电压源等效电路
图1.1.2 电流源等效电路
iS
vS RS
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实际的电信号都是时间的函数 。
图1.1.3 小提琴发声A调“啦”的波形图1.1.4 钢琴发声A调“啦”的波形
简单的信号。
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1. 周期信号的频谱
周期函数只要满足狄利克雷条件都可以展开成傅里叶级数。
如方波信号:
v(t )
Vs当nT 0当(2n
t (2n 1) T t
2
1) T 2
(n
1)T
式中VS为方波幅值，T为 周期，n为从－∞到+∞的整数。
展开为傅里叶级数：
是连续的。 数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。
数字信号在时间和数值上
均具有离散性，v或i的变化在 时间上不连续，总是发生在离
散的瞬间，且它们的数值是一
个最小量值的整倍数，并以此
倍数作为数字信号的数值，
图1.1.10 数字信号波形
本课程所涉及的信号多为模拟信号。
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幅值和相位随角频率变化的分布（即频率成分组成情况），称
为该信号的频谱。
v(t)
VS 2
2VS π
(sin0t
1 3
sin
30t
1 5
sin
50t
)
或者：
v(t)
VS 2
2VS π
[cos(0t
)
2
1 3
c
os(30t
)
2
1 5
c
os(50t
)
2
]
v(t)
VS 2
2VS π
n1,3,5
1 n
cos(n0t
中波调幅 无线电信号
535kHz～1605kHz 卫星电视信号
3.7GHz～ 4.2GHz
退出
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1.1.3 模拟信号与数字信号
模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。
模拟信号在时间和数值上均具有连续性，即对应于任意时
间t，均有确定的电压值v或电流值i与之对应，并且v或i的取值
元电路的参数、性能、特点以及应用。放大电路是构成其 他模拟电路的基础，要抓住放大电路这条主线。
(3) 不同的模拟电路完成不同功能，进行电路分析时，会用到 不同的参数和方法。要掌握各种参数的求解方法、电路的 识别方法、性能指标的估算方法和描述方法，还要清楚各 种参数、分析方法所适用的条件和范围。
wenku.baidu.com
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表1.1.1 典型信号的频率范围
信号
频率范围
信号
频率范围
心电信号
音频信号
模拟电 视信号
0.05Hz～200Hz 20Hz～20kHz 0Hz～4.5MHz
调频无线电信号 模拟电视LHF频段 超高频电视信号
88MHz～ 108MHz
48.5MHz～ 92MHz
470MHz～ 806MHz
1.2 电子系统
1.2.1 电子系统的组成 1.2.2 电子系统中的模拟电路 1.2.3 电子系统的组成原则
电子系统，通常是指若干相互联接、相互作用的基本电子 电路组成的具有特定功能的电路整体。
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1.2.1 电子系统的组成
信号的 提取
信号的 预处理
信号的 加工
4. 了解仿真软件Multisim10的作用。
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1.1 电信号
1.1.1 信号 1.1.2 信号的频谱 1.1.3 模拟信号与数字信号
1.1.1 信号
1.信号：信号是反映消息的物理量，是信息的载体。 非电的物理量可以通过各种传感器较容易地转
图1.1.7 方波信号的时域表示
v(t)
VS 2
2VS π
(sin0t
1 3
s
in
30t
1 5
sin
50t
)
其中
0
2π T
VS ——直流分量 2
2VS ——基波分量幅值 2VS 1 ——三次谐波分量幅值
退出 π
π3
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频谱：一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正弦信号
1.4 电子仿真实验与设计 软件Multisim10简介
美国国家仪器公司(NI)推出的仿真软件Multisim10，用软 件方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表， 实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”，能够进行原理电 路设计、电路功能测试的虚拟仿真。
虚拟测试仪器仪表种类齐全，具有较为详细的电路分析 功能，可以设计、测试和演示各种电子电路。具有如下特点：
信号的驱 动与执行
A/D 转换
计算机或其 它数字系统
D/A 转换
图1.2.1 模拟电子系统的示意图
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1.2.2 电子系统中的模拟电路
对模拟信号最基本的处理是放大，放大电路是构成各种
功能模拟电路的基本电路。 1. 放大电路：用于放大信号的电压、电流或功率。
2. 滤波电路：用于信号的提取、变换或抗干扰。
信号的功率分布，是信号最重要的特性之一 。
周期信号是由直流分量、基波分量、无穷多个高次谐波分 量组成的（高次谐波的频率是基波频率的整数倍）。其幅度频 谱表现为一系列离散频率上的、且大多幅值随着谐波次数的递 增而逐渐减小的离散谱。波形不同的周期信号，其频谱不同。
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2.非周期信号的频谱
θ—初相角
图1.1.5 正弦信号时域表示
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1.1.2 信号的频谱
正弦信号电压幅
度与角频率的关系图
图1.1.6 正弦电压幅度频谱
中，只有幅值为Vm、 角频率为ω0的一个 信号成份，当Vm、ω、 θ均为已知常数时，
T 2π
0
信号中就不再含有任 何未知信息，这是最
0 2πf0
(3) 培养学生的实验实践技能 为以后深入学习电子技术某些领域的内容以及
为电子技术在各个专业中的应用打好基础。
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1.3.2 模拟电子技术课程的特点
1．工程性
(1) 采用“工程估算”方法 (2) 更加强调定性分析
2．实践性
实用的电子电路几乎都要通过调试才能达到预期的指标， 调试电路的过程就是实践的过程。
1. 高度集成的操作界面
2. 类型齐全的仿真功能
3.提供了多种输入／输出接口
要求（自己）学会使用Multisim10 ！
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傅里叶变换：非周期信号
连续频率函数，为连续谱。
非周期信号包含了所有可能的频率成分 (0 )
用快速傅里叶变换（FFT）可求出非周期信号的频谱函数。
选择适当的截止角频率ωC，舍去高于ωC的频率分量，以致 基本不影响信号的特性。通常把保留的部分称为信号的带宽。
信号的频域表达方式可以得到某些比时域表达方式更有 意义的参数。信号的频谱特性是电子系统有关频率特性的主 要设计依据。
第1章 绪 论
1.1 电信号
1.2 电子系统
1.3 模拟电子技术课程
1.4 电子仿真实验与设计软件
Multisim10简介
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本章学习目的和要求
1. 掌握电信号、信号的频谱、模拟信号和数字信 号的基本知识；
2. 了解电子系统的组成、电子系统中模拟电路的 基本功能和电子系统设计的基本原则；
)
2
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图1.1.8 方波信号的幅度谱 图1.1.9 方波信号的相位谱
淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
周期电压信号作用到电阻R上的平均功率为：
P
1 R
(V02
n 1
12Vn2
)
V2 R
V
V02
n 1
12Vn2
式中V是电压信号的有效值 ；是各次正弦谐波的有效值。 信号的频谱反映了信号的组成成分，其中信号的幅度谱反映了
模拟电子技术课程是高等学校电子信息类、电 气信息类、仪器仪表类等专业的一门重要的技术基 础课程。
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1.3.1 模拟电子技术课程的任务
(1) 使学生掌握半导体电子器件和模拟电子电路的 基本概念、基 本原理和基本分析方法
(2) 着力培养学生分析问题、解决问题的发展性能 力和创造性能力
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1.1.2 信号的频谱
为提取信号的特征参数，将信号从时域变换到频域。
信号在频域中表示的图形或曲线称为信号的频谱。 信号幅度与频率的关系称为幅度频谱；信号相位与
频率的关系称为相位频谱。
例：正弦信号
v(t) Vm sin(t )
其特征参数是：
Vm—振幅 ω—角频率
3. 运算电路：完成信号的比例、加、减、乘、除等运算。
4. 信号转换电路：用于将i信号转换成v信号或者将v信号转换
成i信号、将直流信号转换为交流信号或将交流信号转换
为
直流信号、将直流电压转换成与之成正比的频率等等。
5. 信号发生电路：用于产生正弦波、矩形波等波形的信号。
6. 直流电源：将交流市电转换成所需的直流电，作为各种电
子电路的供电电源。
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1.2.3 电子系统的组成原则
1. 电路尽量简单。 2. 考虑电磁兼容 3.考虑系统可测 4. 整体统筹权衡 5. 生产工艺简单易行。
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淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
1.3 模拟电子技术课程
1.3.1 模拟电子技术课程的任务 1.3.2 模拟电子技术课程的特点 1.3.3 模拟电子技术课程的学习方法
(1) 掌握常用电子仪器仪表的使用方法
(2) 模拟电子电路的测试方法
(3) 故障的诊断与排除方法
(4) 学会用计算机进行电子仿真实验与设计软件
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淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
1.3.3 模拟电子技术课程的学习方法
1．重点掌握“基本概念、基本电路和基本分析方法”
(1) 要理解基本概念的引入、意义和适用条件，并灵活运用。 (2) 熟练掌握基本模拟单元电路的原理和分析计算、理解各单
换成电信号。这个电信号是随时间连续变化的电压 v或电流i。
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2. 电信号源
图1.1.1 电压源等效电路
图1.1.2 电流源等效电路
iS
vS RS
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实际的电信号都是时间的函数 。
图1.1.3 小提琴发声A调“啦”的波形图1.1.4 钢琴发声A调“啦”的波形
简单的信号。
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1. 周期信号的频谱
周期函数只要满足狄利克雷条件都可以展开成傅里叶级数。
如方波信号:
v(t )
Vs当nT 0当(2n
t (2n 1) T t
2
1) T 2
(n
1)T
式中VS为方波幅值，T为 周期，n为从－∞到+∞的整数。
展开为傅里叶级数：
是连续的。 数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。
数字信号在时间和数值上
均具有离散性，v或i的变化在 时间上不连续，总是发生在离
散的瞬间，且它们的数值是一
个最小量值的整倍数，并以此
倍数作为数字信号的数值，
图1.1.10 数字信号波形
本课程所涉及的信号多为模拟信号。
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幅值和相位随角频率变化的分布（即频率成分组成情况），称
为该信号的频谱。
v(t)
VS 2
2VS π
(sin0t
1 3
sin
30t
1 5
sin
50t
)
或者：
v(t)
VS 2
2VS π
[cos(0t
)
2
1 3
c
os(30t
)
2
1 5
c
os(50t
)
2
]
v(t)
VS 2
2VS π
n1,3,5
1 n
cos(n0t
中波调幅 无线电信号
535kHz～1605kHz 卫星电视信号
3.7GHz～ 4.2GHz
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1.1.3 模拟信号与数字信号
模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。
模拟信号在时间和数值上均具有连续性，即对应于任意时
间t，均有确定的电压值v或电流值i与之对应，并且v或i的取值
元电路的参数、性能、特点以及应用。放大电路是构成其 他模拟电路的基础，要抓住放大电路这条主线。
(3) 不同的模拟电路完成不同功能，进行电路分析时，会用到 不同的参数和方法。要掌握各种参数的求解方法、电路的 识别方法、性能指标的估算方法和描述方法，还要清楚各 种参数、分析方法所适用的条件和范围。
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表1.1.1 典型信号的频率范围
信号
频率范围
信号
频率范围
心电信号
音频信号
模拟电 视信号
0.05Hz～200Hz 20Hz～20kHz 0Hz～4.5MHz
调频无线电信号 模拟电视LHF频段 超高频电视信号
88MHz～ 108MHz
48.5MHz～ 92MHz
470MHz～ 806MHz
1.2 电子系统
1.2.1 电子系统的组成 1.2.2 电子系统中的模拟电路 1.2.3 电子系统的组成原则
电子系统，通常是指若干相互联接、相互作用的基本电子 电路组成的具有特定功能的电路整体。
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1.2.1 电子系统的组成
信号的 提取
信号的 预处理
信号的 加工