模拟电子技术基础知识总结(精选4篇)由网友“红儿”投稿提供,下面是小编为大家整理后的模拟电子技术基础知识总结,供大家参考借鉴,希望可以帮助您。
篇1:模拟电子技术基础知识总结
一.半导体的基础知识
1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。 2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4. 两种载流子 ----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。
*N型半导体:在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。
6. 杂质半导体的特性
*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 7. PN结
* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。
* PN结的导通电压---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。 8. PN结的伏安特性
二. 半导体二极管
*单向导电性------正向导通,反向截止。 *二极管伏安特性----同PN结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。 *死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若 V阳 >V阴( 正偏 ),二极管导通(短路); 若 V阳
该式与伏安特性曲线
的交点叫静态工作点Q。
2) 等效电路法
直流等效电路法
*总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴( 正偏 ),二极管导通(短路); 若 V阳
微变等效电路法
三. 稳压二极管及其稳压电路
*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。
三极管及其基本放大电路
一. 三极管的结构、类型及特点 1.类型---分为NPN和PNP两种。
2.特点---基区很薄,且掺杂浓度最低;发射区掺杂浓度很高,与基区接触面积较小;集电区掺杂浓度较高,与基区接触面积较大。 二. 三极管的工作原理 1. 三极管的三种基本组态
2. 三极管内各极电流的分配
* 共发射极电流放大系数 (表明三极管是电流控制器件
式子
称为穿透电流。
3. 共射电路的特性曲线
*输入特性曲线---同二极管。
* 输出特性曲线
(饱和管压降,用UCES表示
放大区---发射结正偏,集电结反偏。 截止区---发射结反偏,集电结反偏。 饱和区---发射结和集电结均正偏。 4. 温度影响
温度升高,输入特性曲线向左移动。
温度升高ICBO、ICEO 、IC以及β均增加。 三. 低频小信号等效模型(简化) rbe---输出端交流短路时的输入电阻,
β---输出端交流短路时的正向电流传输比, 常用β表示;
四. 基本放大电路组成及其原则
1. VT、VCC、Rb、Rc 、C1、C2的作用。 2.组成原则----能放大、不失真、能传输。 五. 放大电路的图解分析法 1. 直流通路与静态分析
*概念---直流电流通的回路。 *画法---电容视为开路。 *作用---确定静态工作点
*直流负载线---由VCC=ICRC+UCE 确定的直线。
*电路参数对静态工作点的影响
1)改变Rb :Q点将沿直流负载线上下移动。
2)改变Rc :Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。 3)改变VCC:直流负载线平移,Q点发生移动。 2. 交流通路与动态分析
*概念---交流电流流通的回路
*画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。 *作用---分析信号被放大的过程。
*交流负载线--- 连接Q点和V CC点 V CC= UCEQ+ICQR L的 直线。
3. 静态工作点与非线性失真
(1)截止失真
*产生原因---Q点设置过低
*失真现象---NPN管削顶,PNP管削底。 *消除方法---减小Rb,提高Q。 (2) 饱和失真
*产生原因---Q点设置过高
*失真现象---NPN管削底,PNP管削顶。 *消除方法---增大Rb、减小Rc、增大VCC 。
4. 放大器的动态范围
(1) Uopp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。 (2)范围
*当(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ )时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。
*当(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ )时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2 (UCEQ-UCES)。
*当(UCEQ-UCES)=(VCC’ - UCEQ ),放大器将有最大的不失真输出电压。 六. 放大电路的等效电路法 1. 静态分析
(1)静态工作点的近似估算
(2)Q点在放大区的条件
欲使Q点不进入饱和区,应满足RB>βRc 。 2. 放大电路的动态分析
* 放大倍数
* 输入电阻
* 输出电阻
集成运放:将管线结合在一起制成的具有处理模拟信号的电路称为运算放大电路。
集成运算放大电路中的元器件的参数具有良好的一致性。 二:集成运算
放大电路的组成:
1. 输入级(差模信号,Up-Un),抑制温漂。
2. 中间级(复合管放大电路)。
3. 输出级(互补输出电路)。
4. 偏置电路(电流源电路为其提供合适的静态工作点)。 三:抑制温漂(零点漂移)的办法:
1. 直流负反馈
2. 温度补偿(利用热敏元件来抵消管子的变化)
3. 构成差分放大电路
四:失真:
1. 线性失真(我们所要的,构成电路的放大)
2. 非线性失真:a:饱和失真b:截止失真。
3. 交越失真。(直接耦合互补输出级)。
五:多级放大电路的耦合方式:
1. 直接耦合:低频特性好,便与集成化;存在温漂问题。
2. 阻容耦合:便于计算静态工作点,低频特性差。
3. 变压器耦合:低频特性差,实现阻抗变换;常用于调谐放大电路,
功率放大电路。
4. 光电耦合:
六:3种最基本的单级放大电路。
1. 共发射极电路具有集电极电阻Rc将三极管集电极电流的变化转化成集电极电压的变化。
2. 共集电极单级放大器无集电极负载电阻,输出信号取自发射级(发射级电压跟随器)。 原因:三级管进入放大工作状态后,基极与发射级之间的PN结已处于导通状态,这一PN结导通后压降大小基本不变,硅管0.7v。
3. 共基极放大器。
七:正弦波振荡电路的组成:
1. 放大电路
2. 选频网络
3. 正反馈网络
4. 稳幅环节。
八:负反馈对放大电路特性的影响:
1. 稳定放大倍数
2. 改变输入输出电阻:
串联负反馈增大输入电阻
并联负反馈减小输入电阻
电压负反馈减小输出电阻
电流负反馈增大输出电阻
九:引入负反馈的原则:
1. 为了稳定静态工作点应引入直流负反馈,为了改善电路的动态性能则应引入交流负反馈。
2. 为了稳定输出电压(即减小输出电阻,增强带负载能力),应引入电压负反馈
3. 为了稳定输出电流(即增大输出电阻)应引入电流负反馈
4. 为了提高输出电阻(即减小放大电路下信号源所取的电流)应引入串联负反馈
5. 为了减小输入电阻应引入并联负反馈
十:交流负反馈的四种组态:
1. 电压串联
2. 电流串联
3. 电压并联
4. 电流并联
十一:负反馈的四大好处:
1. 稳定放大倍数
2. 改变电路的输入输出电阻
3. 展宽频带
4. 减小非线性失真
[模拟电子技术基础知识总结]
篇2:模拟电子技术基础知识
一、模拟电子技术基础- -模拟信号与模拟电路
1、模拟信号
我们将连续性的信号称为模拟信号,而将离散型的信号称为数字信号。
2、模拟电路
模拟电路是对模拟信号进行处理的电路,其最基本的处理是对信号的放大,含有功能和性能各异的放大电路。
二、模拟电子技术基础- -电子信息系统的组成
电子信息系统由信号的提取、信号的预处理、信号的加工和信号的驱动与执行四部分构成,如下图所示。
三、模拟电子技术基础- -半导体
1、基本概念
导体:极易导电的物体;
绝缘体:几乎不导电的物体;
半导体:导电性介于导体和绝缘体之间的物质;
2、本征半导体
共价键:在硅和锗的结构中,每个原子与其相邻的原子之间形成共价键,共用一对价电子;
自由电子:由于热运动,具有足够能量而挣脱共价键束缚的价电子;
空穴:由于自由电子的产生,使得共价键中产生的空位置;
复合:自由电子与空穴相碰同时消失的现象;
载流子:运载电荷的粒子;
导电机理:在本征半导体中,电流包括两部分,一部分是自由电子移动产生的电流,另一部分是由空穴移动产生的电流,因此,本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高,载流子浓度越高,本征半导体导电能力越强。
3、本征半导体
共价键:在硅和锗的结构中,每个原子与其相邻的原子之间形成共价键,共用一对价电子;
自由电子:由于热运动,具有足够能量而挣脱共价键束缚的价电子;
空穴:由于自由电子的产生,使得共价键中产生的空位置;
复合:自由电子与空穴相碰同时消失的现象;
载流子:运载电荷的粒子;
导电机理:在本征半导体中,电流包括两部分,一部分是自由电子移动产生的电流,另一部分是由空穴移动产生的电流,因此,本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高,载流子浓度越高,本征半导体导电能力越强。
[模拟电子技术基础知识]
篇3:模拟电子技术基础知识考点
1、基本放大电路种类(电压放大器,电流放大器,互导放大器和互阻放大器),优缺点,特别是广泛采用差分结构的原因。
2、负反馈种类(电压并联反馈,电流串联反馈,电压串联反馈和电流并联反馈);负反 馈的优点(降低放大器的增益灵敏度,改变输入电阻和输出电阻,改善放大器的线性和非 线性失真,有效地扩展放大器的通频带,自动调节作用)
3、基尔霍夫定理的内容是什么?
基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律。
电流定律:在集总电路中,任何时刻,对任一节点,所有流出节点的支路电流代数和恒等于零。电压定律:在集总电路中,任何时刻,沿任一回路,所有支路电压的代数和恒等于零。
4、描述反馈电路的概念,列举他们的应用?
反馈,就是在电子系统中,把输出回路中的电量输入到输入回路中去。
反馈的类型有:电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈。 负反馈的优点:降低放大器的增益灵敏度,改变输入电阻和输出电阻,改善放大器的线性和非线性失真,有效地扩展放大器的通频带,自动调节作用。
电压(流)负反馈的特点:电路的输出电压(流)趋向于维持恒定。
5、有源滤波器和无源滤波器的区别?
无源滤波器:这种电路主要有无源元件R、L和C组成
有源滤波器:集成运放和R、C组成,具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但集成运放带宽有限,所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
6、基本放大电路的种类及优缺点,广泛采用差分结构的原因。
答:基本放大电路按其接法的不同可以分为共发射极放大电路、共基极放大电路和共集电极放大电路,简称共基、共射、共集放大电路。
共射放大电路既能放大电流又能放大电压,输入电阻在三种电路中居中,输出电阻较大,频带较窄。常做为低频电压放大电路的单元电路。
共基放大电路只能放大电压不能放大电流,输入电阻小,电压放大倍数和输出电阻与共射放大电路相当,频率特性是三种接法中最好的电路。常用于宽频带放大电路。
共集放大电路只能放大电流不能放大电压,是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路,并具有电压跟随的特点。常用于电压放大电路的输入级和输出级,在功率放大电路中也常采用射极输出的形式。
广泛采用差分结构的原因是差分结构可以抑制零点漂移现象。
7、二极管主要用于限幅,整流,钳位.
判断二极管是否正向导通:
1.先假设二极管截止,求其阳极和阴极电位;
2.若阳极阴极电位差> UD ,则其正向导通;
3.若电路有多个二极管,阳极和阴极电位差最大的二极管优先导通;其导通后,其阳极阴极电位差被钳制在正向导通电压(0.7V 或0.3V );再判断其它二极管.
【例1】 下图中,已知V=3V, V=0V, D 、D为锗管,求输出端Y的电位,并说明每个二极管的作用。
ABAB
A解: DA优先导通,则
VY=3C0.3=2.7V
DA导通后,DB因反偏而截止,起隔离作
用,DA起钳位作用,将Y端的电位钳制
在+2.7V。
Y
数字电路(基本概念和知识总揽)
1、数字信号:指的是在时间上和数值上都是离散的信号;即信号在时间上不连续,总是发生在一序列离散的瞬间;在数值上量化,只能按有限多个增量或阶梯取值。(模拟信号:指在时间上和数值上都是连续的信号。)
2、数字电路主要研究电路输入、输出状态之间的相互关系,即逻辑关系。分析和设计数字
电路的数学工具是逻辑代数,由英国数学家布尔1849年提出,因此也称布尔代数。
3、逻辑代数有三种最基本的运算:与、或、非。基本逻辑的简单组合称为复合逻辑。
4、逻辑代数三个基本规则:代入规则、反演规则和对偶规则。
5、化简电路是为了降低系统的成本,提高电路的可靠性,以便使用最少集成电路实现功能。
6、把若干个有源器件和无源器件及其导线,按照一定的功能要求制作在同一块半导体芯片上,这样的产品叫集成电路。最简单的数字集成电路就是集成逻辑门,以基本逻辑门为基础,可构成各种功能的组合逻辑电路和时序逻辑电路。
7、TTL门电路:是目前双极型数字集成电路使用最多的一种,由于输入端和输出端的结构形成都采用了半导体三极管,所以也称晶体管-晶体管逻辑门电路。TTL与非门是TTL门电路的基本单元。最常用的集成逻辑门电路TTL门和CMOS门。
问题集锦
1、同步电路和异步电路的区别是什么?
同步电路:存储电路中所有触发器的时钟输入端都接同一个时钟脉冲源,因而所有触发器的状态的变化都与所加的时钟脉冲信号同步。
异步电路:电路没有统一的时钟,有些触发器的时钟输入端与时钟脉冲源相连,这有这些触发器的状态变化与时钟脉冲同步,而其他的触发器的状态变化不与时钟脉冲同步。
2、什么是“线与”逻辑,要实现它,在硬件特性上有什么具体要求?
将两个门电路的输出端并联以实现与逻辑的功能成为线与。
在硬件上,要用OC门来实现,同时在输出端口加一个上拉电阻。
由于不用OC门可能使灌电流过大,而烧坏逻辑门。
3、解释setup和hold time violation,画图说明,并说明解决办法。
Setup/hold time是测试芯片对输入信号和时钟信号之间的时间要求。建立时间是指触发器的时钟信号上升沿到来以前,数据稳定不变的时间。输入信号应提前时钟上升沿(如上升沿有效)T时间到达芯片,这个T就是建立时间-Setup time.如不满足setup time,这个数据就不能被这一时钟打入触发器,只有在下一个时钟上升沿,数据才能被打入触发器。
保持时间是指触发器的时钟信号上升沿到来以后,数据稳定不变的时间。如果hold time不够,数据同样不能被打入触发器。
建立时间(Setup Time)和保持时间(Hold time)。建立时间是指在时钟边沿前,数据信号需要保持不变的时间。保持时间是指时钟跳变边沿后数据信号需要保持不变的时间。如果数据信号在时钟沿触发前后持续的时间均超过建立和保持时间,那么超过量就分别被称为建立时间裕量和保持时间裕量。
4、什么是竞争与冒险现象?怎样判断?如何消除?(汉王笔试)
在组合逻辑中,由于门的输入信号通路中经过了不同的延时,导致到达该门的时间不一致叫竞争。
产生毛刺叫冒险。判断方法:代数法、图形法(是否有相切的卡诺圈)、表格法(真值表)。如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象。
解决方法:一是添加布尔式的消去项;二是在芯片外部加电容;三是加入选通信号。
5、名词:SRAM、SSRAM、SDRAM:(SRAM:静态RAM;DRAM:动态RAM;SSRAM:Synchronous Static Random Access Memory同步静态随机访问存储器。它的一种类型的SRAM。SSRAM的所有访问都在时钟的上升/下降沿启动。地址、数据输入和其它控制信号均于时钟信号相关。这一点与异步SRAM不同,异步SRAM的访问独立于时钟,数据输入和输出都由地址的变化控制。SDRAM:Synchronous DRAM同步动态随机存储器
6、和ASIC的概念,他们的区别。(未知)
答案:FPGA是可编程ASIC。 ASIC:专用集成电路,它是面向专门用途的电路,专门为一个用户设计和制造的。根据一个用户的特定要求,能以低研制成本,短、交货周期供货的全定制,半定制集成电路。与门阵列等其它ASIC(Application Specific IC)相比,它们又具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及可实时在线检验等优点。
7、单片机上电后没有运转,首先要检查什么?
a、首先应该确认电源电压是否正常。用电压表测量接地引脚跟电源引脚之间的电压,看是否是电源电压,例如常用的5V。b、接下来就是检查复位引脚电压是否正常。分别测量按下复位按钮和放开复位按钮的电压值,看是否正确。c、然后再检查晶振是否起振了,一般用示波器来看晶振引脚的波形;经过上面几点的检查,一般即可排除故障了。如果系统不稳定的话,有时是因为电源滤波不好导致的。在单片机的电源引脚跟地引脚之间接上一个0.1uF的电容会有所改善。如果电源没有滤波电容的话,则需要再接一个更大滤波电容,例如220uF的。遇到系统不稳定时,就可以并上电容试试(越靠近芯片越好)。
8、什么是同步逻辑和异步逻辑?(汉王笔试)
同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。
9、你知道那些常用逻辑电平?TTL与COMS电平可以直接互连吗?(汉王笔试)
常用逻辑电平:12V,5V,3.3V;TTL和CMOS不可以直接互连,由于TTL是在0.3-3.6V之间,而CMOS则是有在12V的有在5V的。CMOS输出接到TTL是可以直接互连。TTL接到CMOS需要在输出端口加一上拉电阻接到5V或者12V。
10、如何解决亚稳态。(飞利浦-大唐笔试)
答:亚稳态是指触发器无法在某个规定时间段内达到一个可确认的状态。当一个触发器进入亚稳态时,既无法预测该单元的输出电平,也无法预测何时输出才能稳定在某个正确的电平上。在亚稳态期间,触发器输出一些中间级电平,或者可能处于振荡状态,并且这种无用的输出电平可以沿信号通道上的各个触发器级联式传播下去。解决方法主要有:(1) 降低系统时钟;(2) 用反应更快的FF;(3) 引入同步机制,防止亚稳态传播;(4) 改善时钟质量,用边沿变化快速的时钟信号;(5) 使用工艺好、时钟周期裕量大的器件。 11、锁存器、触发器、寄存器三者的区别。
触发器:能够存储一位二值信号的基本单元电路统称为“触发器”。
锁存器:一位触发器只能传送或存储一位数据,而在实际工作中往往希望一次传送或存储多位数据。为此可把多个触发器的时钟输入端CP连接起来,用一个公共的控制信号来控制,而各个数据端口仍然是各处独立地接收数据。这样所构成的能一次传送或存储多位数据的电路就称为“锁存器”。
寄存器:在实际的数字系统中,通常把能够用来存储一组二进制代码的同步时序逻辑电路称为寄存器。由于触发器内有记忆功能,因此利用触发器可以方便地构成寄存器。由于一个触发器能够存储一位二进制码,所以把n个触发器的时钟端口连接起来就能构成一个存储n位二进制码的寄存器。
区别:从寄存数据的角度来年,寄存器和锁存器的功能是相同的,它们的区别在于寄存器是同步时钟控制,而锁存器是电位信号控制。可见,寄存器和锁存器具有不同的应用场合,取决于控制方式以及控制信号和数据信号之间的时间关系:若数据信号有效一定滞后于控制信号有效,则只能使用锁存器;若数据信号提前于控制信号到达并且要求同步操作,则可用寄存器来存放数据。
综合类问题考查
1、二极管的导通时的压降。 答:0.7V。
2、三极管的工作条件。答:B极(基极)在有一定的电压时,发射极电压应该在0.3V以上。
3、TTL电平的电压值。 答:5V上下浮动10%,即―5.5V。
4、电路分析主要讲的是什么,或者是围绕着什么讲的? 答:两个定理,即基尔霍夫电压定理,基尔霍夫电流定理。
5、数字信号处理的实质。
答:数字算法或数学算法。通过数学或数字算法实现频谱搬移,从而达到滤波的效果。
6、单片机总线。
答:数据总线、控制总线、地址总线(三总线)。P0口为I/O口,即可以是数据线,也可以是地址线,倘若都要使用时,要用锁存器将二者分开,做地址线时,充当地址线的低8位,高8位由P2口充当。
7、晶振的接法或分类。
答:内接晶振和外接晶振。晶振与口线的距离越近越好。否则,会对其他部分造成高频干扰。
8、键盘与控制器(或者是单片机)连接时是如何工作的?
答:通过控制器(或者是单片机)对键盘扫描,即:通过键盘与控制器相连导线上的电平值来判断按下的键盘,从而判断相应的键盘值,通过中断,调用相应的中断服务子程序。一般是通过键盘的行扫描和列扫描判断键盘。
9、通信的三种解调方式。 答:调频、调相、调幅。10、语音信号的范围和传输比特。
3400赫兹,取上限频率。一般取4000赫兹,有抽样定理可知PCM编码调制,即位8段,因此传输比特为64K。(顺13折线,日本、美国用的是u律,15折线)
11、2M带宽。 答:语音传输是64K,中国用的是30/32线路系统,64K*32=2048k,即为我们所说的2M.
12、无线传输为什么都是用的高频。
答:从客观上来说,使用的频段是已经订好的,常用的是80M―120M。从专业角度上来分析,是因为在高频段上能提供较为理想的信道,达到信息良好的传输和带宽的资源有效利用,而且这样所提供的信道带宽也比较宽。
13、CDMA技术。
答:CDMA技术是码分多址技术,是无线通讯产品和服务的新时代率先开发的、用于提供十分清晰的语音效果的数字技术。通过利用数字编码“扩谱”无线电频率技术,CDMA能够提供比其他无线技术更好的、成本更低的语音效果、保密性、系统容量和灵活性,以及更加完善的服务。
14、CDMA的工作。
答:CDMA利用扩谱技术将语音分解成数字化的小片断,然后进行编码,以区别每个电话。因而,大量的用户能够共享相同的频谱,从而大大提高系统的性能。也就是说,CDMA使无线服务提供商将更多的数字化信号挤压到一定的无线网络片断中去。
15、常用的信道复用技术。
答:频分多路复用(FDM),时分多路复用(TDM),频分多址 (FDMA),时分多址(TDMA),码分多址(CDMA)。
16、单片机对系统的滤波。
答:单片机对系统只能实现数字滤波,即通过一种数字算法对系统进行滤波。常用的有中值滤波,平滑滤波,程序滤波等。
单片机硬件工程师面试试题
一、现代通讯网络中广泛使用的交换方式有那两种?分组和电路
二.通常所说的TCP/IP协议对应于OSI模型的哪层?你认为网络模型分层有什么好处?如果让你来制订网络体系架构,你认为应该遵循什么原则?
第四(传输)和第三(网络);方便调试和实现;分层实现
[模拟电子技术基础知识考点]
篇4:数字模拟电子技术基础知识
电子技术是根据电子学的原理,运用电子元器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学,包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
一、模拟电路与数字电路的定义及特点:
模拟电路(电子电路)
模拟信号
处理模拟信号的电子电路。“模拟”二字主要指电压(或电流)对于真实信号成比例的再现。
其主要特点是:
1、函数的取值为无限多个;
2、当图像信息和声音信息改变时,信号的波形也改变,即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中(信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上)。
3.初级模拟电路主要解决两个大的方面:1放大、2信号源。
4、模拟信号具有连续性。
数字电路(进行算术运算和逻辑运算的电路)
数字信号
用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路,或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能,所以又称数字逻辑电路。
其主要特点是:
1、同时具有算术运算和逻辑运算功能
数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础,使用二进制数字信号,既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算(与、或、非、判断、比较、处理等),因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。
2、实现简单,系统可靠
以二进制作为基础的数字逻辑电路,可靠性较强。电源电压的小的波动对其没有影响,温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。
3、集成度高,功能实现容易
集成度高,体积小,功耗低是数字电路突出的优点之一。电路的设计、维修、维护灵活方便,随着集成电路技术的高速发展,数字逻辑电路的集成度越来越高,集成电路块的功能随着小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)的发展也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路,通过编程的方法实现任意的逻辑功能。
二、模拟电路与数字电路之间的区别
模拟电路是处理模拟信号的电路;数字电路是处理数字信号的电路。
模拟信号是关于时间的函数,是一个连续变化的量,数字信号则是离散的量。因为所有的电子系统都是要以具体的电子器件,电子线路为载体的,在一个信号处理中,信号的采集,信号的恢复都是模拟信号,只有中间部分信号的处理是数字处理。具体的说模拟电路主要处理模拟信号,不随时间变化,时间域和值域上均连续的信号,如语音信号。而数字信号则相反,是变化的,数字信号的处理包括信号的采样,信号的量化,信号的编码。
举个简单的例子:要想从远方传过来一段由小变大的声音,用调幅、模拟信号进行传输(相应的应采用模拟电路),那么在传输过程中的信号的幅度就会越来越大,因为它是在用电信号的幅度特性来模拟声音的强弱特性。
但是如果采用数字信号传输,就要采用一种编码,每一级声音大小对应一种编码,在声音输入端,每采一次样,就将对应的编码传输出去。可见无论把声音分多少级,无论采样频率有多高,对于原始的声音来说,这种方式还是存在损失。不过,这种损失可以通过加高采样频率来弥补,理论上采样频率大于原始信号的频率的两倍就可以完全还原了。
数字电路的电平都是符合标准的,模拟电路就没有这样的要求了。
三、模拟电路和数字电路之间的联系
摸拟电路是为数字电路供给电源而又完成执行机构的执行。
在模拟电路和数字电路中,信号的表达方式不同。对模拟信号能够执行的操作,例如放大、滤波、限幅等,都可以对数字信号进行操作。事实上,所有的数字电路从根本上来说都是模拟电路,其基本电学原理,都与模拟电路相同。互补金属氧化物半导体就是由两个模拟的金属氧化物场效应管构成的,其对称、互补的结构,使它恰好能处理高低数字逻辑电平。不过,数字电路的设计目标是用来处理数字信号,如果强行引入任意模拟信号而不进行额外处理,则可能造成量化噪声。
在一组离散的时间下表示信号数值的函数称为离散时间信号。因为最常遇到的离散时间信号是模拟信号在时间上以均匀(有时也以非均匀)间隔的采样。而“离散时间”与“数字”也经常用来说明同一信号。离散时间信号的一些理论也适用于数字信号。
四、如何实现模拟和数字电路的功能
模拟电路和数字电路它们同样是信号变化的载体,模拟电路在电路中对信号的放大和削减是通过元器件的放大特性来实现操作的,而数字电路是对信号的传输是通过开关特性来实现操作的。
在模拟电路中,电压、电流、频率,周期的变化是互相制约的,而数字电路中电路中电压、电流、频率、周期的变化是离散的。
模拟电路可以在大电流高电压下工作,而数字电路只是在小电压,小电流底功耗下工作,完成或产生稳定的控制信号。
五、应用
模拟电路几乎覆盖整个电子领域,任何一个电子线路的功能实现都会涉及到模拟电路。
数字电路与数字电子技术广泛的应用于电视、雷达、通信、电子计算机、自动控制、航天等科学技术领域。
模拟电路的设计通常比数字电路更为困难,对设计人员的水平要求更高。这也是数字电路系统比模拟电路系统更加普及的原因之一。模拟电路通常需要更多的手工运算,其设计过程的自动化程度低于数字电路。
[数字模拟电子技术基础知识]
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