举清 模拟电子技术基础 清华大学华成英
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 模拟电子技术基础 清华大学 华成英
绪论 电子技术的发展 二、模拟信号与模拟电路 三、电子信息系统的组成 四、模拟电子技术基础课的特点 五、如何学习这门课程 六、课程的目的 七、考查方法 华成英nchar@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 绪 论 一、电子技术的发展 二、模拟信号与模拟电路 三、电子信息系统的组成 四、模拟电子技术基础课的特点 五、如何学习这门课程 六、课程的目的 七、考查方法
电子技术的发展 电子技术的发展,推动计算机技术的发展,使之“无 孔不入”,应用广泛 广播通信:发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电 话、手机 网络:路由器、ATM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 ·交通:飞机、火车、轮船、汽车 军事:雷达、电子导航 航空航天:卫星定位、监测 医学:y刀、CT、B超、微创手术 消费类电子:家电(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 华成英nchar@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 一、电子技术的发展 电子技术的发展，推动计算机技术的发展，使之“无 孔不入”，应用广泛！ • 广播通信：发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电 话、手机 • 网络：路由器、ATM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 • 交通：飞机、火车、轮船、汽车 • 军事：雷达、电子导航 • 航空航天：卫星定位、监测 • 医学：γ刀、CT、B超、微创手术 • 消费类电子：家电（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
电子技术的发屐很大程度上反映在元器件的发展 上。从电子管→半导体管→集成电路 110 →/三 1904年 1947年 1958年集成电 电子管问世 晶体管诞生 路研制成功 电子管、晶体管、集成电路比较 华成英nchar@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 电子技术的发展很大程度上反映在元器件的发展 上。从电子管→半导体管→集成电路 1904年 电子管问世 1947年 晶体管诞生 1958年集成电 路研制成功 电子管、晶体管、集成电路比较
半导体元器件的发展 1947年贝尔实验室制成第一只晶体管 1958年集成电路 1969年大规模集成电路 1975年超大规模集成电路 第一片集成电路只有4个晶体管,而1997年一片集成电路 中有40亿个晶体管。有科学家预测,集成度还将按10倍/年 的速度增长,到2015或2020年达到饱和。 学习电子技术方面的課程需时刻关沒电子技术的发展 华成英nchar@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 半导体元器件的发展 • 1947年 贝尔实验室制成第一只晶体管 • 1958年 集成电路 • 1969年 大规模集成电路 • 1975年 超大规模集成电路 第一片集成电路只有4个晶体管，而1997年一片集成电路 中有40亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按10倍/6年 的速度增长，到2015或2020年达到饱和。 学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！
值得纪的几馐科学 第一只晶体管的发明者 (by John Bardeen, William Schockley and Walter Brattain in Bell Lab) 他们在1947年1月底发明了晶 体管,并在12月16日正式宣布“晶 体管”诞生。1956年获诺贝尔物理 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 第一个集成电路及其发明者 Jack Kilby from Ti 1958年9月12日,在德州仪器公司 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。42年以 后,2000年获诺贝尔物理学奖。 “为现代信息技术奠定了基础” 华成英nchar@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 第一只晶体管的发明者 （by John Bardeen , William Schockley and Walter Brattain in Bell Lab） 第一个集成电路及其发明者 （ Jack Kilby from TI ） 1958年9月12日，在德州仪器公司 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。42年以 后， 2000年获诺贝尔物理学奖。 “为现代信息技术奠定了基础”。 他们在1947年11月底发明了晶 体管，并在12月16日正式宣布“晶 体管”诞生。1956年获诺贝尔物理 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。 值得纪念的几位科学家！
二、模拟信号与模拟电路 介于K与H+1之 1.电子电路中信号的分类 1y的倍数间时需根据阙值 >数字信号:离散性 确定为K或K+1 “1”的电 压当量 任何瞬间的任何 值均是有意义的 模拟信号:连续性。大多数物理量为模拟信号。 2.模拟电路 〉模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。 >最基本的处理是对信号的放大,有功能和性能各异的放 大电路。 其它模拟电路多以放大电路为基础 华成英nchar@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 二、模拟信号与模拟电路 1. 电子电路中信号的分类 ➢数字信号：离散性 ➢ 模拟信号：连续性。大多数物理量为模拟信号。 2. 模拟电路 ➢ 模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。 ➢ 最基本的处理是对信号的放大，有功能和性能各异的放 大电路。 ➢ 其它模拟电路多以放大电路为基础。 “1”的电 压当量 “1”的倍数 介于K与K+1之 间时需根据阈值 确定为K或K+1 任何瞬间的任何 值均是有意义的
三、电子信息系统的组成 传感器 隔离、滤 运算、转 接收器 波、放大 换、比较 功放 执行机构 信号的 信号的 信号的 信号的驱 提取 预处理 加工 动与执行 模拟电子电路 A/D转换 计算机或其 它数字系统 D/A转换 模拟电子系统 数字电子电路(系统) 模拟-数字混合电子电路 华成英nchar@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 三、电子信息系统的组成 模拟电子电路 数字电子电路（系统） 信号的 提取 信号的 预处理 信号的 加工 信号的驱 动与执行 A/D转换 计算机或其 它数字系统 D/A转换 信号的 提取 信号的 预处理 信号的 加工 信号的驱 动与执行 A/D转换 计算机或其 它数字系统 D/A转换 传感器 接收器 隔离、滤 波、放大 运算、转 换、比较 功放 模拟-数字混合电子电路 模拟电子系统 执行机构
四、模拟电子技术基础课的特点 1、工程性 实际工程需要证明其可行性。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 在一定的误差范围的。定量分析为“估算” 近似分析要“合理”。抓主要矛盾和矛盾的主要方面。 〉电子电路归根结底是电路。不同条件下构造不同模型。 2.实践性 常用电子仪器的使用方法 电子电路的测试方法 >故障的判断与排除方法 >EDA软件的应用方法 华成英nchar@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 四、模拟电子技术基础课的特点 1、工程性 ➢ 实际工程需要证明其可行性。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 在一定的误差范围的。 定量分析为“估算” 。 ➢ 近似分析要“合理” 。 抓主要矛盾和矛盾的主要方面。 ➢ 电子电路归根结底是电路。不同条件下构造不同模型。 2. 实践性 ➢ 常用电子仪器的使用方法 ➢ 电子电路的测试方法 ➢ 故障的判断与排除方法 ➢ EDA软件的应用方法
五、如何学习这门倮程 1.掌握基本概念、基本电路和基本分析方法 基本概念:概念是不变的,应用是灵活的,“万 变不离其宗”。 基本电路:构成的原则是不变的,具体电路是多种 多样的 基本分析方法:不同类型的电路有不同的性能指标 和描述方法,因而有不同的分析方法。 2.注意定性分析和近似分析的重要性 3.学会辩证、全面地分析电子电路中的问题 根据需求,最适用的电路才是最好的电路。 >要研究利弊关系,通常“有一利必有一弊”。 4.注意电路中常用定理在电子电路中的应用 华成英nchar@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 五、如何学习这门课程 1. 掌握基本概念、基本电路和基本分析方法 ➢ 基本概念：概念是不变的，应用是灵活的， “万 变不离其宗” 。 ➢ 基本电路：构成的原则是不变的，具体电路是多种 多样的。 ➢ 基本分析方法：不同类型的电路有不同的性能指标 和描述方法，因而有不同的分析方法。 2. 注意定性分析和近似分析的重要性 3. 学会辩证、全面地分析电子电路中的问题 ➢ 根据需求，最适用的电路才是最好的电路。 ➢ 要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊” 。 4. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用
