电子信息科学与技术专业导论-课程笔记.docx

1 ,培养德智体全面发展,掌握电子技术基础知识, 具备较强的创新意识与实践动手能力,能在嵌入式系统软硬件开发、集成电路设计相关领域从事工程与科研工作的高级专门人才。毕业生也可在电路与系统、微电子与固体电子学、信号与信息处理等方向继续深造。 ( 1)嵌入式软硬件系统设计基于 ARM 、 51单片机、 FPGA 等原理图设计、 PCB 设计( 2)专用集成电路设计( 3)信号与信息处理相关领域信号采集、存储、 DSP 处理等图像、视频处理(编码、解码,软硬件协同实现等) 雷达信号处理等( 4)医疗电子、可穿戴设备、物联网等相关领域 (公共课程+3门不同的方向课) ( 1)嵌入式系统设计方向嵌入式软硬件系统设计 51单片机、 ARM 、 FPGA 电路设计、 PCB 制板底层软件、操作系统、驱动程序、应用软件( 2)集成电路设计方向模拟、数字集成电路设计片上系统( SoC,System-On-a-Chip) 设计 FPGA 电子技术的两大支柱( 1)模拟电子技术( 2)数字电子技术应用这两种电子技术产生了无数的电子系统,设备和产品,因而具有划时代的作用。 模拟电子技术的信号特点( 1)模拟信号是:幅度和相位都连续的电信号,或者说是幅度和时间方面都连续的电信号。( 2)模拟信号分布于自然界的各个角落,是自然界存在最广泛的信号。如温度的变化,语音,图像;而数字信号是人为的抽象出来的在时间上不连续的信号。 模拟电子技术的主要特点( 1)本课程强调基本概念、基本原理和基本分析方法; ( 2)本课程的内容更为接近工程实际,电子技术是一门实践性很强的课程; 2 ( 3)在分析和计算时又常常需要从实际情况出发,抓住主要矛盾,忽略次要因素,过分追求“精确”是没有必要的; ( 4)电子技术是一门发展十分迅速的学科,要注意能力的培养,包括学****新知识、新技术的能力。 半导体器件及其发展( 1)第一代电子器件——真空管开始形成: 近半个世纪,真空管几乎是各种电子设备中唯一可用的电子器件。随后的电子技术取得了去多成就,如电视、雷达和计算机的发明。( 2)第二代电子器件——半导体器件: 它与真空管相比,半导体管体积小、重量轻、功耗低、寿命长。半导体器件有二极管、晶体管等,都是一个个独立元件,所以又称为分立元件,由分立元件组成的电路称为分立元件电路。随着电子器件的广泛应用,电子技术也很快应用于工业自动化、检测、计算等方面,促进了计算机、通信等方面的发展。( 3)第三代电子器件——集成电路: 1959 年美国德州仪器公司把晶体管和电阻、电容等集成在一块硅片上,构成了一个基本完整的单片式功能电路,标志着电子技术进入了微电子时代,是电子技术发展的一个飞跃。集成电路(简称 IC)是将各种不同电路元件以及他们之间的连线制作在一块很小的半导体芯片上,成为能完成一定功能的完整电路。集成模拟芯片的类型:按照模拟集成电路的类型来分,则有集成运算放大器、集成功率放大器、集成中频放大器、集成高频放大器、集成比较器、集成乘法器、集成稳压器等。 模拟电子线路的分类( 1)按其所处理的信号频率可以分为低频电路、高频电路和微波电路。( 2)按照电路中电子器件的工作状态分为线性电子电路和非线性电子电路。( 3)按照电路功能分为信号生成电路、信号放大电路、信号运算电路与处理电路及电源电路等。 模拟电子线路的主要电路介绍主要电路( 1)信号产生电路( 2)信号电压的放大电路( 3)信号功率的放大电路 3 ( 4)信号处理电路( 5)信号运算电路( 6)电源电路电路 电子线路行为特性分析( 1)行为特性含义:所谓行为特性,是指电子线路模型所代表的功能和技术特性,例如放大电路的行为特性包括放大功能、放大能力、频率特性等。( 2)问题分类:在进行理论分析时, ①建立电子线路的分析模型进行数学解析描述。②在进行仿真分析时,行为特性的描述是通过对电路图的仿真运算和测试结果总结出特性和指标,这时得到的是电子线路中变量之间的关系曲线。 电子线路参数分析( 1)含义:所谓电路参数是指描述电路技术特点和特性的数据或变量。电路参数必须具有明显的物理意义。在模拟电子技术中,电路的基本参数包括输入或输出信号的电压、电流、频率、频率特性等。例如:放大器的电压放大倍数, 输入电阻和输出电阻等。( 2)主要分析的问题: ①频率特性:指电子线路对不同频率信号的处理结果,直接反映电丫线路或系统中信号幅度、相位、频率之间的关系。②反馈特性:指电子线路或系统的输出信号通过某种途径进入到形同的输入端而构成对输入信号的影响,进而影响