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12012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组熊兰电话：13594090388Email：cqlxiong@yahoo.com.cn2012年9月模拟电子技术22012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组（信息）电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。包括：模拟电子技术、数字电子技术。本课程是电气工程、计算机、自动化等专业的技术基础课程，使学生掌握必须具备的电子技术基础理论知识及基本技能，初步掌握阅读和分析简单电子电路原理图的一般规律，电子电路的设计，了解电子技术在专业中的应用。前言不同于电力电子技术32012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组信息电子技术与电力电子技术的相同与区别电力电子技术也称为功率电子技术，是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是应用于工业（电力）领域的电子技术。☞相同之处用于电能变换的电力电子器件和用于信息变换的电子器件制造技术的理论基础（基于半导体理论）是一样的，其大多数工艺也是相同的。电力电子电路和信息电子电路的许多分析方法也是一致的。42012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组☞区别之处处理的功率不同，前者的功率比较小，而后者变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下。电力电子学由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成。信息电子技术与电力电子技术的相同与区别典型的电力电子器件：大功率硅二极管、双极型功率晶体管和晶闸管、门极可关断晶闸管(GTO)、功率场效应晶体管(powerMOSFET)和功率静电感应晶体管(SIT)、绝缘栅双极型晶体管（IGT或IGBT）和MOS控制晶闸管（MCT）等等。52012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组1.本课程的性质技术基础课2.特点非纯理论性课程，实践性很强以工程实践的观点来处理电路中的一些问题3.研究内容以器件为基础、以信号为主线，研究各种模拟电子电路的工作原理、特点及性能指标等。4.教学目标能够对一般的、常用的电子电路进行分析，同时对较简单的单元电路进行设计。前言62012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组学习本课程的难点和要求1.内容多、学时少2.概念抽象，较难理解和掌握3.知识相关性强、各知识点紧密联系－上课认真记笔记或标注，－课后复习、预习、作业－及时解决疑问，系统学习72012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组•掌握特有概念与方法•学习中要掌握的工程分析方法定量估算，合理的近似正确地选择电路模型•使用电路仿真与分析软件Multisim;Pspice等•实验调试是基本功总结:采用定性分析、定量估算、仿真模拟和实验调试相结合的分析方法本课程的学习方法82012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组参考教材和资料1.电子技术基础-模拟部分（第5版）主编：康华光，高等教育出版社，2006年01月。2.电子技术基础模拟部分(第5版)-同步辅导及习题全解主编：夏应龙，中国矿业大学出版社，2007年08月3.模拟电子技术基础（第4版）主编：童诗白，华成英，高等教育出版社，2006年1月4.模拟电子技术基础（第4版）习题解主编：华成英，高等教育出版社，2007年3月92012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组特别要求1.保持良好的课堂纪律，不迟到、早退、旷课、闲聊，手机静音。2.作业认真，书写工整规范，特别强调要独立完成。3.积极参加答疑，及时反馈意见。102012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组模拟电子技术：半导体器件（二极管、三极管、场效应管等）电子电路（放大器、滤波器、集成运算放大器、波形发生器、直流稳压电源）。数字电子技术：半导体器件（门电路、触发器等）；电子电路（组合逻辑电路、时序逻辑电路、半导体存储器和可编程逻辑器件PLD、数模与模数转换器等）。课程内容体系112012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组1.1电力系统与电子系统1.2信号及其频谱1.3电子系统组成框图1.4电子技术及其发展概述第1章电子系统概述122012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组1.1电力系统与电子系统电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整体，是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。主要作用：实现电能的生产、变换、传输、分配和使用。6.3,10.5kV3.15kV6.3kV,10.5kV400/230V1000,500,330,220,110,35kV国标132012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组发电厂3.15kV6.3kV10.5kV13.8kV18kV升压输电线220kV330kV500kV1000kV降压变电站3kV6kV10kV…降压用户（日常/生产）3kV6kV380/220V36V降压我国电力系统的发输配电变压器电压等级142012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组发电厂和变电所的电气设备分为一次设备和二次设备。一次设备（也称主设备）是构成电力系统的主体，它是直接生产、输送和分配电能的设备，包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、电力母线、电力电缆和输电线路等。一次设备及其连接的回路称为一次回路。二次设备是对一次设备进行控制、调节、保护和监测的设备，它包括控制器具、继电保护和自动装置、测量仪表、信号器具等。二次设备通过电压互感器和电流互感器与一次设备取得电的联系。二次设备按照一定的规则连接起来以实现某种技术要求的电气回路称为二次回路。电力系统还包括为保证其安全可靠运行的继电保护和安全自动装置,调度自动化和通信等辅助系统(又称二次系统)。电力系统的构成152012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组电子电路是由电子元件组成的、实现特定功能的电路。电子系统是由电子电路和传输介质组成的、完成特定功能的整体。电子系统162012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组计算机主板172012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组与电力系统处理能量不同，电子系统的主要作用是实现电信号的产生、获取、放大、变换、传输、识别和应用等功能（或部分功能），处理的对象是电信号。信号是随时间变化的某种物理量，是信息的表现形式与传送载体。例如，体温反映人的健康信息，体温37oC表示健康，38oC表示略有小疾。一般情况下，用电子系统处理电信号(电压或电流)比其他方式（如机械方式）容易、成本低和可靠性高，故通常将各种非电信号转换为电信号再进行处理。因此，电子系统成为信息化社会的物质基础，例如通信系统、电视系统、计算机系统和工业控制系统等。电子系统182012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组有线扩音系统拾音器音频放大器扬声器传感器(或换能器)：将非电信号转换为电压或电流信号，是电子系统实际的信号源之一。音频放大器：实现电压和功率放大的电子电路。电压（弱）电压（强）声音（强）声音（弱）执行器：将电信号还原为原始的非电信号的部件，去影响物理世界。通常用电阻模拟，作为电子系统的负载。end电子系统192012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组1.2信号及其频谱1.2.1信号1.2.2信号的频谱电路的组成信号源负载电子系统202012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组信号是随时间变化的某种物理量，是信息的表现形式与传送载体。传感器作为电子系统的一种实际信号源，可等效为电压源或电流源，是时间的函数。R+-)(tvR)(ti1.2.1信号电压源电流源212012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组如果电压（或电流）在某个值域内可连续取值则称为连续信号或模拟信号。例如，电压是时间的正弦函数)sin()(tVtvm值域:[-Vm,+Vm]如果电压（或电流）在某个值域内只能是某个单位量的整倍数则称为离散信号或数字信号。例如，单位量为1mV，数字电压信号的幅值只能是0mV、±1mV、±2mV、…、±nmV。)(tv)(tv)(tvtoto模拟信号to多值数字信号二值数字信号1.2.1信号222012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组模拟电路（AnalogCircuit）是处理模拟信号的电子电路，是模拟电子技术基础要讨论的主要内容。数字电路(DigitalCircuit)是处理数字信号的电子电路。模数转换电路(AnalogtoDigitalConverter,ADC)是实现模拟信号转换为数字信号的电子电路。数模转换电路（DigitaltoAnalogConverter,DAC)是实现数字信号转换为模拟信号的电子电路。通常，数字电路、模数转换电路和数模转换电路是数字电子技术基础要讨论的主要内容。end1.2.1信号232012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组1.2.2信号的频谱信号承载的重要信息之一是其频谱信息。角频率相位，幅度信息：例如,)sin()(,mmVtVtv正弦信号常作为模拟电路的标准信号或测试信号。幅度频谱：信号幅度与频率的关系相位频谱：信号相位与频率的关系幅度频谱和相位频谱统称为信号的频谱。1.2.1信号242012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组1.2.2信号的频谱1.周期信号的频谱如果信号是时间的周期函数则称为周期信号。)()(,Ttvtvv例如Tf1T----信号的周期----信号的频率周期性正弦信号波形周期性方波信号波形0ut0ut1.2.1信号1.2.2信号的频谱1.周期信号的频谱252012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组;)(00存在Tttdttv如果周期信号满足狄里赫利条件（Dirichlet‘sCondition），则可展开为傅里叶级数。狄里赫利条件：①在任意周期内绝对可积，即②在任意周期内只有有限个极值；③在任意周期内只有有限个不连续点；nnnnnnTttTttnTttnnnnnnnbabaVdttvTaVdttntvTbdttntvTaTftnVVtnbtnaatvarctan)(1)sin()(2)cos()(2122:)sin()]sin()cos([)(220000001000100000000角频率直流分量n=1–基波分量n1–谐波分量交流分量1.周期信号的频谱262012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组例如：周期性方波信号可以分解为无数个谐波分量的累加。基波直流分量+基波t三次谐波直流分量Us/2u0Us周期性正弦信号波形周期性方波信号波形0ut0ut1.周期信号的频谱272012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组例求电压周期方波信号的傅里叶级数。TntTnTntnTVtvS)1(2)12(02)12()(000002125sin523sin32sin22)(fTtVtVtVVtvSSSS解：toVST2TωoVn(ω)VS/2ω03ω05ω0oω03ω05ω0ω波形幅度谱相位谱)(tv)(n同一电路对不同频率的信号的响应是相同的吗？1.周期信号的频谱282012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组212201)21(1VRVVRPnn)21(1220nnVVV2/nV周期电压信号作用到电阻R上的平均功率P为V是电压信号的有效值，总平均功率等于各次分量平均功率之和。是各次正弦波的有效值。所以,信号的幅度谱反映了信号的功率分布，是信号最重要的特性之一。1.周期信号的频谱292012年9月熊兰电气工程学院电子技术课程组如果周期T趋于无穷大，则周期信号变化为非周期信号。因此，非周期信号的角频率ω0=2π/T是无穷小量，信号的频谱将在角频率轴上连续分布。2.非周期信号的频谱dttv)(如果模拟信号绝对可积，即则存在傅里叶变换对:1)(21)()()(jdejVtvdtetvjVtjtjV(jω)即是非周期信号的频谱。其中∠V(jω)是相位谱，|V(jω)|是幅度谱，|V(jω)|2是功率谱。1.2.2信号的频谱302012年9月熊兰电气工