第一章电子系统概述.ppt

主讲 申利平 ;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;1.1 电力系统与电子系统;发电厂： 通过发电机等设备将一次能源转换成电能。 水利发电厂：水的势能→电能 ;火力发电厂：化学能（燃烧煤、石油等）→电能; 输电网和配电网是由电力变压器、电力线路、电力开关设备和电力电容器等组成的、跨越广大地理区域的一个巨大电路。;变电站;输电线路：杆塔，绝缘子，导线; 电子电路是由电子元件组成的、实现特定功能的电路。;计算机主板; 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。 ;例如， 有线扩音系统;1.2 信号及其频谱（了解）; 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。 ; 模拟电路（Analog Circuit）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(Digital Circuit)是处理数字信号的电子电路。 模数转换电路(Analog to Digital Converter, 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（Digital to Analog Converter, DAC)是实现数字信号转换为模拟信号的电子电路称为 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。;1.2.2 信号的频谱; 如果周期信号满足狄里赫利条件（Dirichlet‘s Condition），则可展开为傅里叶级数。狄里赫利条件：;例 求电压周期方波信号的傅里叶级数 。;周期电压信号作用到电阻R上的平均功率P为 ; 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。;例 求电压单脉冲信号的频谱: ;; 电子电路总是处在复杂的电磁环境中。因此,除了有用信号外,工程实际问题中还存在干扰和噪声信号。; 噪声是指电子不规则运动引起的对有用信号的扰动。 例如，在电阻材料中电子总是在做无规则的热运动，对外电压引起的定向运动电流形成扰动电流。----热噪声。;1.3 电子系统组成框图;1.4 电子技术及其发展概述;库伦（Coulomb，1736～1806 ，法国）：库仑定律。;欧姆（Ohm，1787-1854，德国）：在《金属导电定律的测定》的论文论述了欧姆定律 。欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。;赫兹（Hertz，1857-1894，德国 ）：1888年，用火花间隙振荡器产生了电磁波（赫兹波），证实了麦克斯韦的电磁波可以在空间中传播和光也是一种电磁波预测。 马可尼（Marconi，1874-1937，意大利）： 1896年，成功地发射赫兹波，并在2英里外检测到赫兹波,无线电报初露端倪。 ; 世界上第一台数字电子计算机于1946年在美国研制成功，IBM公司将其取名为爱尼亚克（Electronic Numerical Integrator and Calculator，ENIAC）。 ; 1947 年底美国贝尔实验室的肖克莱（Shockley，1910-1989）、布拉顿（Brattain，1902-1987）、巴丁（Bardeen，1908-1991）发明了晶体管。; 在1958年,美国的基尔比（Kilby，1923-2005）和诺伊斯（Noyce，1927-1990）间隔数月分别发明了集成电路（Integrated Chip, IC）。;年??;Intel处理器中包含的集体管数目：; 微电子技术是信息社会的基石。实现信息化的网络及其关键部件（无论是各种计算机还是通讯电子装备）都是以集成电路为基础的。 传统的产业只要与微电了技术结合，用集成电路芯片进行智能化改造，就会使传统产业重新焕发青春。总之，如同细胞组成人体一样，集成电路芯片已成为现代工农业、国防装备和家庭耐用消费品的细胞。 同时,微电子技术改善了科学研究设备,拓展了人类研究自然界的视野和计算能力,大大促进了先进科学技术的发展。;1章作业：1.1