第1讲导言-new

1、第一讲第一讲 导导 言言 主讲老师：杨自力 办 公 室：B6-420 手 机邮 箱： 待解决问题：本课程学什么？有什么用？怎么学？第一讲 导言一、模拟信号与模拟电路二、电子技术的发展四、“模电”课程的内容六、“模电”课程的能力培养七、课程的地位、学习与考核五、“模电”课程的特点三、 EDA 软件介绍1. 1. 信号：是反映消息的物理量信号：是反映消息的物理量 信息需要借助于某些物理量（如声、光、电）信息需要借助于某些物理量（如声、光、电）的变化来表示和传递。的变化来表示和传递。 电信号电信号是指随时间而变化的电压是指随时间而变化的电压u或电流或电流i ，记记作作u=f

2、(t) 或或i=f(t) 。一、模拟信号与模拟电路一、模拟信号与模拟电路 如温度、压力、流量，自然界的声音信号等等，如温度、压力、流量，自然界的声音信号等等，因而信号是消息的表现形式。因而信号是消息的表现形式。2. 2. 电信号电信号 由于由于非电的物理量非电的物理量很容易转换成电信号，而且很容易转换成电信号，而且电信号又容易电信号又容易传送和控制传送和控制，因此电信号成为应用，因此电信号成为应用最为广泛的信号。最为广泛的信号。0 0、“电电”的的应用应用 能量：电灯、电风扇、电磁炉、空调、电梯等能量：电灯、电风扇、电磁炉、空调、电梯等 信息：电脑、手机、收音机、导航仪、雷达等信息：电脑、手机

3、、收音机、导航仪、雷达等一、模拟信号与模拟电路一、模拟信号与模拟电路3. 电子电路中信号的分类电子电路中信号的分类 模拟信号模拟信号 对应任意时间值对应任意时间值t 均有确定的函数值均有确定的函数值u或或i，并且并且u或或 i 的幅值是连续取值的，即在时间和数值上均具的幅值是连续取值的，即在时间和数值上均具有连续性。有连续性。 大多数物理量所转换成的信号均为模拟信号。大多数物理量所转换成的信号均为模拟信号。 任何瞬间的任何任何瞬间的任何值均是有意义的值均是有意义的一、模拟信号与模拟电路一、模拟信号与模拟电路数字信号数字信号 在时间和数值上均具有离散性，在时间和数值上均具有离散性，u或或 i 的

4、变化在的变化在时间上不连续，总是发生在离散的瞬间；且它们的时间上不连续，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数倍，当其值小于最小量数值是一个最小量值的整数倍，当其值小于最小量值时信号将毫无意义。值时信号将毫无意义。“1”的电的电压当量压当量“1”的倍数的倍数介于介于K与与K+1之之间时需根据阈值间时需根据阈值确定为确定为K或或K+14. 模拟电路模拟电路 模拟电路：模拟电路：对模拟量进行处理的电路。对模拟量进行处理的电路。 最基本的处理是对信号的放大。最基本的处理是对信号的放大。 放大：输入为小信号，有源元件控制电源使负载获放大：输入为小信号，有源元件控制电源使负载获 得大信号

5、，并保持线性关系。得大信号，并保持线性关系。 有源元件：能够控制能量的元件。有源元件：能够控制能量的元件。一、模拟信号与模拟电路一、模拟信号与模拟电路5、电子信息系统的组成、电子信息系统的组成模拟电子电路模拟电子电路数字电子电路（系统）数字电子电路（系统）传感器传感器接收器接收器隔离、滤隔离、滤波、放大波、放大运算、转运算、转换、比较换、比较功放功放模拟模拟- -数字混合电子电路数字混合电子电路模拟电子系统模拟电子系统执行机构执行机构一、模拟信号与模拟电路一、模拟信号与模拟电路 电子技术的发展，电子技术的发展，尤其尤其计算机技术的发展，使之计算机技术的发展，使之“无无孔不入孔不入”，应用广泛！

6、，应用广泛！ 广播通信：发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电广播通信：发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电话、手机话、手机 网络：路由器、网络：路由器、ATMATM交换机、收发器、调制解调器交换机、收发器、调制解调器 工业：钢铁、石油化工、机加工、数控机床工业：钢铁、石油化工、机加工、数控机床 交通：飞机、火车、轮船、汽车交通：飞机、火车、轮船、汽车 军事：通信、雷达、电子导航军事：通信、雷达、电子导航 航空航天：卫星定位、测控航空航天：卫星定位、测控 医学：医学：刀、刀、CTCT、B B超、微创手术超、微创手术 消费类电子：家电（空调、冰箱、电视、音响、摄像机、照消费类电子：家电

7、（空调、冰箱、电视、音响、摄像机、照相机、电子表）、电子玩具、各类报警器、保安系统相机、电子表）、电子玩具、各类报警器、保安系统二、电子技术的发展二、电子技术的发展二、电子技术的发展 很大程度上反映在元器件的发展上很大程度上反映在元器件的发展上 : 1947年年 贝尔实验室制成第一只晶体管贝尔实验室制成第一只晶体管 1958年年 集成电路集成电路 1969年年 大规模集成电路大规模集成电路 1975年年 超大规模集成电路超大规模集成电路 第一片集成电路只有第一片集成电路只有4个晶体管，而个晶体管，而1997年一片集成年一片集成电路中有电路中有40亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按亿个晶体管

8、。有科学家预测，集成度还将按10倍倍/6年的速度增长，到年的速度增长，到2015或或2020年达到饱和。年达到饱和。学习电子技术方面的课程需关注电子技术的发展！学习电子技术方面的课程需关注电子技术的发展！ 电子技术的发展很大程度上依赖于电子元器件的发展。从电子管半导体管集成电路1904年年电子管问世电子管问世！1947年年晶体管诞生晶体管诞生1958年集成电年集成电路研制成功路研制成功电子管、晶体管、集成电路比较电子管、晶体管、集成电路比较 电子技术的发展反过来又促进了电子元器件的发展-不断涌现出新的元器件!第一只晶体管的发明者第一只晶体管的发明者（by John Bardeen , Will

9、iam Schockley and Walter Brattain in Bell Lab）第一个集成电路及其发明者第一个集成电路及其发明者（ Jack Kilby from TI ） 1958年年9月月12日，在德州仪器公司日，在德州仪器公司的实验室里，实现了把电子器件集成的实验室里，实现了把电子器件集成在一块半导体材料上的构想。在一块半导体材料上的构想。42年以年以后，后， 2000年获诺贝尔物理学奖。年获诺贝尔物理学奖。 “为为现代信息技术奠定了基础现代信息技术奠定了基础”。 他们在他们在1947年年11月底发明了晶月底发明了晶体管，并在体管，并在12月月16日正式宣布日正式宣布“晶晶体

10、管体管”诞生。诞生。1956年获诺贝尔物理年获诺贝尔物理学奖。巴因所做的超导研究于学奖。巴因所做的超导研究于1972年第二次获得诺贝尔物理学奖。年第二次获得诺贝尔物理学奖。值得纪念的几位科学家！三、三、EDA软件介绍软件介绍1. 概述概述CADCAD：computer aide design computer aide design 计算机辅助设计计算机辅助设计 CAD CAD 已经深入应用的各个行业。已经深入应用的各个行业。EDAEDA：electronic design automationelectronic design automation，电子设计自，电子设计自动化。动化。 EDA

11、包括不同的设计层面，从芯片到可编程器件，电路设计，再到pcb和电磁兼容的层次，都有各自的专用设计软件。 我们模拟电子电路一般常用的EDA有：Protel, Orcad, Pspice, Multisim (EWB)等。三、三、EDA软件介绍软件介绍2. Multisim V7简介简介方便直观的原理图输入方便直观的原理图输入庞大的元器件模型参数库庞大的元器件模型参数库齐全的仪器仪表库齐全的仪器仪表库三、三、EDA软件介绍软件介绍2. Multisim V7简介简介四、四、 “模电模电” 课程的内容课程的内容 半导体器件。半导体器件。 处理模拟信号的电子电路及其相关的基本功能：各处理模拟信号的电子

12、电路及其相关的基本功能：各 种放大电路、运算电路、滤波电路、信号发生电路、种放大电路、运算电路、滤波电路、信号发生电路、 电源电路等等。电源电路等等。 模拟电路的分析方法。模拟电路的分析方法。 不同的电子电路在电子系统中的作用。不同的电子电路在电子系统中的作用。五、五、“模电模电”课程的特点课程的特点 1、工程性工程性 实际工程需要证明其可行性。实际工程需要证明其可行性。 强调定性分析。强调定性分析。 实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存 在一定的误差范围的。在一定的误差范围的。 电子电路的定量分析称为电子电路的定量分析称为“估算估算”。 近

13、似分析要近似分析要“合理合理”。 抓主要矛盾和矛盾的主要方面。抓主要矛盾和矛盾的主要方面。 电子电路归根结底是电路。电子电路归根结底是电路。 估算不同的参数需采用不同的模型，可用电路的估算不同的参数需采用不同的模型，可用电路的基本理论分析电子电路。基本理论分析电子电路。五、五、“模电模电”课程的特点课程的特点2. 实践性实践性 实用的模拟电子电路几乎都需要进行调试实用的模拟电子电路几乎都需要进行调试才能达到预期的目标，因而要掌握以下方法：才能达到预期的目标，因而要掌握以下方法： 常用电子仪器的使用方法常用电子仪器的使用方法 电子电路的测试方法电子电路的测试方法 故障的判断与排除方法故障的判断与

14、排除方法 EDA软件的应用方法软件的应用方法六、六、“模电模电”课程的能力培养课程的能力培养1. 会看：定性分析会看：定性分析2. 会算：定量计算会算：定量计算考查分析问题的能力考查分析问题的能力3. 会选：电路形式、器件、参数会选：电路形式、器件、参数4. 会调：仪器选用、测试方法、故障诊断、会调：仪器选用、测试方法、故障诊断、EDA考查解决问题的能力设计能力考查解决问题的能力设计能力考查解决问题的能力实践能力考查解决问题的能力实践能力综合应用所学知识的能力综合应用所学知识的能力七、课程的地位、学习与考核七、课程的地位、学习与考核 专业基础课，和电路、专业基础课，和电路、“数电数电”相并列相

15、并列（学分（学分5，总学时，总学时72，其中理论教学，其中理论教学60学时，实验学时，实验12学时）学时）电气工程、电子信息工程、自动化等电专业电气工程、电子信息工程、自动化等电专业 先导课程：先导课程：高等数学高等数学、大学物理大学物理、电路分析电路分析 后续课程：后续课程：数字电子技术数字电子技术、电子测量技术电子测量技术、单片单片机设计技术机设计技术、电力电子技术电力电子技术变频技术与应用变频技术与应用等等 模拟电子技术基本教程模拟电子技术基本教程 华成英华成英 主编主编 清华大学出版社清华大学出版社 电子技术基础模拟部分电子技术基础模拟部分 康华光康华光 主编主编 高等教育出版社高等教育出版社七、课程的地位、学习与考核七、课程的地位、学习与考核 课前预习课前预习内容庞杂，内容庞杂，思维方法比较特殊，思维方法比较特殊，需提前预读教材需提前预读教材 课堂学习课堂学习