电子电路基础(1.1)--绪论

一、电子技术发展与挑战
１、电子技术：
无确切定义。因为近年来它发展迅猛，分支庞杂。 有种说法为“凡是研究含有电子器件的电路、系统
及应用的学科”。
２、发展历程：
以电子器件的更新换代为标志！ 电子学近百年发展史上三个重要里程碑：
1904 年电子管发明（真正进入电子时代） 1948 年晶体管问世 60 年代集成电路出现
信息化武器，例如精确制导武器。它们实质上是一种 能够获得和利用被攻击目标所提供的位置信息修正自己的弹 道以准确命中目标的弹药。具有一定的智能。
海湾战争和北约空袭南斯拉夫实际上是微电子技术战 争。多国部队实施的电子侦察、电子干扰与反干扰的各种电 子措施。使伊军的引导雷达和防空雷达等许多重要的电子技 术装备失灵。从而掌握整个战争的制空权、制海权和主动权 。
MEMS ： Micro Electro Mechanical System是s 一种外形尺寸在毫米量级，组成元器件尺寸在纳米
、微米量级的可运作微型机电装置。将信号探测、处理、控 制和执行各子系统集成于一体。
德国工程师制成黄蜂大小的能升空的直升飞机 应用：军事（小型间谍飞机）
Microelectronics war
3 、若干蓬勃发展的研究方向
• Nano-electronics
纳米空间电子所表现出来的特性（波动性）和功能
• Biological Electronics
生物芯片、计算机
• SOC ： system on 微ch型i卫p 星和纳米卫星应用，
一片单芯片系统＝一颗卫星
3 、若干蓬勃发展的研究方向 ( 续 )
2 ．第二代电子器件——晶体管
1948 年，肖克利（ W.Shckly ）等发明了半导体三极管， 其性能明显优于电子管，从而大大促进了电子技术的应用与发 展。晶体管的发明是电子学历史上的第二个里程碑。
尽管晶体管在体积、重量等方面性能优于电子管，但由成 百上千只晶体管和其他元件组成的分立电路体积大、焊点多， 可靠性差。

vs Rs
电流源等效电 路
3 信号的频谱
电信号的时域与频域表示
时域
3.1 正弦信号
v(t ) Vm sin(ω0t θ)
T 2π 0
0 2πf0
频域：正弦信号幅值 随角频率变化的分布 。
3.2 方波信号
满足狄利克雷条件， 展开成傅里叶级数
方波的时域表示
v(t )

VS 2

3 、若干蓬勃发展的研究方向 ( 续 )
WSN ： Wireless Network
传感器节点
Sensor
汇聚节点
互联网/蜂窝网
后台控制中心 和数据库系统
传感器 AD/DA
数据采 集单元
处理器
存储器
数据处 理单元
基带
射频模块
无线通 信单元
低功耗、低成本、小体积 节点设计技术
应用 传输 路由 MAC
v(t )

VS 2

2VS π
(sin ω0t

1 3
sin
3ω0
t

1 5
sin
5ω0
t
)
幅度谱
相位谱
5 、准 备 厚基础，宽口径，高素质。
1 ．第一代电子器件——电子管
1906 年，福雷斯特（ Lee De Fordst ）等发明了电子管，是 电子学发展史上第一个里程碑。用电子管可实现整流、稳压、检 波、放大、振荡、变频、调制等多种功能电路。
电子管体积大、重量重、寿命短、耗电大。世界上第一台 计算机用 1.8 万只电子管，占地 170m2 ，重 30t ，耗电 150kW 。
模拟电子电路基础
教材：
1. 堵国梁：“模拟电子技术基础”，机械工业出 版社
参考资料：
1. 刘京南：“电子电路基础” 电子工业出版社
2. 童诗白：“模拟电子技术基础” ED2 ，高 等教育出版社
3. 康华光：“电子技术基础” 模拟部分 ED4 或 ED5 ，高等教育出版社
一、电子技术发展 二、信号 三、电子系统及信号处理 四、学习要求 五、放大电路的技术指标
2VS π
(sin ω0t

1 3
sin
3ω0t

1 5
sin
5ω0
t
)
其
中
0

2π T
VS 2
—— 直流分量
2VS π
——
基波分
量
2VS π

1 3
——
三次谐波分量
3.3 信号的频谱
频谱：将一个信号分解为正弦信号的集合 ，得到其正弦信号幅值和相位随角频率变 化的分布，称为该信号的频谱。
方波信号
网络协议
组Hale Waihona Puke Baidu支持技术
自组网技术 信息安全技术
…… 协同通信技术 移动管理技术
安全技术 功率控制 拓扑控制
多网融合 (3G,卫星...) 数据处理 (数据库...)
多网融合和 数据处理技术
4 、机遇与挑战
世界经济兴衰波动遵循“周期理论”，周 期约为 60 年。电子技术的发展进程周期约 40 年 ： 1905 ～ 1947 （ 42 年）：电子管－晶体管 1947 ～ 1987 （ 40 年）：晶体管－集成电路 1987 ～ 2027 （ 40 年），预计纳米电子学将在 21 世纪上叶形成规模，一次新的电子技术革命将在 世界范围掀起，从而有力推动着信息社会向更高 境 界 发 展总。之 ， 电 子 与 信 息 学 科 飞 速 发 展 ， 并 与 生 命 、环境等学科交叉。
二、信号
1 信号： 信息的载体 物理量通过传感器转换为电信号，输入到电子 系统
T/℃ 2 200.5 2 200.0 2 199.5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 t/s
温度波动曲线
微音器输出的某一段信号的波 形
2 电信号源的电路表达形式
转换
电压源等效电 路
戴诺 维顿 宁
is
3 ．第三代电子器件——集成电路
1958 年，基尔白等提出将管子、元件和线路集成封装在一起的设 想，三年后，集成电路实现了商品化。
当前，单个芯片可集成器件成千上万个，例如， CPU 芯片 i7 980X 内部就集成了 11.7 亿只晶体管。集成电路的发展促进了电子学、 特别是数字电路和微型计算机的发展，人类社会开始迈进信息时代。
集成电路按集成度可分为： (1) 小规模集成电路（ SSI ）＜ 102 (2) 中规模集成电路（ MSI ）＜ 103 (3) 大规模集成电路（ LSI ）＜ 105 (4) 超大规模集成电路 (VLSI) ＞ 105 当前，微电子已成为最具有发展前途的产业，微电子技术水平已 成为衡量一个国家技术水平的重要标志。