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2、成本低廉;3、应用广泛(市场)。SPICE
第一章 绪论 §1.1 电子系统与信号 1、基本电路:分立元件电路;集成电路。 2、成品电子系统:1、性能可靠;2、成本低廉;3、应用广泛(市场)。 SPICE(Simulation Program With Integrated Circuit Emphasis用于以集成电路为重点的仿真程序)PSPICE——P:伯克利分效。 3、电子系统:由若干相互联接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电路整体。 4、单个芯片就可构成一个电子系统。人们关心的是各引脚的功能、输入、输出特性,即芯片的外特性。 5、光导纤维(光纤):优点:信息传输容量大、传输损失小、抗干扰性强等。 6、信号:是信息的载体。 7、信号的表达方式及其基本特性:例1:例2: 时域分析:就是把信号电压或电流看作时间函数时,分析信号所具有的特点。 付氏效数:1)狄利克雷条件:在周期T内连续或有有限个间断点,但有极值,且在间断点处有极限。2)付氏变换:设函数f1(x)是定义在(-?,+ ?)内的非周期函数。对于以2l为周期的周期函数f1(x)在满足狄氏条件下,可展为: 8、频谱:把一个信号分解为正弦信号的集合,得到其正弦信号幅值随角频率变化的分布。 频谱图:正弦信号幅值同角频率之关系图。 周期信号的频谱都有:1)直流分量;2)基波分量;3)无穷多项高次谐波分量所组成。 频谱表现为一系列离散频率上的幅值。N越大,波形的误差越小。 9、带宽:当选择适当的WC(截止角频率)点把频率高端截断时,并不影响信号的主要特性,则保留的部分称为信号的带宽。 信号的频域分析:把任意信号在不同频率的基准信号上展开进行分析。 10、模拟信号:在时间上和幅值上均是连续的,在一定动态范围内可能取任意值的波形。 11、模拟电路:处理模拟信号的电子电路。 12、数字信号以方波为代表的在时间轴上有间断点的信号。 13、数字电路:处理数字信号的电子电路。 14、信号分析中的分类: 1)模拟信号:时间、幅值都连续。2)数字信号:时间离散、幅值连续(取样信号)。时间离散、幅值离散(模数转换器输出信号)。时间连续、幅值离散(数模转换器输出信号)。 §1.2 放大电路的基本知识 一、几个概念: 1、V0=AVVi,AV—电路的电压增益。电压放大电路:只考虑电压增益的电路。适用于信号源内阻RS较小且负载电阻RC较大的场合。 2、I0=AIIi, AI—电流增益 电流放大电路:只考虑电流增益的电路,适用于信号源内阻RS较大而负载电阻RC较小的场合。 3、V0=ARIi, AR—互阻拉益。 互阻放大电路:把电流信号转换为与之相应变化的电压输出。要求输入电阻Ri=0,且输出电阻R0=0。 4、I0=AGVi,AG—互导增益。 互导放大电路:把电压信号转换为与之相应变化的电流输出。要求输入电阻Ri=?,且输出电阻R0= ? 。 5、受控电压源:输出受另一信号控制的非独立的电压信号源。 二、四种电路模型之间的转换: 1、电流转换为电压放大模型:开路输出电压相等。 2、互导放大转换为电压放大模型:开路输出电压相等。 3、电压转换为电流放大模型:短路电流相等。 三、放大电路的主要性能指标: 1、输入电阻:Ri=Vi/Ii,决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小。 2、输出电阻:决定它带负载的能力。 3、增益:1)电压增益=20lg|AV|dB;2)电流增益= 20lg|AI|dB。增益为负dB,只是指它衰减。 用对数表示的优点:1)有利于用对数坐标表达增益随频率的变化;2)对多级放大求总增益时,可将乘法变为加法;3)有助于简化电路分析和设计过程。 四、频率响应及带宽: 1、放大电路的频率响应:在输入正弦信号情况下,输出随频率连续变化的稳态响应。 2、若考虑电抗性元件的作用和信号角频率变量,则放大电路的电压增益可表达为: 3、波特图: 4、半功率点:在输入信号幅值保持不变条件下,增益下降3dB的频率点,其输出功率约等于中频区输出功率的一半。 5、放大电路的带宽:一般把幅频响应的高、低两个半功率点间的频率差定义为放大电路的带宽。即BW=Fh-fl。这种放大电路称为直流(直接耦合)放大电路。模拟集成大多采用直接耦合。 6、失真:幅度失真A1、A2不同,输出失真,相位失真,相移不同,频率失真:前两者之后, 线性失真:线性电抗元件引起。非线性失真:放大器件非线性特性引起。饱和失真等。 第二章半导体二极管及其基本电路 半导体器件的优点:体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小和功率转换效率高等。 §2.1 半导体的基本知识 一、半导体材料: 1、本征半导体:是一种完全纯净的结构完整的半导体晶体。 2、空穴:电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后,共价键中所留下的空位。 3、半导体区别于导体的一个重要特点是空穴的出现。 4、P(3
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