2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路信号及其表示

电路信号及其表示 电路信号及其表示 信号：信息的载体 温度波动曲线 声音、图像、亮度、温度等等物理信息，都可以用信号波形来表示。 电子系统处理的是电信号，由相应的物理量通过传感器转换而得到。 继续 1）. 信号：是反映消息的物理量 信息需要借助于某些物理量（如声、光、电）的变化来表示和传递。 电信号是指随时间而变化的电压u或电流i ，记作u=f(t) 或i=f(t) 。 如温度、压力、流量，自然界的声音信号等等，因而信号是消息的表现形式。 2）. 电信号 由于非电的物理量很容易转换成电信号，而且电信号又容易传送和控制，因此电信号成为应用最为广泛的信号。 因此： 继续 模拟信号 对应任意时间值t 均有确定的函数值u或i，并且u或 i 的幅值是连续取值的：在时间和数值上均具有连续性 数字信号 在时间和数值上均具有离散性，u或 i 的变化在时间上不连续，总是发生在离散的瞬间；且它们的数值是一个最小量值的整数倍，当其值小于最小量值时信号将毫无意义。 大多数物理量所转换成的信号均为模拟信号。 继续 2. 信号源的电路表达形式 电子系统 RS + - VS 电压源等效电路 电流源等效电路 电子系统 RS IS 戴维宁 诺顿 转换 继续 3. 电信号的时域与频域表示 A. 正弦信号 时域 频域 时域：信号的时间波形表示 频域：将信号分解为正弦信号的集合 继续 B. 周期信号 时域 频域 ——直流分量、 其中： ——基波分量、 ——三次谐波分量、 … 离散频谱函数 周期信号 通过将信号展开为傅里叶级数求出周期信号的频谱函数（傅里叶系数）。 继续 C. 非周期信号 连续频谱函数 非周期信号 时域 频域 非周期信号包含了所有的（连续）频率成分 通过傅氏积分求出非周期信号的频谱函数。 小结：电子系统处理的一切可归结为信号，而各式信号包含了特定的频率成分。所以，电子系统的频率特性也是我们要特别关注的。 分类 0.2.3 电子技术分类 模拟电路与数字电路 模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。 处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。 数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。 对模拟信号在一定的时间间隔上采样，则模拟信号在时间上离散了；对各采样值进行量化，则采样信号幅度也离散了。 处理数字信号的电子电路称为数字电路或数字逻辑电路。 继续 0.2.3 电子技术分类 小信号电路与大信号电路 低频电路与高频电路 集中参数电路与分布参数电路 继续 电子技术发展简况 材料与器件 理论与分析方法 设计思想与实现方法 应用领域 继续 关注：电子技术的发展 很大程度上反映在元器件的发展上 : 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，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！ 继续 12 课程学习完毕应不惧怕新发展，自信有研究新发展的基础和能力。 同步课程：数字电子技术（数字电路与逻辑设计） 后续课程： 微机原理（计算机类课程）、高频电路 （电子类课程）等 模拟电子技术和数字电子技术是电子信息类各专业的重要的技术基础课程 继续 T/℃ 2 200.5 2 200.0 2 199.5 0 10 80 70 60 30 40 50 20 t/s O  t Vm -Vm         f  T = = Vm O     T = 0  O   t  Vs Vs  2Vs O  Vs    2Vs  2Vs    T/℃ 2 200.5 2 200.0 2 199.5 0 10 80 70 60 30 40 50 20 t/s O c  T/℃