《模擬電子技術》課程教案x1CATALOGUE目錄課程介紹與教學目標模擬電子技術基礎知識放大電路分析與設計功率放大電路與電源電路信號處理與濾波技術模擬電子技術應用與發(fā)展趨勢201課程介紹與教學目標3

課程背景及意義電子技術是現(xiàn)代信息社會的重要基礎，模擬電子技術作為電子技術的重要組成部分，在通信、計算機、自動化等領域具有廣泛應用。隨著科技的不斷發(fā)展，模擬電子技術的應用領域不斷拓展，對模擬電子技術的掌握程度已成為衡量電子類專業(yè)人才的重要標準。通過本課程的學習，學生可以掌握模擬電子技術的基本概念和基本原理，為進一步學習數(shù)字電子技術、通信原理等課程打下基礎。4掌握模擬電子技術的基本概念、基本原理和基本分析方法。知識目標能力目標素質目標能夠運用所學知識分析和解決簡單的模擬電子電路問題，具備初步的電子電路設計和實驗能力。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，提高學生的綜合素質和職業(yè)素養(yǎng)。030201教學目標與要求5《模擬電子技術基礎》（第五版），童詩白、華成英主編，高等教育出版社。《電子線路設計·基礎篇》（第二版），謝嘉奎主編，高等教育出版社；《模擬電路分析與設計》，李瀚蓀主編，清華大學出版社。教材選用及參考書目參考書目教材選用602模擬電子技術基礎知識7電子技術的定義研究電子器件、電子電路及其系統(tǒng)的分析、設計和制造技術的一門科學。電子技術的發(fā)展歷程從真空電子管到半導體器件，再到集成電路和微電子技術。電子技術的應用領域通信、計算機、自動控制、測量儀器等。電子技術基本概念803模擬信號與數(shù)字信號的轉換通過模數(shù)轉換器（ADC）和數(shù)模轉換器（DAC）實現(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號之間的轉換。01模擬信號的定義連續(xù)變化的物理量表示的信息，其信號的幅度，或頻率，或相位隨時間作連續(xù)變化。02數(shù)字信號的定義用一系列斷續(xù)變化的物理量來表示的信息，其信號的幅度取值是離散的，幅值表示被限制在有限個數(shù)值之內。模擬信號與數(shù)字信號9半導體的基本概念01半導體是指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。通常由硅和鍺等半導體元素構成。半導體器件的分類02根據(jù)功能和用途，半導體器件可分為二極管、晶體管、場效應管等。半導體器件的工作原理03以二極管為例，當二極管兩端加上正向電壓時，P區(qū)的空穴和N區(qū)的電子向對方擴散，形成正向電流；當加上反向電壓時，由于少數(shù)載流子的存在，形成微弱的反向電流。半導體器件工作原理1003放大電路分析與設計11包括輸入信號源、放大元件（晶體管或場效應管）、集電極（或漏極）負載電阻、電源等部分。放大電路的基本組成基于放大元件的控制作用，將輸入信號放大并輸出到負載上。其中，放大元件根據(jù)輸入信號的變化，控制輸出信號的幅度和相位。放大電路的工作原理根據(jù)放大元件的不同，可分為晶體管放大電路和場效應管放大電路；根據(jù)信號處理方式的不同，可分為模擬放大電路和數(shù)字放大電路。放大電路的類型基本放大電路組成及工作原理12放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻失真度放大電路性能指標分析01020304表示輸出信號與輸入信號之間的幅度比，是衡量放大電路放大能力的重要指標。反映放大電路對輸入信號源的影響程度，輸入電阻越大，對信號源的影響越小。反映放大電路帶負載的能力，輸出電阻越小，帶負載能力越強。衡量放大電路輸出信號與輸入信號的相似程度，失真度越小，輸出信號越接近輸入信號。13放大電路設計方法設計電路結構根據(jù)性能指標和所選的放大元件，設計合適的電路結構，包括輸入電路、輸出電路和偏置電路等。選擇合適的放大元件根據(jù)性能指標和實際需求，選擇合適的晶體管或場效應管作為放大元件。確定性能指標根據(jù)實際需求，確定放大電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、失真度等性能指標。調整電路參數(shù)通過調整電路中的電阻、電容等元件參數(shù)，使放大電路達到預定的性能指標。測試與驗證搭建實驗電路，對設計的放大電路進行測試與驗證，確保其滿足實際需求。1404功率放大電路與電源電路15功率放大電路主要由輸入級、中間級和輸出級三部分組成。輸入級用于接收輸入信號，中間級用于信號的放大和處理，輸出級則負責將放大后的信號輸出到負載上。組成功率放大電路的工作原理是將輸入信號進行放大，以驅動負載。在放大過程中，電路會根據(jù)輸入信號的特性，如幅度、頻率等，進行相應的放大和調整，以保證輸出信號能夠滿足負載的要求。同時，功率放大電路還需要考慮效率、失真、穩(wěn)定性等因素。工作原理功率放大電路組成及工作原理16電源電路組成及工作原理電源電路主要由整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路三部分組成。整流電路將交流電轉換為直流電，濾波電路用于平滑直流電中的脈動成分，穩(wěn)壓電路則用于保持輸出電壓的穩(wěn)定。組成電源電路的工作原理是將輸入的交流電或直流電轉換為穩(wěn)定的直流電壓，以供電子設備使用。在電源電路中，整流電路將交流電轉換為直流電，濾波電路則通過電容、電感等元件濾除直流電中的脈動成分，使得輸出電壓更加平滑。穩(wěn)壓電路則通過調整電路中的元件參數(shù)或使用反饋控制等方式，保持輸出電壓的穩(wěn)定。工作原理17功率放大電路設計實例以音頻功率放大器為例，設計一款能夠驅動揚聲器的功率放大電路。該電路需要具有較高的保真度、低失真和低噪音等特點。在設計過程中，需要選擇合適的放大器件、確定各級電路的參數(shù)、進行PCB布局和布線等。電源電路設計實例以開關電源為例，設計一款能夠為電子設備提供穩(wěn)定直流電壓的電源電路。該電路需要具有高效率、低紋波、低噪音和過流過壓保護等特點。在設計過程中，需要選擇合適的拓撲結構、確定主要元件的參數(shù)、進行PCB布局和布線等。同時還需要考慮電磁兼容性（EMC）和安全性等問題。功率放大電路和電源電路設計實例1805信號處理與濾波技術19對信號進行提取、變換、分析、綜合等操作，以達到特定目的的過程。信號處理定義根據(jù)信號性質可分為模擬信號和數(shù)字信號；根據(jù)信號特點可分為確定性信號和隨機信號。信號分類包括時域分析、頻域分析、復頻域分析等。信號處理基本方法信號處理基本概念和方法20濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率成分。濾波器定義根據(jù)選頻作用可分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器；根據(jù)處理信號類型可分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器。濾波器類型不同類型的濾波器具有不同的頻率響應特性和應用場景，如低通濾波器允許低頻信號通過，高通濾波器允許高頻信號通過等。濾波器特點濾波器類型及特點21在音響設備中，通過信號處理技術對音頻信號進行放大、均衡、降噪等處理，以改善音質和聽感。音頻信號處理在圖像處理領域，信號處理技術可用于圖像增強、去噪、壓縮等，提高圖像質量和傳輸效率。圖像信號處理在通信系統(tǒng)中，信號處理技術是實現(xiàn)信號調制、解調、信道編碼等關鍵功能的基礎，保障通信質量和可靠性。通信信號處理在生物醫(yī)學領域，信號處理技術可用于心電圖、腦電圖等生物電信號的檢測和分析，為醫(yī)學診斷和治療提供依據(jù)。生物醫(yī)學信號處理信號處理技術應用實例2206模擬電子技術應用與發(fā)展趨勢23通信領域音頻與視頻處理儀器儀表自動控制模擬電子技術在各個領域的應用模擬電子技術是通信系統(tǒng)的核心，包括信號放大、調制與解調、濾波等關鍵功能。模擬電子技術是各類電子測量儀器，如示波器、信號發(fā)生器等的核心技術。在音頻放大、錄音、播放以及視頻信號處理等方面，模擬電子技術發(fā)揮著重要作用。在自動控制系統(tǒng)中，模擬電子技術用于實現(xiàn)信號的放大、轉換、比較等功能。24隨著集成電路技術的發(fā)展，模擬電子器件的尺寸不斷縮小，性能不斷提升。微型化節(jié)能環(huán)保的需求推動模擬電子技術向低功耗方向發(fā)展。低功耗模擬電子技術發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)25高精度：高精度模擬電子技術是滿足現(xiàn)代科技對信號處理精度要求的必然趨勢。模擬電子技術發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)26制造工藝高精度模擬電子器件的制造需要先進的工藝和設備支持。設計復雜性隨著應用需求的提高，模擬電子系統(tǒng)的設計越來越復雜，需要更高的設計水平和經驗?？煽啃詥栴}在微型化和低功耗趨勢下，如何保證模擬電子器件的可靠性是一個重要挑戰(zhàn)。模擬電子技術發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)27ABCD新型器件結構通過創(chuàng)新器件結構，如采用新型材料或改進現(xiàn)有結構，提高模擬電子器件的性能。智能化技術引入人