电子工程技术论文

2024-10-21

电子工程技术论文(精选8篇)

1.电子工程技术论文 篇一

电子商务安全保密技术及应用论文

题目:电子商务存在隐患及防治措施

系部:信息工程系

专业:电子商务

班级:120502

学号:12050214

姓名:乔彪 成绩:

日期:2014年11月6日

随着电子商务不断的扩大影响,势必将成为一种新型的交易模式走入人们日常生活,计算机技术与其是密不可分,相辅相成的。电子商务的发展将带动计算机技术应用的更加广泛,计算机技术的进步将推动电子商务的蓬勃发展。而其在发展的过程中安全问题也变得越来越突出,可以说,没有安全就没有电子商务。

一、电子商务网络的安全隐患

1.窃取信息。交易双方进行交易的 内容 被第三方窃取。(2)交易一方提供给另一方使用的文件被第三方非法使用。

2.篡改信息。电子的交易信息在网络传输的过程中,可能被他人非法的修改、删除这样就使信息失去了真实性和完整性。

3.假冒。第三方可以冒充合法用户发送假冒的信息或者主动获取信息,有可能假冒一方的信誊或盗取被假冒一方的交易成果等。

4.恶意破坏。由于攻击者可以接入网络,则可能对网络中的信息进行修改,掌握网上的机要信息,甚至可以潜入网络内部,破坏网络的硬件或软件而导致交易信息传递丢失与谬误。计算机网络本身容易遭到一些恶意程序的破坏,而使电子商务信息遭到破坏。

二、电子商务的安全要求

1.交易者身份的可认证性。

在传统的交易中,交易双方往往是面对面进行活动的,这样很容易确认对方的身份。即使开始不熟悉,不能确信对方,也可以通过对方的签名、印章、证书等一系列有形的身份凭证来鉴别身份。然而,在进行网上交易时,情况就大不一样了,因为网上交易的双方可能素昧平生,相隔千里,并且在整个交易过程中都可能不见一面。要使交易成功,首先要能验证对方的身份,对商家要考虑客户端不能是骗子,而客户也会担心网上的商店是不是一个玩弄欺诈的黑店。因此能方便而可靠地确认对方身份是交易的前提。

2.信息的机密性。

由于电子商务是建立在一个开放的网络环境上的,维护商业机密是电子商务全面推广应用的重要保障。当交易双方通过Internet交换信息时,如果不采取适当的保密措施,就可能将通信内容泄密;另外,在网络上的文件信息如果不加密的话,也有可能被黑客窃取。上述种种情况都有可能造成敏感商业信息的泄漏,导致商业上的巨大损失。因此,电子商务一个重要的安全需求就是信息的保密性。这意味着,一定要对敏感信息进行加密,即使别人截获或窃取了数据,也无法识别信息的真实内容,以使商业机密信息难以被泄漏。

3.信息的真实完整性。

信息输入时的意外差错或欺诈行为、传输过程中信息的丢失、重复或传送次序差异都会导致贸易各方信息的不同。交易的文件是不可被修改的,应该保证接受方收到的信息确实是发送方发送的,中途没有被非法用户篡改过。电子交易文件必须做到不可修改,以保障交易的严肃和公正。

三、电子商务交易中的一些网络安全技术

针对以上问题现在广泛采用了身份识别技术、数据加密技术、数字签名技术和放火墙技术、PKI技术。

1.身份识别技术。

通过电子网络开展电子商务,身份识别问题是一个必须解决的问题。一方面,只有合法用户才可以使用网络资源,所以网络资源管理要求识别用户的身份;另一方面,传统的交易方式,交易双方可以面对面地谈判交涉,很容易识别对方的身份。通过电子网络交易方式,交易双方不见面,并且通过普通的电子传输信息很难确认对方的身份。因此,电子商务中的身份识别问题显得尤为突出。

2.数据加密技术。

与防火墙相比,数据加密技术比较灵活,更加适用于开放的网络。数据加密主要用于对动态信息的保护,对动态数据的攻击分为主动攻击和被动攻击。对于主动攻击,虽无法避免,但却可以有效地检测;而对于被动攻击,虽无法检测,但却可以避免,实现这一切的基础就是数据加密。数据加密技术分为两类:即对称加密和非对称加密。

(1)对称加密技术

对称加密是常规的以口令为基础的技术,加密密钥与解密密钥是相同的,或者可以由其中一个推知另一个,这种加密方法可简化加密处理过程,信息交换双方都不必彼此研究和交换专用的加密算法。如果在交换阶段私有密钥未曾泄露,那么机密性和报文完整性就可以得以保证。目前,广为采用的一种对称加密方式是数据加密标准DES,DES的成功应用是在银行业中的电子资金转账(EFT)领域中。

(2)非对称加密/公开密钥加密

在非对称加密体系中,密钥被分解为一对(即公开密钥和私有密钥)。这对密钥中任何一把都可以作为公开密钥通过非保密方式向他人公开,而另一把作为私有密钥加以保存。公开密钥用于加密,私有密钥用于解密,私有密钥只能有生成密钥的交换方掌握,公开密钥可广泛公布,但它只对应于生成密钥的交换方。非对称加密方式可以使通信双方无须事先交换密钥就可以建立安全通信,广泛应用于身份认证、数字签名等信息交换领域。

3.智能化防火墙技术。

智能防火墙从技术特征上,是利用统计、记忆、概率和决策的智能 方法 来对数据进行识别,并达到访问控制的目的。新的方法,消除了匹配检查所需要的海量 计算,高效发现 网络 行为的特征值,直接进行访问控制。智能防火墙成功地解决了普遍存在的拒绝服务攻击(DDOS)的 问题、病毒传播问题和高级 应用 入侵问题,代表着防火墙的主流 发展 方向。新型智能防火墙自身的安全性较传统的防火墙有很大的提高,在特权最小化、系统最小化、内核安全、系统加固、系统优化和网络性能最大化方面,与传统防火墙相比较有质的飞跃。

4.PKI技术。

PKI(Publie Key Infrastucture)技术就是利用公钥理论和技术建立的提供安全服务的基础设施。PKI技术是信息安全技术的核心,也是电子商务的关键和基础技术。由于通过网络进行的电子商务、电子政务、电子事务等活动缺少物理接触,因此使得用电子方式验证信任关系变得至关重要。而PKI技术恰好是一种适合电子商务、电子政务、电子事务的密码技术,他能够有效地解决电子商务应用中的机密性、真实性、完整性、不可否认性和存取控制等安全问题。一个实用的PKI体系应该是安全的易用的、灵活的和经济的。它必须充分考虑互操作性和可扩展性。

(1)认证机构

CA(Certification Authorty)就是这样一个确保信任度的权威实体,它的主要职

责是颁发证书、验证用户身份的真实性。由CA签发的网络用户电子身份证明—证书,任何相信该CA的人,按照第三方信任原则,也都应当相信持有证明的该用户。CA也要采取一系列相应的措施来防止电子证书被伪造或篡改。

(2)注册机构

RA(Registration Authorty)是用户和CA的接口,它所获得的用户标识的准确性是CA颁发证书的基础。RA不仅要支持面对面的登记,也必须支持远程登记。要确保整个PKI系统的安全、灵活,就必须设计和实现网络化、安全的且易于操作的RA系统。

(3)密钥备份和恢复

为了保证数据的安全性,应定期更新密钥和恢复意外损坏的密钥是非常重要的,设计和实现健全的密钥管理方案,保证安全的密钥备份、更新、恢复,也是关系到整个PKI系统强健性、安全性、可用性的重要因素。

(4)证书管理与撤消系统

证书是用来绑定证书持有者身份和其相应公钥的。通常,这种绑定在已颁发证书的整个生命周期里是有效的。但是,有时也会出现一个已颁发证书不再有效的情况,这就需要进行证书撤消。证书撤消的理由是各种各样的,可能包括工作变动到对密钥怀疑等一系列原因。证书撤消系统的实现是利用周期性的发布机制撤消证书或采用在线查询机制,随时查询被撤消的证书。

四、总结

电子商务安全对计算机网络安全与商务安全提出了双重要求,其复杂程度比大多数计算机网络都高。在电子商务的建设过程中涉及到许多安全技术问题,制定安全技术规则和实施安全技术手段不仅可以推动安全技术的发展,同时也促进安全的电子商务体系的形成。当然,任何一个安全技术都不会提供永远和绝对的安全,因为网络在变化,应用在变化,入侵和破坏的手段也在变化,只有技术的不断进步才是真正的安全保障。

2.电子工程技术论文 篇二

1 模拟电子技术分析与应用

模拟电子技术是一门研究对仿真信号进行处理的模拟电路的综合性学科, 它与数学、物理、电气、自动化等多重点学科息息相关。在模拟电子技术使用的领域中, 其使用范围最为广泛, 在电路以及工业控制设备中, 模拟电子技术都有所应用。其中自动化的实现过程中最基本最重要的就是的自动控制电路。而晶体管则是模拟电子技术应用中最基本的电子元件。模拟电子技术应用于生活的方方面面, 高效实用地改善着我们的生活。工厂化农业就是以计算机技术与数学模型为基础对农业生产中的现象、过程进行模拟大大改善了生产环境, 节约生产成本, 为生态环境也作出了巨大的贡献。

2 数字电子技术分析与应用

数字电子技术一般应用于对于精度要求较高的设备中, 数字电子技术是一种相对技术, 即通过抽样定理, 对模拟信号进行抽样, 从而形成相对精度较高的电子信号。在数字电视中, 使用的就是数字电子技术, 可以将信号的传播精度有效提高, 并且在传输的过程中, 可以减少噪声对于信号的影响。在加密过程中, 由于数字信号可以使用较高级的加密系统, 因此对于信号传递的安全性, 数字电子技术有一定的保障。数字电视的推广, 实际上就是由于信号传播一般都要使用译码和解码的过程, 而收到噪声影响的越少的信号, 其还原和解码的过程就越简单。因此, 数字信号的优势也非常明显。在实际生活中, 目前市场上使用的数字电视就是采用的数字信号进行传输的, 数字电视的效果更好, 画面更清晰, 原因也就是因为数字信号的优势体现。

3 模拟电子技术与数字电子技术发展前景

目前, 模拟电子技术的现状在器件上实现多端化、集成化;在分析方法上实现系统化、通用化、计算机辅助化;在体系上从线性扩展到非线性、从无源扩展到有源、从单元件分立扩大到电路系统的集成;新的研究方向迭起, 新的研究成果不断。模拟电子技术不仅已被列为有关专业如电子信息工程、通信工程等电类专业的专业必修课, 而且成为现代科学技术基础理论中一门活跃、举足轻重而又有着广阔发展前景的引人注目的学科。

随着计算机科学与技术的突飞猛进, 用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。自20世纪70年代开始, 这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域。电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展, 新技术的出现又会使许多应用产品更新换代, 还会开拓更多更新的应用领域。

4 模拟电子技术与数字电子技术对比分析

电子技术通常会与计算机技术进行结合, 从而实现电子技术的多功能性。在电路领域中, 数字电子技术与模拟电子技术才会真正可以进行优势对比, 从而根据不同的电路实现不同的功能。一般情况下, 电路以信号为主导, 信号的形式在一定程度上决定了使用怎样的电子技术。

4.1 信号形式与电路形式对比

在电路工程中, 信号的形式在很大程度上决定了采用怎样的电子技术。或者是根据电路的要求, 进行相应的技术匹配。模拟电路中, 一般采用的是模拟电子信号, 从而根据模拟电路的特点, 进行模拟电子技术的相关技术标准进行设计。例如需要设计增益与放大器的电子电路中, 模拟电路就会更加适合。此外, 在电路的精度要求方面, 会相对比较明显。模拟电路一般造价相对较低, 使用的技术也会比较娴熟, 但是其传输的效果还是有一定的差异。由于容易受到噪声的影响, 对于信号的接收效果也是产生了一定的影响。因此, 即便模拟信号有一定的缺陷, 但是依然有较大的市场占有率。原因就在于其原理相对简单, 并且造价较低, 在一些低端的应用中比较适合。

而数字电子技术一般适合采用高端的电子电路中, 尤其是对信号传播的精度要求高的电路中, 一般都要采用数字电子技术。数字电子电路的设计比较高端, 对于信号的传播效率以及接收效果要求也比较高。但是, 数字电子电路的造价相对较高。所以, 一般都会在比较高端的设备中使用。因此, 不同的电子技术对应不同的信号形式, 模拟电子技术一般就针对模拟信号进行使用, 数字电子技术一般就会针对数字信号进行使用。电路形式方面, 则会根据电路的要求以及其复杂程度和精度进行相应的使用。总之, 要依据电路的形式以及信号的传播要求, 进行相应的电子技术选择。

4.2 应用优势对比

数字化已成为当今电子技术的发展潮流。与模拟电路相比, 数字电路有很多无法超越的优点。数字电路广泛应用在通信系统、控制装置、电子计算机等领域。值得肯定的是, 数字电路采用开关电路, 它不要求物理量的精确值, 能够确定大致适用范围即可, 极大提高了使用方便性。数字电路更便于信息的存储与传输, 而且数字电路可以控制精确数字, 可靠性高, 抗干扰能力强。数字电路便于实现程控, 便于集成化、系列化生产。高精度就代表这高造价, 而数字电子技术可以实现高精度, 但是要考虑市场造价。而模拟电子技术虽然存在一定不足, 但是由于电路要求相对简单, 而造价也有一定的优势, 因此才会依然有很大的市场。从实际的案例中分析, 电视信号的接收就是非常常用的案例, 一般的电视信号就是采用的模拟电信号。因此, 对于电视的效果而言, 也存在一定的不足。有时候电视的效果不佳, 或者是存在一定的失真, 就是模拟信号在传输的过程中, 出现了噪声的混杂。而数字电子技术, 一般是将原有的模拟信号进行抽样处理, 从而生成数字信号。数字信号虽然是相对存在, 但是在优势方面比较突出。数字信号可以进行高精度的加密, 这样就可以避免噪声的影响, 同时也保证了信号传播的安全性。

结束语

3.电子工程技术论文 篇三

一、项目教学法

项目教学法能够为学生提供共同参与、合作探究的学习环境,不仅在项目最终得出正确结果,帮助学生深化理解记忆,而且项目过程中丰富的内容,让学生灵活运用教材知识,逐渐形成成熟的分析和解决问题的思路,从实践中感受到学习的乐趣,从而更具学习热情。第一,选择项目。进行项目教学法需要从电子技术教材出发,选择合适的项目,不仅要和教材知识紧密连接,而且要进行拓展,充分发挥想象力,让学生在牢固掌握教材知识的同时灵活变通地使用。项目以示波器的使用为例,学校有大量器材可随时满足教学需要,并且在学习二极管整流电路后,学生对电压波形都有所了解。第二,制订计划。项目选择完毕,应对学生进行分组,综合能力突出者选为组长,对组员进行任务分配,分工查找关于示波器的相关知识,总结示波器的工作原理,进而合作制订计划,与老师进行探讨修改。第三,实施计划。小组成员按照计划对项目所需元器件及示波器的探头、常用旋钮等进行分析辨别,然后焊接最简单的单相半波整流电路板,经过对电路板的调试后,通过信号源给电路输入一定的交流电压,再将示波器的探头接到负载两端,经过调节示波器的旋钮对电路的输出波形进行测量,并准确地读出并记录输出电压的周期和峰值;若再变换示波器探头的衰减倍数,在输入同样大小的交流电压的情况下观察输出波形的变化并作记录。第四,小组总结。由组长汇报该项目的成果。第五,教师总结,给出题目加以测试。项目教学法的应用,能够让学生的实践动手能力得到锻炼,在实施项目计划时,学生共同发现问题并探讨,最终解决问题,有效培养他们的团队合作能力;当遇到难度系数过大而无法解决的问题时,教师给予适当指导,引导学生思考探究,增强学生的实验探究能力,拓宽学生的思维广度;项目计划完成时,小组成员一起进行反思和总结,发现各自缺点和优点,进行改正和进一步发扬。

二、问题导向教学法

为培养学生能有效应用电子技术的基本概念与原理解决实际问题的能力,掌握分析方法和职业技能,加强团队协作精神和与人沟通表达的能力,在教学过程中可以以解决具体工程实际问题为主线。从问题的已知、未知、需知确定问题的解决方案,再到讨论方案的可行性,设计具体电路并进行仿真,最后制作与调试电路板,解决最初的问题。以稳压电源的设计为例,其具体实施过程如下:(1)提出问题:在婴儿保温箱的温度控制系统,为保证其正常使用,电源电路的技术指标要求可输出5V/1A,±12V/0.5A的多路电源。(2)分组讨论阶段:学生针对上述问题进行讨论,列出已知的知识和未知的知识,讨论提炼出需知的内容。在此过程中教师要引导学生进行讨论。组织学生分工协作查找资料。分享每位学生的资料,并讨论提炼与解决上述问题相关的知识,确定问题的解决方案。(3)方案演示:每组学生讲解、展示本组的方案,并回答其他同学的提问。教师要对学生的方案进行点评。(4)设计具体电路并进行仿真,制作与调试电路板。(5)将设计成果应用于实际环境或模型中。(6)学生展示成果,总结对整个过程的学习体会,书写总结报告。在上述的学习过程中,学生变被动学习为主动学习,通过“电子技术”课程的学习,学生不但掌握了课程大纲要求的知识与技能,而且查阅资料、独立分析解决问题、团队合作能力和与人沟通表达的能力都得以提高。

三、开放实验教学法

伴随着电子技术的快速发展,中职电子技术的优势却不如从前的明显,反而呈现下坡趋势。由于自身课程形式的落后,学生过多的接受书本教学,缺少动手实践的机会,加之技术的传统,学生所吸收的内容有限,电子技术课堂的教学效果不高,甚至停滞不前。因此,急需开放性的实验教学模式,以有效降低教学与运行成本,为学生创造更多的时间与空间,自主学习与探索,提高其学习与动手的兴趣,有效提高其专业技能和综合能力。开放性实验教学之前,教师应精心设计任务,制作任务指导书,并发到每一个学生的手中,其内容涉及清晰的材料、背景、要求等,对实训内容实现有效分解,依据学生思维水平的差异性,设置最合理的任务。如:TTL 逻辑探针的布线和元件检测,将实验所需元件通过列表呈现,依据元件外观分类为电容、电阻与集成电路等;应用测量仪器检测元件容量,做好标记;依据外观对二极管分类,用测量仪器对鉴别其质量;这样,学生对元件的检测和鉴别,更具强烈的直观性,在将理论知识有效应用于实验过程的同时,极大提高中职学生的学习兴趣与热情,充分发挥学生的主观能动性,增强其自我成就感和实践能力。

四、多媒体教学法

4.《模拟电子技术基础》电子教案 篇四

1、本课程教学目的:

本课程是电气信息类专业的主要技术基础课。其目的与任务是使学生掌握常用半导体器件和典型集成运放的特性与参数,掌握基本放大、负反馈放大、集成运放应用等低频电子线路的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和工程计算方法;使学生具有一定的实践技能和应用能力;培养学生分析问题和解决问题的能力,为后续课程和深入学习这方面的内容打好基础。

2、本课程教学要求:

1.掌握半导体器件的工作原理、外部特性、主要参数、等效电路、分析方法及应用原理。

2.掌握共射、共集、共基、差分、电流源、互补输出级六种基本电路的组成、工作原理、特点及分析,熟悉改进放大电路,理解多级放大电路的耦合方式及分析方法,理解场效应管放大电路的工作原理及分析方法,理解放大电路的频率特性概念及分析。

3.掌握反馈的基本概念和反馈类型的判断方法,理解负反馈对放大电路性能的影响,熟练掌握深度负反馈条件下闭环增益的近似估算,了解负反馈放大电路产生自激振荡的条件及其消除原则。

4.了解集成运算放大器的组成和典型电路,理解理想运放的概念,熟练掌握集成运放的线性和非线性应用原理及典型电路;掌握一般直流电源的组成,理解整流、滤波、稳压的工作原理,了解电路主要指标的估算。

3、使用的教材:

杨栓科编,《模拟电子技术基础》,高教出版社

主要参考书目:

康华光编,《电子技术基础》(模拟部分)第四版,高教出版社

童诗白编,《模拟电子技术基础》,高等教育出版社,张凤言编,《电子电路基础》第二版,高教出版社,谢嘉奎编,《电子线路》(线性部分)第四版,高教出版社,陈大钦编,《模拟电子技术基础

问答、例题、试题》,华中理工大学出版社,唐竞新编,《模拟电子技术基础解题指南》,清华大学出版社,孙肖子编,《电子线路辅导》,西安电子科技大学出版社,谢自美编,《电子线路

设计、实验、测试》(二),华中理工大学出版社,绪论

本章的教学目标和要求:

要求学生了解放大电路的基本知识;要求了解放大电路的分类及主要性能指标。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)

§1-1 电子系统与信号

0.5

§1-2

放大电路的基本知识

0.5

本章重点:

放大电路的基本认识;放大电路的分类及主要性能指标。

本章教学方式:

课堂讲授

本章课时安排:

本章的具体内容:

1节

介绍本课程目的,教学参考书,本课程的特点以及在学习中应该注意的事项和学习方法;

介绍放大电路的基本认识;放大电路的分类及主要性能指标。

重点:

放大电路的分类及主要性能指标。

第1章  半导体二极管及其基本电路

本章的教学目标和要求:

要求学生了解半导体基础知识;理解PN结的结构与形成;熟练掌握普通二极管和稳压管的V-I特性曲线及其主要参数,熟练掌握普通二极管正向V-I特性的四种建模。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)

§1-1 PN结

§1-2

半导体二极管

§1-3 半导体二极管的应用

§1-4 特殊二极管

本章重点:

PN结内部载流子的运动,PN结的特性,二极管的单向导电性、二极管的特性、参数、应用电路分析及稳压管的特性、参数及其特点。

本章难点:

PN结的形成原理,二极管的非线性伏安特性方程和曲线及其电路分析。

本章主要的切入点:

“管为路用”

从PN结是半导体器件的基础结构,PN结的形成原理入手,通过对器件的非线性伏安特性的描述,在分析电路时说明存在的问题,引出非线性问题线性化的必要性和可行性。

本章教学方式:

课堂讲授

本章课时安排:3

本章习题:

P26

1.1、1.2、1.7、1.9、1.12、1.13。

本章的具体内容:

2、3节

1、介绍本课程目的,教学参考书,本课程的特点以及在学习中应该注意的事项和学习方法;

2、讲解半导体基础知识,半导体,杂质半导体;

3、讲解PN结的特点,PN结的几个特性:单向导电性、伏安特性、温度特性、电容特性。

重点:

PN结的形成过程、PN结的单向导电性、伏安特性曲线的意义,伏安方程的应用。

4节

1、讲解半导体二极管结构和电路符号,基本特点,等效电路;

2、讲解稳压二极管工作原理,电路符号和特点,等效电路;

3、讲解典型限幅电路和稳压电路的分析。

重点:两种管子的电路符号和特点。

讲解课后习题,让学生更好地了解二极管基本电路及其分析方法。

【例1】电路如图(a)所示,已知,二极管导通电压。试画出uI与uO的波形,并标出幅值。

图(a)

【相关知识】

二极管的伏安特性及其工作状态的判定。

【解题思路】

首先根据电路中直流电源与交流信号的幅值关系判断二极管工作状态;当二极管的截止时,uO=uI;当二极管的导通时。

【解题过程】

由已知条件可知二极管的伏安特性如图所示,即开启电压Uon和导通电压均为0.7V。

由于二极管D1的阴极电位为+3V,而输入动态电压uI作用于D1的阳极,故只有当uI高于+3.7V时

D1才导通,且一旦D1导通,其阳极电位为3.7V,输出电压uO=+3.7V。由于D2的阳极电位为-3V,而uI作用于二极管D2的阴极,故只有当uI低于-3.7V时D2才导通,且一旦D2导通,其阴极电位即为-3.7V,输出电压uO=-3.7V。当uI在-3.7V到+3.7V之间时,两只管子均截止,故uO=uI。

uI和uO的波形如图(b)所示。

图(b)

【例1-8】

设本题图所示各电路中的二极管性能均为理想。试判断各电路中的二极管是导通还是截止,并求出A、B两点之间的电压UAB值。

【相关知识】

二极管的工作状态的判断方法。

【解题思路】

(1)首先分析二极管开路时,管子两端的电位差,从而判断二极管两端加的是正向电压还是反向电压。若是反向电压,则说明二极管处于截止状态;若是正向电压,但正向电压小于二极管的死区电压,则说明二极管仍然处于截止状态;只有当正向电压大于死区电压时,二极管才能导通。

(2)在用上述方法判断的过程中,若出现两个以上二极管承受大小不等的正向电压,则应判定承受正向电压较大者优先导通,其两端电压为正向导通电压,然后再用上述方法判断其它二极管的工作状态。

【解题过程】

在图电路中,当二极管开路时,由图可知二极管D1、D2两端的正向电压分别为

10V和25V。二极管D2两端的正向电压高于D1两端的正向电压,二极管D2优先导通。当二极管D2导通后,UAB=-15V,二极管

D1两端又为反向电压。故D1截止、D2导通。U

AB

=

-15V。

【例1-9】

硅稳压管稳压电路如图所示。其中硅稳压管DZ的稳定电压UZ=8V、动态电阻rZ可以忽略,UI=20V。试求:

(1)

UO、IO、I及IZ的值;

(2)

当UI降低为15V时的UO、IO、I及IZ值。

【相关知识】

稳压管稳压电路。

【解题思路】

根据题目给定条件判断稳压管的工作状态,计算输出电压及各支路电流值。

【解题过程】

(1)

由于

>UZ

稳压管工作于反向电击穿状态,电路具有稳压功能。故

UO

=

UZ

=

8V

IZ=

I-IO=6-4=2

mA

(2)

由于这时的<UZ

稳压管没有被击穿,稳压管处于截止状态。故

IZ

=

0

【例1-10】电路如图(a)所示。其中未经稳定的直流输入电压UI值可变,稳压管DZ采用2CW58型硅稳压二极管,在管子的稳压范围内,当IZ为5mA时,其端电压UZ为10V、为20Ω,且该管的IZM为26mA。

(1)

试求当该稳压管用图(b)所示模型等效时的UZ0值;

(2)

当UO

=10V时,UI

应为多大?

(3)

若UI在上面求得的数值基础上变化±10%,即从0.9UI变到1.1UI,问UO

将从多少变化到多少?相对于原来的10V,输出电压变化了百分之几?在这种条件下,IZ变化范围为多大?

(4)

若UI值上升到使IZ=IZM,而rZ值始终为20Ω,这时的UI和UO分别为多少?

(5)

若UI值在6~9V间可调,UO将怎样变化?

(a)

(b)

【相关知识】

稳压管的工作原理、参数及等效模型。

【解题思路】

根据稳压管的等效模型,画出等效电路,即可对电路进行分析。

【解题过程】

(1)

由稳压管等效电路知,(2)

(3)

设不变。当时

当时

(4)

(5)

由于U

I<UZ0,稳压管DZ没有被击穿,处于截止状态

故UO将随U

I在6~9

V之间变化

第2章  半导体三极管及放大电路基础

本章的教学目标和要求:

要求学生正确理解放大器的一些基本概念,掌握BJT的简化模型及其模型参数的求解方法,掌握BJT的偏置电路,及静态工作点的估算方法;掌握BJT的三种基本组态放大电路的组成,指标,特点及分析方法;理解放大器的频率响应的概念和描述,掌握放大器的低频、高频截止频率的估算,单管放大器的频率响应的分析,波特图的折线画法。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体与板书相结合的教学方式)

§2-1

半导体BJT

§2-2

共射极放大电路

§2-3

图解分析法

§2-4

小信号模型分析法

§2-5

放大电路的工作点稳定问题

§2-6

共集电极电路和共基极电路

§2-7

多级放大电路

§2-8

放大电路的频率响应

习题课

本章重点:

以共射极放大电路为例介绍基本放大电路的组成、工作原理、静态工作点的计算、性能指标计算。

频率响应的概述,波特图的定义;BJT的简化混合高频等效模型,单管共射放大器中频段、低频段、高频段的频率响应的分析和波特图的画法。

本章难点:

对放大概念的理解;等效模型的应用;对电路近似分析的把握。

本章主要的切入点:

通过易于理解的物理概念、作图的方法理解放大的概念;通过数学推导与物理意义的结合,加强对器件等效模型的理解;通过CB、CC、CS等基本电路的分析,强化工程分析的意识和分析问题的能力。

本章教学方式:

课堂讲授+仿真分析演示

本章课时安排:

本章习题:

P84

2.3、2.4、2.7、2.8、2.11、2.12、2.13、2.14、2.15、2.16、2.18、2.19、2.20。

本章的具体内容:5、6、7节:

介绍半导体BJT的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。

重点:BJT内部载流子的移动、电流的分配关系和特性曲线。8、9、10节:

介绍共射放大器组成原则,电路各元件的作用,介绍Q点定义及其合理设置的重要性,放大电路的工作原理,信号在放大电路各点的传输波形变化;放大电路组成原则。

重点:

强调对于各个基本概念的理解和掌握。11、12、13、14节:

对放大电路进行分析,介绍直流、交流通路的画法原则,并例举几个电路示范;

采用图解法对放大电路的Q点、电压放大倍数和失真情况进行分析,强调交、直流负载线的区别。

再对一个典型共射放大电路进行完整的动态参数分析,并对其分析结果进行详细分析和讨论,从而作为此部分的一个小结。

重点:

直流、交流通路的画法原则,典型共射放大电路进行完整的动态参数分析。

15、16节:

介绍三极管的小信号等效模型、并用小信号模型法分析基本放大电路的主要性能指标Av,Ri,Ro。

重点:建立小信号电路模型,将非线性问题线性化。

讲解课后习题,使学生熟悉用图解法和小信号模型法分析放大电路的方式方法。

讨论放大电路Q点的稳定性。从影响Q点稳定的因素入手,在固定偏流电路的基础上介绍分压偏置电路,并对其稳定静态工作点的原理进行详细分析。

对典型分压偏置共射放大器进行直流分析,强调直流分析中VCC的分割,工程近似法计算Q点;

重点:

对典型分压偏置共射放大器进行交直流分析。

17、18节:

简要介绍有稳Q能力的其它电路结构形式,介绍共集放大器(CC)的原理图、直流通路、交流通路、交直流分析,介绍其特点和典型应用;给出一个典型CC放大器和其分析结论由学生课外完成分析;

介绍共基放大器(CB),原理图,直流通路,交流通路,交直流分析,介绍其特点和典型应用;

给出一个典型CB放大器和其分析结论由学生课外完成分析。

结合一个简单综合性例题小结三组态的特点。

给出一个CE,CC,CB放大器比较对照表由学生课外完成分析。

重点:

共集放大器(CC)的交直流分析,共基放大器(CB)的交直流分析。

频率响应的概述,基本概念,三个频段的划分,引入RC高通电路模拟低频响应,RC低通电路模拟高频响应,它们的幅频响应,相频响应;的频率响应;波特图的定义;BJT的完整混合模型,简化高频等效模型,主要参数的推导;单管共射放大器中频段、低频段、高频段的频率响应的分析和波特图的画法。放大器增益带宽积的概念,影响因素,多级放大器的频率响应。以一个单管共射放大电路的分析为例题对以上内容做一个小结。

重点:

频率响应的基本概念,简化高频等效模型,主要参数的推导;单管共射放大器频率响应的分析。

讲解课后习题,并对本章内容作个简单的小结。

【例2-1】电路如图所示,晶体管的β=100,UBE=0.7

V,饱和管压降UCES=0.4

V;稳压管的稳定电压UZ=4V,正向导通电压UD=0.7

V,稳定电流IZ=5

mA,最大稳定电流IZM=25

mA。试问:

(1)当uI为0

V、1.5

V、25

V时uO各为多少?

(2)若Rc短路,将产生什么现象?

【相关知识】

晶体管工作状态的判断,稳压管是否工作在稳压状态的判断以及限流电阻的作用。

【解题思路】

(1)

根据uI的值判断晶体管的工作状态。

(2)

根据稳压管的工作状态判断uO的值。

【解题过程】

(1)当uI=0时,晶体管截止;稳压管的电流

在IZ和IZM之间,故uO=UZ=4

V。

当uI=15V时,晶体管导通,基极电流

假设晶体管工作在放大状态,则集电极电流

由于uO>UCES=0.4

V,说明假设成立,即晶体管工作在放大状态。

值得指出的是,虽然当uI为0

V和1.5

V时uO均为4

V,但是原因不同;前者因晶体管截止、稳压管工作在稳压区,且稳定电压为4

V,使uO=4

V;后者因晶体管工作在放大区使uO=4

V,此时稳压管因电流为零而截止。

当uI=2.5

V时,晶体管导通,基极电流

假设晶体管工作在放大状态,则集电极电流

在正电源供电的情况下,uO不可能小于零,故假设不成立,说明晶体管工作在饱和状态。

实际上,也可以假设晶体管工作在饱和状态,求出临界饱和时的基极电流为

IB=0.18

mA>IBS,说明假设成立,即晶体管工作在饱和状态。

(2)若Rc短路,电源电压将加在稳压管两端,使稳压管损坏。若稳压管烧断,则uO=VCC=12

V。

若稳压管烧成短路,则将电源短路;如果电源没有短路保护措施,则也将因输出电流过大而损坏。

【方法总结】

(1)

晶体管工作状态的判断:对于NPN型管,若uBE>Uon(开启电压),则处于导通状态;若同时满足UC≥UB>UE,则处于放大状态,IC=βIB;若此时基极电流

则处于饱和状态,式中ICS为集电极饱和电流,IBS是使管子临界饱和时的基极电流。(2)稳压管是否工作在稳压状态的判断:稳压管所流过的反向电流大于稳定电流IZ才工作在稳压区,反向电流小于最大稳定电流IZM才不会因功耗过大而损坏,因而在稳压管电路中限流电阻必不可少。图示电路中Rc既是晶体管的集电极电阻,又是稳压管的限流电阻。

【例2-2】电路如图所示,晶体管导通时UBE=0.7V,β=50。试分析uI为0V、1V、1.5V三种情况下T的工作状态及输出电压uO的值。

【相关知识】

晶体管的伏安特性。

【解题思路】

根据晶体管的管压降与,以及基极电流和集电极电流的特点,直接可以判别出管子的工作状态,算出输出电压。

【解题过程】

(1)当VBB=0时,T截止,uO=12V。

(2)当VBB=1V时,因为

μA

所以T处于放大状态。

(3)当VBB=3V时,因为

μA

所以T处于饱和状态。

【例2-3】试问图示各电路能否实现电压放大?若不能,请指出电路中的错误。图中各电容对交流可视为短路。

图(a)

图(b)

图(c)

图(d)

【相关知识】

放大电路的组成原理。

【解题思路】

放大电路的作用是把微弱的电信号不失真地放大到负载所需要的数值。即要求放大电路既要有一定的放大能力,又要不产生失真。因此,首先要检查电路中的晶体管(非线性器件)是否有合适的直流偏置,是否工作在放大状态(线性状态),其次检查信号源、放大器和负载之间的信号传递通道是否畅通,并具有电压放大的能力。

【解题过程】

图(a)电路不能实现电压放大。电路缺少集电极电阻,动态时电源相当于短路,输出端没有交流电压信号。

图(b)电路不能实现电压放大。电路中缺少基极偏置电阻,动态时电源相当于短路,输入交流电压信号也被短路。

图(c)

电路也不能实现电压放大。电路中晶体管发射结没有直流偏置电压,静态电流,放大电路工作在截止状态。

图(d)电路能实现小信号电压放大。为了保证输出信号不失真(截止、饱和),当输入信号为正时,应不足以使三极管饱和;当输入信号为负时,应不会使三极管截止。

【例2-4】单级放大电路如图所示,已知Vcc=15V,,此时调到,,,晶体管饱和压降UCES为1V,晶体管的结电容可以忽略。试求:

(1)静态工作点,:

(2)中频电压放大倍数、输出电阻、输入电阻;

(3)估计上限截止频率和下限截止频率;

(4)动态范围=?输入电压最大值Ui

p=?

(5)当输入电压的最大值大于Ui

p时将首先出现什么失真?

【相关知识】

(1)共射极放大电路。

(2)放大电路的频率特性。

【解题思路】

(1)根据直流通路可求得放大电路的静态工作点。

(2)根据交流通路可求得放大电路的、、。

(3)根据高频区、低频区的等效电路可分别求出和。

(4)根据静态工作点及交流负载线的斜率可求得动态范围,同时可判断电路出现失真的状况。

(5)根据电压放大倍数和动态范围可求出Ui

p。

【解题过程】

(1)采用估算法求解静态工作点。由图可知

(2)利用微变等效电路法,求解放大电路的动态指标。

(3)当电路中只有一个惯性环节时,电路的截止频率可以表示为,其中

为电容

所在回路的等效电阻。

在高频区,根据题意,晶体管的结电容可以忽略,影响电路上限截止频率的电容只有负载等效电容。故电路的上限截止频率为

在低频区,影响下限截止频率的电容有、和。可以分别考虑输入回路电容(、)和输出回路电容()的影响,再综合考虑它们共同作用时对电路下限截止频率的影响。

只考虑输出回路电容时

只考虑输入回路电容和时,为了简化计算,忽略偏置电阻及射极电阻的影响,把射极旁路电容折算到基极回路,则有

由于,所以电路的下限截止频率为

(4)

由于,即电路的最大不失真输出电压受截止失真的限制,故电路的动态范围

输入电压最大值

(5)

由上述分析可知,当输入电压的最大值大于U

ip时,电路将首先出现截止失真。

【例2-5】

图示放大电路为自举式射极输出器。在电路中,设,,晶体管的,各电容的容量足够大。试求:

(1)断开电容,求放大电路的输入电阻和输出电阻。

(2)接上电容,写出的表达式,并求出具体数值,再与(1)中的数值比较。

(3)接上电容,若通过增大来提高,那么的极限值等于多少?

图(a)

【解相关知识】

射极输出器、自举原理、密勒定理。

【解题思路】

根据放大电路的微变等效电路求放大电路的输入电阻。

【解题过程】

在分析电路的指标之前,先对自举式射极输出器的工作原理作一简要说明。在静态时,电容相

当于开路;在动态时,大电容相当于短路,点

E和点A的交流电位相等。由于点E的交流电位跟随输入信号(点B的交流电位)变化,所以两端的交流电位接近相等,流过的交流电流接近

于零。对交流信号来说,相当于一个很大的电阻,从而减小了、对电路输入电阻的影响。由于大电容C的存在,点A的交流电位会随着输入信号而自行举起,所以叫自举式射极输出器。

这种自举作用能够减小直流偏置电阻对电路输入电阻的影响,可以进一步提高射极输出器的输入电阻。

(1)在断开电容C后,电路的微变等效电路如图

(b)所示。图中

图(b)。

由图可以求出

可见,射极输出器的原来是很大的,但由于直流偏置电阻的并联,使减小了很多。

(2)接上自举电容后,用密勒定理把等效为两个电阻,一个是接在B点和地之间的,另一个是接在A(E)点和地之间的,其中是考虑了与、以及并联后的,如图(c)所示。

图(c)

由于,但小于1,所以是一个比大得多的负电阻,它与、、并联后,总的电阻仍为正。由于很大,它的并联效应可以忽略,从而使

此时

所以,自举式射极输出器的输入电阻

由于对的并联影响小得多,所以比没有自举电容时增大了。

(3)

通过增大以增大的极限情况为,即用自举电阻提高的结果,使

只取绝于从管子基极看进去的电阻,与偏置电阻几乎无关。

【例2-6】试判断图示各电路属于何种组态的放大电路,并说明输出电压相对输入电压的相位关系。

(a)

(b)

(c)(d)

【相关知识】

共集-共射,共射-共集,共集-共基组合放大电路。

【解题思路】

根据信号流向分析各个晶体管放大电路的组态及输出电压与输入电压的相位关系。

【解题过程】

图(a)所示电路第一级是共集电极放大电路,输出电压与输入电压同相;第二级是共射极放大电路,输出电压与输入电压反相。因此,整个电路是共集-共射组合电路,输出电压与输入电压反相。

图(b)所示电路第一级是共射极放大电路,输出电压与输入电压反相;第二级是共基极放大电路,输出电压与输入电压同相。因此,整个电路是共射-共基组合电路,输出电压与输入电压反相。

图(c)所示电路第一级是共集电极放大电路,输出电压与输入电压同相;第二级是共基极放大电

路,输出电压与输入电压同相。因此整个电路是共集-共基组合电路,输出电压与输入电压同相。

图(d)所示电路由于T1管集电极具有恒流特性,因而T1管是T2管的有源负载,所以T2管组成了有源负载的共射放大器,输出电压与输入电压反相。

【例2-7】

晶体管组成的共集-共射、共射-共集、共射-共基等几种组合放大电路各有其独特的优点,请你选择合适的组合放大电路,以满足如下所述不同应用场合的需求。

(1)电压测量放大器的输入级电路。

(2)输出电压受负载变化影响小的放大电路。

(3)负载为0.2kΩ,要求电压增益大于60dB的放大电路。

(4)输入信号频率较高的放大电路。

【相关知识】

共集-共射,共射-共集,共射-共基组合放大电路。

【解题思路】

根据三种组合放大电路的特点,选择满足应用需求的组合放大电路。三种组合放大电路的特点如下:

(1)共集-共射组合放大电路,不仅具有共集电极电路输入电阻大的特点,而且具有共射电路电压放大倍数大的特点;

(2)共射-共集组合放大电路,不仅具有共射电路电压放大倍数大的特点,而且具有共集电极电路输出电阻小的特点;

(3)共射-共基组合放大电路,共基极电路本身就有较好的高频特性,同时将输入电阻很小的共基极电路接在共射极电路之后,减小了共射极电路的电压放大倍数,使共射极接法的管子集电结电容效应减小,改善了放大电路的频率特性。因此,共射-共基组合放大电路在高频电路中获得了广泛的应用。该组合电路的电压放大倍数近似等于一般共射电路的电压放大倍数。

【解题过程】

(1)电压测量放大器的输入级既要有较大的输入电阻,又要有一定的电压放大能力,应采用共集-共射组合放大电路。

(2)输出电压受负载变化影响小的放大电路应具有较小的输出电阻,也要有一定的电压放大能力,应采用共射-共集组合放大电路。

(3)负载为0.2kΩ,电压增益大于60dB的放大电路应采用电压放大倍数大、输出电阻小的共射-共集组合电路,最好在输入级再增加一级具有高输入电阻的共集电极电路。

(4)输入信号频率较高时,应采用频率特性好的共射-共基组合放大电路。

第3章

场效应管放大电路

本章的教学目标和要求:

要求学生了解JFET、MOSFET的结构特点,理解其工作原理;掌握JFET、MOSFET的特性曲线及其主要参数,掌握BJT、JFET、MOSFET三者之间的差别;掌握FET的偏置电路,工作点估算方法,掌握FET的小信号跨导模型,掌握FET的共源和共漏电路的分析和特点。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学方式)

§3-1

结型场效应管

§3-2

金属-氧化物-半导体场效应管

§3-3

场效应管放大电路

习题课

本章重点:

各种场效应管的外特性及参数,场效应管放大电路的偏置电路及特点。

本章难点:

场效应管的工作原理以及静态工作点的计算。

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:8

本章的具体内容:

19、20节:

介绍结型场效应管的工作原理、结型场效应管的特性曲线以及主要参数。

重点:对结型场效应管的特性曲线的理解。21、22、23节:

介绍MOS效应管的工作原理、MOS效应管的特性曲线以及主要参数。

重点:对MOS效应管的特性曲线的理解。24、25、26节:

FET放大电路的分类,Q点设置方法,两种偏置方法的特点,以及用图解法、计算法对电路进行分析。FET的小信号模型,并用它对共源、共漏放大器分析;加一习题课讲解习题并对本章作一小结。

重点:强调分析方法的掌握,以及电路结构、分析过程与BJT放大器的对比。

【例3-1】在图示电路中,已知场效应管的;问在下列三种情况,管子分别工作在那个区?

(1),(2),(3),【相关知识】

场效应管的伏安特性。

【解题思路】

根据管子工作在不同区域的特点,判断管子的工作状态。

【解题过程】

(1)

因为

管子工作在截止区。

(2)

因为

管子工作在放大区。

(3)

因为

管子工作在可变电阻区。

【例3-2】

电路如图(a)示。其中,,场效应管的输出特性如图(b)

所示。试求电路的静态工作点、和之值。

图(a)

图(b)

【相关知识】

结型场效应管及其外特性,自给偏压电路,放大电路的直流通路、解析法、图解法。

【解题思路】

根据放大电路的直流通路,利用解析法或图解法可求得电路的静态工作点。

【解题过程】

由场效应管的输出特性可知管子的,由式

与双极型晶体管放大电路类似,分析场效应管放大电路的静态工作点,也有两种方法,解析法和图解法

【另一种解法】

(1)在输出特性曲线上,根据输出回路直流负载线方程

作直流负载线MN,如图(d)所示。MN与不同的输出特性曲线有不同的交点。Q点应该在MN上。

图(c)

图(d)

(2)由交点对应的、值在~坐标上作曲线,称为~控制特性,如图

(c)所示。

(3)在控制特性上,根据输入回路直流负载线方程

代入,可作出输入回路直流负载线。该负载线过原点,其斜率为,与控制特性曲线的  交点即为静态工作点。由此可得,(4)根据,在输出回路直流负载线上可求得工作点,再由点可得。

【例3-3】

两个场效应管的转移特性曲线分别如图

(a)、(b)所示,分别确定这两个场效应管的类型,并求其主要参数(开启电压或夹断电压,低频跨导)。测试时电流iD的参考方向为从漏极D到源极S。

(a)

(b)

【相关知识】

(1)场效应管的转移特性。

(2)场效应管的电参数。

【解题思路】

根据场效应管的转移特性确定其开启电压或夹断电压,及在某一工作点处的跨导。

【解题过程】

(a)图曲线所示的是P沟道增强型MOS管的转移特性曲线。其开启电压UGS(th)=-2V,IDQ=

-1mA

在工作点(UGS=-5V,ID=-2.25mA)处,跨导

(b)图曲线所示的是N沟道耗尽型MOSFET的转移特性曲线,其夹断电压,在工作点(UGS=-2V,ID=1mA)处,跨导

第4章

集成运算放大器

本章的教学目标和要求:

要求学生了解差分式放大低电路的基本概念,简单差分式放大电路的组成、工作原理,差分放大电路静态工作点与主要性能指标的计算;了解集成运放电路的组成及特点;了解集成运放的主要参数和性能指标;理解理想运放的概念,掌握理想运放的线性工作区的特点,运放在线性工作区的典型应用;掌握理想运放的非线性工作区的特点,运放在非线性工作区的典型应用。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)

§4-1

集成运放概述

§4-2

集成运放中的基本单元电路

§4-3 通用集成运放

§4-4 运放的主要参数几简化低频等效电路

本章重点:

差分式放大电路的组成、工作原理,差分放大电路静态工作点与主要性能指标的计算;零点漂移现象;差动放大器对差模信号的放大作用和对共模信号的抑制作用;半电路分析方法。

电流源电路的结构和工作原理、特点;

直接耦合互补输出级电路的结构原理、特点,交越失真的概念;

本章难点:

对差模信号共模信号的理解,对任意信号单端输入、单端输出差动放大器的分析;多级放大器前后级之间的相互影响。

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:6

本章习题:

P144

4.1、4.2、4.3、4.5、4.6、4.10、4.11、4.12、4.13、4.19、4.20。

本章的具体内容:27、28、29节:

介绍集成电路运算放大器中的几种电流源形式;介绍引入直接耦合放大电路的产生零点漂移的原因,零点漂移的抑制方法;直接耦合放大电路的直流分析。任意信号的差模共模分解,典型差分放大器的结构,对共模差模信号的不同响应。

重点:

产生零点漂移的原因,零点漂移的抑制方法;典型差分放大器的原理。30、31、32节:

差分放大器对差模信号的放大作用的详细分析,共模抑制比的概念。差放的四种典型接法,并对几种结构的交流特性做分析。简要介绍改进型差放的改进原理。

介绍集成电路运算放大器的内部结构、工作原理、主要参数和性能指标。

重点:共模抑制比,差放的四种典型接法和集成运放的工作原理。

【例4-1】三个两级放大电路如下图所示,已知图中所有晶体管的β均为100,rbe均为1

kΩ,所有电容均为10

μF,VCC均相同。

填空:

(1)填入共射放大电路、共基放大电路等电路名称。

图(a)的第一级为_________,第二级为_________;

图(b)的第一级为_________,第二级为_________;

图(c)的第一级为_________,第二级为_________。

(2)三个电路中输入电阻最大的电路是_________,最小的电路是_________;输出电阻最大的电路是_________,最小的电路是_________;电压放大倍数数值最大的电路是_________;低频特性最好的电路是_________;若能调节Q点,则最大不失真输出电压最大的电路是_________;输出电压与输入电压同相的电路是_________。

【相关知识】

晶体管放大电路三种接法的性能特点,多级放大电路不同耦合方式及其特点,多级放大电路动态参数与组成它的各级电路的关系。

【解题思路】

(1)通过信号的流通方向,观察输入信号作用于晶体管和场效应管的哪一极以及从哪一极输出的信号作用于负载,判断多级放大电路中各级电路属于哪种基本放大电路。

(2)根据各种晶体管基本放大电路的参数特点,以及单级放大电路连接成多级后相互间参数的影响,分析各多级放大电路参数的特点。

【解题过程】

(1)在电路(a)中,T1为第一级的放大管,信号作用于其发射极,又从集电极输出,作用于负载(即第二级电路),故第一级是共基放大电路;T2和T3组成的复合管为第二级的放大管,第一级的输出信号作用于T2的基极,又从复合管的发射极输出,故第二级是共集放大电路。

在电路(b)中,T1和T2为第一级的放大管,构成差分放大电路,信号作用于T1和T2的基极,又从T2的集电极输出,作用于负载(即第二级电路),是双端输入单端输出形式,故第一级是(共射)差分放大电路;T3为第二级的放大管,第一级的输出信号作用于T3的基极,又从其发射极输出,故第二级是共集放大电路。

在电路(c)中,第一级是典型的Q点稳定电路,信号作用于T1的基极,又从集电极输出,作用于负载(即第二级电路),故为共射放大电路;T2为第二级的放大管,第一级的输出信号作用于T

2的基极,又从其集电极输出,故第二级是共射放大电路。

应当特别指出,电路(c)中T3和三个电阻(8.2

kΩ、1.8

kΩ、1

kΩ)组成的电路构成电流源,等效成T2的集电极负载,理想情况下等效电阻趋于无穷大。电流源的特征是其输入回路没有动态信号的作用。要特别注意电路(c)的第二级电路与互补输出级的区别。

(2)比较三个电路的输入回路,电路(a)的输入级为共基电路,它的e−b间等效电阻为rbe/(1+β),Ri小于rbe/(1+β);电路(b)的输入级为差分电路,Ri大于2rbe;电路(c)输入级为共射电路,Ri是rbe与10

kΩ、3.3

kΩ电阻并联,Ri不可能小于rbe/(1+β);因此,输入电阻最小的电路为(a),最大的电路为(b)。

电路(c)的输出端接T2和T3的集电极,对于具有理想输出特性的晶体管,它们对“地”看进去的等效电阻均为无穷大,故电路(c)的输出电阻最大。比较电路(a)和电路(b),虽然它们的输出级均为射极输出器,但前者的信号源内阻为3.3

kΩ,后者的信号源内阻为10

kΩ;且由于前者采用复合管作放大管,从射极回路看进去的等效电阻表达式中有1/(1+β)2,而后者从射极回路看进去的等效电阻表达式中仅为有1/(1+β),故电路(a)的输出电阻最小。

由于电路(c)采用两级共射放大电路,且第二级的电压放大倍数数值趋于无穷大,而电路(a)和(b)均只有第一级有电压放大作用,故电压放大倍数数值最大的电路是(c)。

由于只有电路(b)采用直接耦合方式,故其低频特性最好。

由于只有电路(b)采用±VCC两路电源供电,若Q点可调节,则其最大不失真输出电压的峰值可接近VCC,故最大不失真输出电压最大的电路是(b)。

由于共射电路的输出电压与输入电压反相,共集和共基电路的输出电压与输入电压同相,可以逐级判断相位关系,从而得出各电路输出电压与输入电压的相位关系。电路(a)和(b)中两级电路的输出电压与输入电压均同相,故两个电路的输出电压与输入电压均同相。电路(c)中两级电路的输出电压与输入电压均反相,故整个电路的输出电压与输入电压也同相。

综上所述,答案为(1)共基放大电路,共集放大电路;差分放大电路,共集放大电路;共射放大电路,共射放大电路;(2)(b),(a);(c),(a);(c);(b);(b);(a),(b),(c)。

【例4-2】电路如图所示。已知,,。时。

(1)试说明和、和、以及分别组成什么电路?

(2)若要求上电压的极性为上正下负,则输入电压的极性如何?

(3)写出差模电压放大倍数的表达式,并求其值。

【相关知识】

(1)差分放大电路。

(2)多级放大电路。

(3)电流源电路。

【解题过程】

根据差分放大电路、多级放大电路的分析方法分析电路。

【解题过程】

(1)、管组成恒流源电路,作和管的漏极有源电阻,、管组成差分放大电路,并且恒流源作源极有源电阻。管组成共射极放大电路,并起到电平转化作用,使整个放大

电路能达到零输入时零输出。管组成射极输出器,降低电路的输出电阻,提高带载能力,这

里恒流源作为管的射极有源电阻。

(2)为了获得题目所要求的输出电压的极性,则必须使基极电压极性为正,基极电压极性为负,也就是管的栅极电压极性应为正,而管的栅极电压极性应为负。

(3)整个放大电路可分输入级(差分放大电路)、中间级(共射放大电路)和输出级(射极输出器)。

对于输入级(差分放大电路),由于恒流源作漏极负载电阻,使单端输出具有与双端输出相同的放大倍数。所以

式中,漏极负载电阻,而

为管的等效电阻。为管组成的共射放大电路的输入电阻。

由于恒流源的。所以:

管组成的共射放大电路的电压放大倍数

由于管组成的射极输出器的输入电阻,所以:

管组成的射极输出器的电压放大倍数

则总的差模电压放大倍数的表达式为

其值为

【例4-3】下图所示为简化的集成运放电路,输入级具有理想对称性。选择正确答案填入空内。

(1)该电路输入级采用了__________。

A.共集−共射接法

B.共集−共基接法

C.共射−共基接法

(2)输入级采用上述接法是为了__________。

A.展宽频带

B.增大输入电阻

C.增大电流放大系数

(3)T5和T6作为T3和T4的有源负载是为了__________。

A.增大输入电阻

B.抑制温漂

C.增大差模放大倍数

(4)该电路的中间级采用__________。

A.共射电路

B.共基电路

C.共集电路

(5)中间级的放大管为__________。

A.T7

B.T8

C.T7和T8组成的复合管

(6)该电路的输出级采用__________。

A.共射电路

B.共基电路

C.互补输出级

(7)D1和D2的作用是为了消除输出级的__________。

A.交越失真

B.饱和失真

C.截止失真

(8)输出电压uO与uI1的相位关系为__________。

A.反相

B.同相

C.不可知

【相关知识】

集成运放电路(输入级,中间级,互补输出级),基本放大电路的接法及性能指标,有源负载,差模放大倍数,复合管。

【解题思路】

(1)用基本的读图方法对放大电路进行分块,分析出输入级、中间级和输出级电路。

(2)分析各级电路的基本接法及性能特点。

【解题过程】

(1)输入信号作用于T1和T2管的基极,并从它们的发射极输出分别作用于T3和T4管的发射极,又从T3和T4管的集电极输出作用于第二级,故为共集−共基接法。

(2)上述接法可以展宽频带。

为什么不是增大输入电阻呢?因为共基接法的输入电阻很小,即T1和T2管等效的发射极电阻很小,所以输入电阻的增大很受限。因为共基接法不放大电流,所以不能增大电流放大系数。

(3)T5和T6作为T3和T4的有源负载是为了增大差模放大倍数。利用镜像电流源作有源负载,可使单端输出差分放大电路的差模放大倍数增大到近似等于双端输出时的差模放大倍数。

(4)为了完成“主放大器”的功能,中间级采用共射放大电路。

(5)由于第一级的输出信号作用于T7的基极以及T7和T8的连接方式,说明T7和T8组成的复合管为中间级的放大管。

(6)T9和T10的基极相连作为输入端,发射极相连作为输出端,故输出级为互补输出级。

(7)D1和D2的作用是为了消除输出级的交越失真。

(8)若在输入端uI1加“+”、uI2加“-”的差模信号,则T2的共集接法使其发射极(即T4的发射极)电位为“-”,T4的共基接法使其集电极(即T7的基极)电位也为“-”;以T7、T8构成的复合管为放大管的共射放大电路输出与输入反相,它们的集电极电位为“+”;互补输出级的输出与输入同相,输出电压为“+”;故uI1一端为同相输入端,uI2一端为反相输入端。

综上所述,答案为(1)B,(2)A,(3)C,(4)A,(5)C,(6)C,(7)A,(8)B。

第5章

反馈和负反馈放大电路

本章的教学目标和要求:

要求学生理解反馈的基本概念,掌握四种反馈类型;掌握实际反馈放大器的类型和极性的判断;掌握负反馈对放大电路的影响;掌握在深度负反馈条件下的计算;了解负反馈放大器的稳定性。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)

§5-1

反馈的基本概念及类型

§5-2

负反馈对放大电路性能的影响

§5-3 负反馈放大电路的分析及近似计算

§5-4 负反馈放大电路的自激振荡几消除

本章重点:

反馈的基本概念;反馈类型的判断;负反馈对放大器性能的影响;在深度负反馈条件下放大器增益的估算。

本章难点:

反馈的基本概念;反馈类型的判断;自给振荡条件及消除振荡的措施

本章主要的切入点:为改善放大器的性能,引入负反馈的概念,通过方块图理解负反馈放大器的组成;通过方框图理解负反馈放大器的四种组态;定性理解负反馈对放大器的性能的理解;根据深度负反馈条件,估算放大器的增益。

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:12

本章习题:

P183

5.3、5.4、5.5、5.8、5.9、5.10、5.11、5.13。

本章的具体内容:33、34、35、36节:

反馈的基本概念,反馈放大器的组成,工作原理,反馈的判断(有无、正负、交流直流),结合对运放和分离元件放大器反馈电路的分析介绍。

四种基本反馈方式的划分,典型结构的分析,结合例题判断反馈组态。

重点:

反馈的基本概念,反馈组态判断。37、38、39、40、41节:

反馈的引入对放大电路性能的影响,增益带宽积,负反馈引入的原则;

负反馈放大器的结构,特点,一般表达式的分析和推导。

在深度负反馈条件,在深度负反馈条件下负反馈放大器的性能分析,例题2个;

四种基本反馈在深度负反馈条件下放大器不同增益的表达式;

重点:

反馈的引入对放大电路性能的影响,负反馈引入的原则;一般表达式的分析和理解。42、43、44节:

负反馈放大器的稳定性分析:负反馈放大器自激振荡产生的原因和条件,负反馈放大器的稳定性的定性分析和判断,负反馈放大器自激振荡的消除方法。

重点:

负反馈放大器自激振荡产生的原因和条件,负反馈放大器的稳定性的判断,负反馈放大器自激振荡的消除方法。

【例5-1】在括号内填入“√”或“×”,表明下列说法是否正确。

(1)若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路,则说明电路引入了反馈。

(2)若放大电路的放大倍数为“+”,则引入的反馈一定是正反馈,若放大电路的放大倍数为“−”,则引入的反馈一定是负反馈。

(3)直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈,阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。

(4)既然电压负反馈可以稳定输出电压,即负载上的电压,那么它也就稳定了负载电流。

(5)放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差,说明电路引入了串联负反馈;净输入电流等于输入电流与反馈电流之差,说明电路引入了并联负反馈。

(6)将负反馈放大电路的反馈断开,就得到电路方框图中的基本放大电路。

(7)反馈网络是由影响反馈系数的所有的元件组成的网络。

(8)阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多,引入负反馈后,越容易产生低频振荡。

【相关知识】

反馈的有关概念,包括什么是反馈、直流反馈和交流反馈、电压负反馈和电流负反馈、串联负反馈和并联负反馈、负反馈放大电路的方框图、放大电路的稳定性

【解题思路】

正确理解反馈的相关概念,根据这些概念判断各题的正误。

【解题过程】

(1)通常,称将输出量引回并影响净输入量的电流通路为反馈通路。反馈是指输出量通过一定的方式“回授”,影响净输入量。因而只要输出回路与输入回路之间有反馈通路,就说明电路引入了反馈,而反馈通路不一定将放大电路的输出端和输入端相连接。例如,在下图所示反馈放大电路中,R2构成反馈通路,但它并没有把输出端和输入端连接起来。故本题说法正确。

(2)正、负反馈决定于反馈的结果是使放大电路的净输入量或输出量的变化增大了还是减小了,若增大则为正反馈,否则为负反馈;与放大电路放大倍数的极性无关。换言之,无论放大倍数的符号是“+”还是“−”,放大电路均可引入正反馈,也可引入负反馈。故本题说法错误。

(3)直流反馈是放大电路直流通路中的反馈,交流反馈是放大电路交流通路中的反馈,与放大电路的耦合方式无直接关系。本题说法错误。

(4)电压负反馈稳定输出电压,是指在输出端负载变化时输出电压变化很小,因而若负载变化则其电流会随之变化。故本题说法错误。

(5)根据串联负反馈和并联负反馈的定义,本题说法正确。

(6)本题说法错误。负反馈放大电路方框图中的基本放大电路需满足两个条件,一是断开反馈,二是考虑反馈网络对放大电路的负载效应。虽然本课程并不要求利用方框图求解负反馈放大电路,但是应正确理解方框图的组成。

(7)反馈网络包含所有影响反馈系数的元件组成反馈网络。例如,在上图所示电路中,反馈网络由R1、R2和R4组成,而不仅仅是R2。故本题说法正确。

(8)在低频段,阻容耦合负反馈放大电路由于耦合电容、旁路电容的存在而产生附加相移,若满足了自激振荡的条件,则产生低频振荡。根据自激振荡的相位条件,在放大电路中有三个或三个以上耦合电容、旁路电容,引入负反馈后就有可能产生低频振荡,而且电容数量越多越容易产生自激振荡。故本题说法正确。

综上所述,答案为:(1)√,(2)×,(3)×,(4)×,(5)√,(6)×,(7)√,(8)√

【例5-2】

电路如图所示,图中耦合电容器和射极旁路电容器的容量足够大,在中频范围内,它们的容抗近似为零。试判断电路中反馈的极性和类型(说明各电路中的反馈是正、负、直流、交流、电压、电流、串联、并联反馈)。

【相关知识】

反馈放大电路。

【解题思路】

根据反馈的判断方法判断电路中反馈的极性和类型。

【解题过程】

图示放大电路输出与输入之间没有反馈,第一级也没有反馈,第二级放大电路有两条反馈支路。一条反馈支路是,另一条反馈支路是和串联支路。支路有旁路电容,所以它是本级直流反馈,可以稳定第二级电路的静态工作点。和串联支路接在第二级放大电路的输出(集电极)和输入之间(基极),由于的“隔直”作用,该反馈是交流反馈。

和串联支路交流反馈极性的判断:

当给第二级放大电路加上对地极性为♁的信号时,输出电压极性为㊀,由于电容对交流信号可认为短路,所以反馈信号极性也为㊀,因而反馈信号削弱输入信号的作用,该反馈为负反馈。判断过程如图所示。

负反馈组态的判断:

若令输出电压信号等于零,从输出端返送到输入电路的信号等于零,即反馈信号与输出电压信号成正比,那么该反馈是电压反馈;反馈信号与输入信号以电流的形式在基极叠加,所以它是并联反馈。

总结上述判别可知,图示电路中和串联支路构成交流电压并联负反馈。

【例5-3】试判断图示各电路中是否引入了反馈;若引入了反馈,则判断是正反馈还是负反馈,是直流反馈还是交流反馈;若引入了交流负反馈,则判断是哪种组态的负反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。

【相关知识】

分立元件放大电路(双极型管放大电路和单极型管放大电路)各种接法的极性判断,反馈的判断方法,包括判断是否引入了反馈、判断反馈的正负、判断直流反馈和交流反馈、判断交流负反馈的四种组态。

【解题思路】

(1)根据反馈的定义,判断电路中是否存在反馈通路,从而判断是否引入了反馈。

(2)若引入了反馈,利用瞬时极性法判断反馈的正负。

(3)根据直流反馈和交流反馈的定义,判断引入的反馈属于哪种反馈。

(4)根据交流反馈四种组态的判断方法,判断引入的反馈属于哪种组态。

【解题过程】

在图(a)电路中,Rf将输出回路与输入回路连接起来,故电路引入了反馈;且反馈既存在于直流通路又存在于交流通路,故电路引入了直流反馈和交流反馈。利用瞬时极性法,在规定输入电压瞬时极性时,可得到放大管基极、集电极电位的瞬时极性以及输入电流、反馈电流的方向,如图(e)所示。晶体管的基极电流等于输入电流与反馈电流之差,故电路引入了负反馈,且为并联负反馈。当输出电压为零(即输出端短路)时,Rf将并联在T的b−e之间,如图(e)中虚线所示;此时尽管Rf中有电流,但这个电流是uI作用的结果,输出电压作用所得的反馈电流为零,故电路引入了电压负反馈。综上所述,电路引入了直流负反馈和交流电压并联负反馈。

在图(b)电路中,R1将输出回路与输入回路连接起来,故电路引入了反馈;且反馈既存在于直流通路又存在于交流通路,故电路引入了直流反馈和交流反馈。利用瞬时极性法,在规定输入电压瞬时极性时,可得到放大管各极电位的瞬时极性以及输入电流、反馈电流方向,如图(f)所示。由于反馈减小了T1管的射极电流,故电路引入了并联负反馈。令输出电压为零,由于T2管的集电极电流(为输出电流)仅受控于它的基极电流,且R1、R2对其分流关系没变,反馈电流依然存在,故电路引入了电流负反馈。综上所述,该电路引入了直流负反馈和交流电流并联负反馈。

在图(c)电路中,R4在直流通路和交流通路中均将输出回路与输入回路连接起来,故电路引入了直流反馈和交流反馈。按u

I的假设方向,可得电路中各点的瞬时极性,如图(g)所示。输出电压uO作用于R4、R1,在R1上产生的电压就是反馈电压uF,它使得差分管的净输入电压减小,故电路引入了串联负反馈。由于uF取自于uO,电路引入了电压负反馈。综上所述,电路引入了直流负反馈和交流电压串联负反馈。

根据上述分析方法,图(d)电路的瞬时极性如图(h)所示。电路引入了直流负反馈和交流电流串联负反馈。

从图(c)和(d)电路可知,它们的输出电流均为输出级放大管的集电极电流,而不是负载电流。

【方法总结】

分立元件放大电路反馈的判断与集成运放负反馈放大电路相比有其特殊性。电路的净输入电压往往指输入级放大管输入回路所加的电压(如晶体管的b−e或e−b间的电压、场效应管的g−s或s−g间的电压),净输入电流往往指输入级放大管的基极电流或射极电流。在电流负反馈放大电路中,输出电流往往指输出级晶体管的集电极电流、发射极电流或场效应管的漏极电流、源极电流。

【常见错误】

在分立元件电流负反馈放大电路中,认为输出电流是负载RL上的电流。

【例5-4】某一负反馈放大电路的开环电压放大倍数,反馈系数。试问:

(1)闭环电压放大倍数为多少?

(2)如果发生20%的变化,则的相对变化为多少?

【相关知识】

(1)相对变化率

(2)闭环增益的一般表示式

【解题思路】

当已知的相对变化率来计算的相对变化率时,应根据的相对变化率的大小采用不同的方法。当的相对变化率较小时,可对求导推出与的关系式后再计算。当的相对变化率较大时,应通过计算出后再计算。

【解题过程】

(1)闭环电压放大倍数

(2)当变化20%,那么,则的相对变化为

当变化-20%,那么

则的相对变化为

【常见错误】

本例中已有20%的变化,的相对变化率较大,应通过计算出后再计算。

【例5-5】电路如图所示,试合理连线,引入合适组态的反馈,分别满足下列要求。

(1)减小放大电路从信号源索取的电流,并增强带负载能力;

(2)减小放大电路从信号源索取的电流,稳定输出电流。

【相关知识】

双极型管放大电路和单极型管放大电路各种接法的分析及其极性分析,反馈的基本概念,负反馈对放大电路性能的影响,放大电路中引入负反馈的一般原则。

【解题思路】

(1)分析图中两个放大电路的基本接法。

(2)设定两个放大电路输入端的极性为正,分别判断两个放大电路其它输入端和输出端的极性。

(3)根据要求引入合适的负反馈。

【解题过程】

图示电路的第一级为差分放大电路,输入电压uI对“地”为“+”时差分管T1的集电极(即④)电位为“−”,T2的集电极(即⑤)电位为“+”。第二级为共射放大电路,若T3管基极(即⑥)的瞬时极性为“+”,则其集电极(即⑧)电位为“−”,发射极(即⑦)电位为“+”;若反之,则⑧的电位为“+”,⑦的电位为“−”。

(1)减小放大电路从信号源索取的电流,即增大输入电阻;增强带负载能力,即减小输出电阻;故应引入电压串联负反馈。

因为要引入电压负反馈,所以应从⑧引出反馈;因为要引入串联负反馈,以减小差分管的净输入电压,所以应将反馈引回到③,故而应把电阻Rf接在③、⑧之间。Rb2上获得的电压为反馈电压,极性应为上“+”下“−”,即③的电位为“+”。因而要求在输入电压对“地”为“+”时⑧的电位为“+”,由此可推导出⑥的电位为“−”,需将⑥接到④。

结论是,需将③接⑨、⑩接⑧、⑥接④。

(2)减小放大电路从信号源索取的电流,即增大输入电阻;稳定输出电流,即增大输出电阻;故应引入电流串联负反馈。

根据上述分析,Rf的一端应接在③上;由于需引入电流负反馈,Rf的另一端应接在⑦上。为了引入负反馈,要求⑦的电位为“+”,由此可推导出⑥的电位为“+”,需将⑥接到⑤。

结论是,需将③接⑨、⑩接⑦、⑥接⑤。

【方法总结】

(1)减小放大电路从信号源索取的电流,即增大输入电阻,应引入串联负反馈。

(2)增强带负载能力,即减小输出电阻,应引入电压负反馈;稳定输出电压,即减小输出电阻,应引入电压负反馈。

(3)稳定输出电流,即增大输出电阻,应引入电流负反馈。

【常见错误】

在引入反馈时只注意保证引入的反馈组态正确,但没有保证引入的反馈为负反馈。

第6、7章

信号的运算与处理电路

本章的教学目标和要求:

要求学生理解掌握理想运放的虚短与虚断的特点,熟练掌握比例、加法、减法、微分、积分等几种基本理想运算电路的工作原理及应用;掌握实际运放的误差分析;理解对数和反对数运算电路以及模拟乘法器的基本概念及应用,有源滤波器的基本概念及一阶、二阶有源滤波器电路分析,单门限、双门限电压比较器电路分析。

本章的总体教学内容:(采用多媒体教学)

§6-1

基本运算电路

§6-2

对数和反对数运算电路

§6-3

模拟乘法器及其应用

§6-4

集成运放使用中的几个问题

§7-1

电子系统概述

§7-2

信号检测系统中的放大电路

§7-3

有源滤波电路

§7-4

电压比较器

习题课

本章重点:

理想运放线性应用的规律分析、基本运算电路分析、模拟乘法器的基本概念及应用、有源滤波器、电压比较器的基本概念、双门限电压比较器电路分析。

本章难点:

正确判断运放的工作区,并灵活运用所在区的特点分析电路的功能。

本章主要的切入点:

通过引入理想运放的概念,建立虚短与虚断的概念和零子模型电路;围绕理想运放的两个工作区各自的特点,分析比例、求和、,从而掌握运放应用电路的一般分析方法。

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:8

本章习题:P203

P233

6.1、6.9、6.10、6.11、6.13、6.14、6.16、7.3、7.13、7.20、7.21、7.22。

45、46节:

运用虚短与虚断概念分析反相比例、同相比例、加法、减法、积分和微分运算电路的工作原理;对实际运算电路的误差进行分析。

重点:基本运算电路的工作原理。47、48、49节:

运用虚短与虚断概念分析对数和反对数运算电路的工作原理。介绍模拟乘法器的工作原理及应用。

重点:

模拟乘法器的工作原理。

习题课:应用基本运算放大电路进行电路分析及计算。50、51、52节:

滤波器的概念,分类,频带特性,对用运放构成的简单高通、低通滤波器电路进行分析。电压比较器的概念,分类,应用

重点:

有源高通、低通滤波器电路的分析;电压比较器的分析方法、原理及应用。

【例6-1】如图所示的理想运放电路,可输出对“地”对称的输出电压和。设。

(1)试求/。

(2)若电源电压用15V,电路能否正常工作?

【相关知识】

(1)运放特性。

(2)反相输入比例运算电路。

【解题思路】

分析各运放组成哪种单元电路,根据各单元电路输出与输入关系,推导出总的输出电压的关系式。

【解题过程】

(1)由图可知,运放A1和A2分别组成反相输入比例运算电路。故

(2)

若电源电压用15V,那么,运放的最大输出电压,当时。运放A1和A2的输出电压均小于电源电压,这说明两个运放都工作在线性区,故电路能正常工作。

【例6-2】电路如图所示,设运放均有理想的特性,写出输出电压与输入电压、的关系式。

【相关知识】

运放组成的运算电路。

【解题思路】

分析各运放组成哪种单元电路,根据各单元电路输出与输入关系,推导出总的输出电压的关系式。

【解题过程】

由图可知,运放A1、A2组成电压跟随器。,运放A4组成反相输入比例运算电路

运放A3组成差分比例运算电路

运放A3组成差分比例运算电路

以上各式联立求解得:

【例6-3】理想运放电路如图所示,试求输出电压与输入电压的关系式。

【相关知识】

加法器、减法器。

【解题思路】

由图可知,本电路为多输入的减法运算电路,利用叠加原理求解比较方便。

【解题过程】

当时

当时

利用叠加原理可求得上式中,运放同相输入端电压

于是得输出电压

【例7-1】现有有源滤波电路如下:

A、高通滤波器

B、低通滤波器

C、带通滤波器

D、带阻滤波器

选择合适答案填入空内。

(1)为避免50Hz电网电压的干扰进入放大器,应选用。

(2)已知输入信号的频率为1~2kHz,为了防止干扰信号的混入,应选用。

(3)为获得输入电压中的低频信号,应选用。

(4)为获得输入电压中的低频信号,应选用。

(5)输入信号频率趋于零时输出电压幅值趋于零的电路为。

(6)输入信号频率趋于无穷大时输出电压幅值趋于零的电路为。

(7)输入信号频率趋于零和无穷大时输出电压幅值趋于零的电路为。

(8)输入信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数为通带放大倍数的电路为。

【相关知识】

四种有源滤波电路的基本特性及其用途。

【解题思路】

根据四种有源滤波电路的基本特性及其用途来选择填入。

【解题过程】

根据表7.1.3可知

答案为(1)D,(2)C,(3)B,(4)A,(5)A、C,(6)B、C,(7)C,(8)D。

【例7-2】已知由理想运放组成的三个电路的电压传输特性及它们的输入电压uI的波形如图所示。

(1)分别说明三个电路的名称;

(2)画出uO1~uO3的波形。

【相关知识】

单限比较器、滞回比较器和窗口比较器电压传输特性的特征。

【解题思路】

(1)根据电压传输特性判断所对应的电压比较器的类型。

(2)电压传输特性及电压比较器的类型画出输出电压的波形。

【解题过程】

(1)图(a)说明电路只有一个阈值电压UT(=2

V),且uI<UT时uO1

=

UOL

=-0.7

V,uI>UT时uO1

=UOH=6

V;故该电路为单限比较器。

图(b)所示电压传输特性的两个阈值电压UT1=2

V、UT2=4

V,有回差。uI<UT1时uO2=

UOH

=+6

V,uI>UT2时uO2=

UOL

=-6

V,UT1<uI<UT2时uO决定于uI从哪儿变化而来;说明电路为滞回比较器。

图(c)所示电压传输特性的两个阈值电压UT1=1

V、UT2=3

V,由于uI<UT1和uI>UT2时uO3=

UOL=-6

V,UT1<uI<UT2时uO1=

UOH

=+6

V,故该电路为窗口比较器。

答案是具有如图(a)、(b)、(c)所示电压传输特性的三个电路分别为单限比较器、滞回比较器和窗口比较器。

(2)根据题目给出的电压传输特性和上述分析,可画出uO1~uO3的波形,如图(e)所示。

应当特别提醒的是,在uI<4

V之前的任何变化,滞回比较器的输出电压uO2

都保持不变,且在uI=4

V时uO2从高电平跃变为低电平,直至uI=2

V时uO2才从低电平跃变为高电平。

【方法总结】

根据滞回比较器电压传输特性画输出电压波形时,当输入电压单方向变化(即从小逐渐变大,或从大逐渐变小)经过两个阈值时,输出电压只跳变一次。例如本题中,当uI从小逐渐变大时,只有经过阈值电压UT2=4

V时输出电压才跳变;而当uI从大逐渐变小时,只有经过阈值电压UT1=2

V时输出电压才跳变。

【常见错误】

认为只要uI变化经过阈值电压UT1=2

V或UT2=4

V时输出电压就跳变。

图(e)

第8章  信号发生器

本章的教学目标和要求:

要求学生理解掌握正弦波信号产生电路的基本概念,RC串联、LC并联正弦信号产生电路的组成、振荡条件判断、振荡频率计算;掌握理想运放非线性应用的分析规律,方波产生电路组成及工作原理。

本章的总体教学内容:(采用多媒体教学)

§8-1

正弦波信号发生器

§8-2

非正弦波信号发生器

本章重点:

正弦波振荡电路的振荡条件及比较器的基本原理。

本章难点:

振荡条件的判别

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:4

本章习题:

P259

8.1、8.2、9.2.3、8.4、8.5、8.7、8.8、8.9、8.10、8.1253、54节:

介绍正弦波发生器的工作原理,组成结构,产生正弦波振荡的条件;

重点:

正弦波发生器的工作原理。

55、56节:

典型的RC桥式电路的结构及其工作原理;电容三点式、电感三点式振荡电路的结构及工作原理,振荡条件的判别;石英晶体振荡电路的工作原来。

重点:

RC、LC振荡电路的工作原理。

方波、锯齿波产生电路的工作原理。

【例8-1】图(a)所示电路是没有画完整的正弦波振荡器。

(1)完成各节点的连接;

(2)选择电阻的阻值;

(3)计算电路的振荡频率;

(4)若用热敏电阻(的特性如图(b)所示)代替反馈电阻,当(有效值)多大时该电路出现稳定的正弦波振荡?此时输出电压有多大?

图(a)

图(b)

【相关知识】

RC正弦波振荡器。

【解题思路】

根据RC正弦波振荡器的组成和工作原理对题目分析、求解。

【解题过程】

(1)在本题图中,当时,RC串—并联选频网络的相移为零,为了满足相位条件,放大器的相移也应为零,所以结点应与相连接;为了减少非线性失真,放大电路引入负反馈,结点

应与相连接。

(2)为了满足电路自行起振的条件,由于正反馈网络(选频网络)的反馈系数等于1/3(时),所以电路放大倍数应大于等于3,即。故应选则大于的电阻。

(3)电路的振荡频率

(4)由图(b)可知,当,即当电路出现稳定的正弦波振荡时,此时输出电压的有效值

【例8-2】试判断图(a)所示电路是否有可能产生振荡。若不可能产生振荡,请指出电路中的错误,画出一种正确的电路,写出电路振荡频率表达式。

【相关知识】

LC型正弦波振荡器。

【解题思路】

(1)

从相位平衡条件分析电路能否产生振荡。

(2)

LC电路的振荡频率,L、C分别为谐振电路的等效电感和电容。

【解题过程】

图(a)电路中的选频网络由电容C和电感L(变压器的等效电感)组成;晶体管T及其直流偏置电路构成基本放大电路;变压器副边电压反馈到晶体管的基极,构成闭环系统统;本电路利用晶体管的非线性特性稳幅。静态时,电容开路、电感短路,从电路结构来看,本电路可使晶体管工作在放大状态,若参数选择合理,可使本电路有合适的静态工作点。动态时,射极旁路电容和基极耦合电容短路,集电极的LC并联网络谐振,其等效阻抗呈阻性,构成共射极放大电路。利用瞬时极性法判断相位条件:首先断开反馈信号(变压器副边与晶体管基极之间),给晶体管基极接入对地极性为的输入信号,则集电极对地的输出信号极性为㊀,即变压器同名端极性为㊀,反馈信号对地极性也为㊀。反馈信号输入信号极性相反,不可能产生振荡。若要电路满足相位平衡条件,只要对调变压器副边绕组接线,使反馈信号对地极性为即可。改正后的电路如图(c)所示。本电路振荡频率的表达式为

图(c)

(d)

图(b)电路中的选频网络由电容C1、C2和电感L组成;晶体管T是放大元件,但直流偏置不合适;电容C1两端电压可作为反馈信号,但放大电路的输出信号(晶体管集电极信号)没有传递到选频网络。本电路不可能产生振荡。首先修改放大电路的直流偏置电路:为了设置合理的偏置电路,选频网络与晶体管的基极连接时要加隔直电容,晶体管的偏置电路有两种选择,一种是固定基极偏置电阻的共射电路,另一种是分压式偏置的共射电路。选用静态工作点比较稳定的电路(分压式偏置电路)比较合理。修改交流信号通路:把选频网络的接地点移到C1和C2之间,并把原电路图中的节点2连接到晶体管T的集电极。修改后的电路如图(d)所示。然后再判断相位条件:在图(d)电路中,断开反馈信号(选频网络与晶体管基极之间),给晶体管基极接入对地极性为的输入信号,集电极输出信号对地极性为㊀(共射放大电路),当LC选频网络发生并联谐振时,LC网络的等效阻抗呈阻性,反馈信号(电容C1两端电压)对地极性为。反馈信号与输入信号极性相同,表明,修改后的电路能满足相位平衡条件,电路有可能产生振荡。本电路振荡频率的表达式为

第9章

功率放大电路

本章的教学目标和要求:

要求学生了解功率放大电路的基本概念和特点;掌握乙类双电源互补对称功率放大电路的组成、工作原理及性能指标的计算;掌握甲乙类互补对称功率放大电路OCL和OTL的组成、工作原理及性能指标的计算。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学方式)

§9-1

功率放大电路的特点及分类

§9-2

互补推挽功率放大电路

本章重点:

乙类、甲乙类互补对称功率放大电路的输出功率和效率的计算。

本章难点:

功率放大电路的工作原理及计算分析。

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:4

本章的具体内容:

57、58节:

介绍结型场效应管的工作原理、结型场效应管的特性曲线以及主要参数。

重点:对结型场效应管的特性曲线的理解。

59、60节:

介绍MOS效应管的工作原理、MOS效应管的特性曲线以及主要参数。

重点:对MOS效应管的特性曲线的理解。

FET放大电路的分类,Q点设置方法,两种偏置方法的特点,以及用图解法、计算法对电路进行分析。FET的小信号模型,并用它对共源、共漏放大器分析;加一习题课讲解习题并对本章作一小结。

重点:强调分析方法的掌握,以及电路结构、分析过程与BJT放大器的对比。

【例9-1】单电源互补功率放大电路如图所示。设功率管、的特性完全对称,管子的饱和压降,发射结正向压降,,并且电容器和的容量足够大。

(1)静态时,A点的电位、电容器C两端压降和输入端信号中的直流分量分别为多大?

(2)动态时,若输出电压仍有交越失真,应该增大还是减小?

(3)试确定电路的最大输出功率、能量转换效率,及此时需要的输入激励电流的值;

(4)如果二极管D开路,将会出现什么后果?

【相关知识】

甲乙类互补推挽功放电路的工作原理。

【解题思路】

(1)为了使单电源互补推挽功放电路输出信号正负两个半周的幅值对称,静态时,A点的电位应等于电源电压的一半,由此可推算电容器C两端压降和输入端信号中的直流分量的大小。

(2)分析产生交越失真的原因,讨论的作用。

(3)确定输出电压最大值,求解最大输出功率、能量转换效率及此时需要的输入激励电流的值。

(4)断开二极管,分析电路可能出现的状况。

【解题过程】

(1)

静态时,调整电阻、和,保证功率管和处于微导通状态,使A点电位等于电源电压的一半,即。此时耦合电容C被充电,电容C两端的电压;输入信号中的直流分量的大小,应保证输入信号接通后不影响放大电路的直流工作点,即。

(2)

电路中设置电位器和二极管D的目的是为功率管提供合适的静态偏置,从而减小互补推挽电路的交越失真。若接通交流信号后输出电压仍有交越失真,说明偏置电压不够大,适当增大电位器的值之后,交越失真将会减小。

(3)

功率管饱和时,输出电压的幅值达到最大值,则电路的最大输出功率

此功放电路的能量转换效率最大

当输出电压的幅值达最大值时,功率管基极电流的瞬时值应为

(4)当D开路时,原电路中由电位器和二极管D给功率管和提供微导通的作用消失。、、和的发射结及将构成直流通路,有可能使和管完全导通。若和的值较小时,将会出现,从而使功放管烧坏。

【例9-2】在图示的电路中,已知运放性能理想,其最大的输出电流、电压幅值分别为15mA和15V。设晶体管和的性能完全相同,=60。试问:

(1)该电路采用什么方法来减小交越失真?请简述理由。

(2)如负载分别为20、10时,其最大不失真输出功率分别为多大?

【相关知识】

(1)乙类互补推挽功放。

(2)运算放大器。

(3)电压并联负反馈。

【解题思路】

(1)推导晶体管和即将导通时,管子发射结两端电压与输入电压关系,并由此分析电路减小交越失真的措施。

(2)根据运放输出电流和输出电压的最大值,确定功放电路输出电流和输出电压的最大值。在不同负载条件下,分析电路最大不失真输出功率是受输出电流的限制还是受输出电压的限制,从而可求出其最大不失真输出功率。

【解题过程】

(1)当输入信号小到还不足以使晶体管和导通时,电路中还没有形成负反馈。此时由电路图可列出以下关系式

和死区电压的关系为

当时,和未导通;

当时,和导通。

由于运放的很大,即使非常小时,或也会导通,与未加运放的乙类推挽功放电路相比,输入电压的不灵敏区减小了,从而减小了电路的交越失真。

(2)由图可知,功放电路最大的输出电流幅值为

最大的输出电压幅值为

当时,因为,那么,受输出电压的限制,电路的最大输出功率为

当时,因为,受输出电流的限制,电路的最大输出功率为

【例9-3】图示为三种功率放大电路。已知图中所有晶体管的电流放大系数、饱和管压降的数值等参数完全相同,导通时b-e间电压可忽略不计;电源电压VCC和负载电阻RL均相等。填空:

(1)分别将各电路的名称(OCL、OTL或BTL)填入空内,图(a)所示为_______电路,图(b)所示为_______电路,图(c)所示为_______电路。

(2)静态时,晶体管发射极电位uE为零的电路为有_______。

(3)在输入正弦波信号的正半周,图(a)中导通的晶体管是_______,图(b)中导通的晶体管是_______,图(c)中导通的晶体管是_______。

(4)负载电阻RL获得的最大输出功率最大的电路为_______。

(5)效率最低的电路为_______。

【相关知识】

常用功率放大电路(OCL、OTL或BTL)。

【解题思路】

(1)根据三种功率放大电路(OCL、OTL或BTL)的结构特点来选择相应的电路填空。

(2)功率放大电路采用双电源供电时,其晶体管发射极电位uE为零。

(3)根据三种功率放大电路(OCL、OTL或BTL)的基本工作原理来选择相应的晶体管填空。

(4)分析三种功率放大电路的最大不失真输出电压,从而选出输出功率最大的电路。

(5)根据三种功率放大电路的最大输出功率以及功放管消耗的能量大小来确定效率最低的电路。

【解题过程】

(1)答案为OTL、OCL、BTL。

(2)由于图(a)和(c)所示电路是单电源供电,为使电路的最大不失真输出电压最大,静态应设置晶体管发射极电位为VCC/2。因此,只有图(b)所示的OCL电路在静态时晶体管发射极电位为零。因此答案为OCL。

(3)根据电路的工作原理,图(a)和(b)所示电路中的两只管子在输入为正弦波信号时应交替导通,图(c)所示电路中的四只管子在输入为正弦波信号时应两对管子(T1和T4、T2和T3)交替导通。

因此答案为T1,T1,T1和T4。

(4)在三个电路中,哪个电路的最大不失真输出电压最大,哪个电路的负载电阻RL获得的最大输出功率就最大。三个电路最大不失真输出电压的峰值分别为,(5)根据(3)、(4)中的分析可知,三个电路中只有BTL电路在正弦波信号的正、负半周均有两只功放管的消耗能量,损耗最大,故转换效率最低。因而答案为(c)。

第10章  直流稳压电源

本章的教学目标和要求:

要求学生掌握直流电源的组成,各部分的作用,了解稳压电源的发展趋势和典型的元件。

本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)

§10-1 概述

§10-2 单相整流及电容滤波电路

§10-3 串联反馈型线性稳压电路

习题课,复习

本章重点:

直流电源的组成及各部分的作用;单相桥式整流电路、电容滤波、稳压管稳压的工作原理。

本章难点:

滤波电路的定量计算。

本章主要的切入点:

从前几章电子电路对直流电源的要求,简略说明直流电源的任务,进而说明直流电源的组成。

本章教学方式:课堂讲授

本章课时安排:4

本章习题:

P299

10.1、10.3、10.6、10.13、10.10、10.1761、62节:

直流电源的组成框图,各个部分的作用,主要参数,对器件的选择的要求。介绍半波整流电路,分析典型的单相桥式整流电路。介绍滤波、稳压部分的典型结构。重点:

单相桥式整流电路的工作原理。

63、64节

典型稳压电源电路的工作原理:简介串联反馈式稳压电路和串联开关式稳压电路的工作原理;介绍常用的三端集成稳压器件78XX和79XX系列。

重点:

串联反馈式稳压电路的工作原理。

习题课,讲解本章节的重难点习题,传授解题技巧;对本课程做总结性回顾。

【例10-1】在某一具有电容滤波的桥式整流电路中,设交流电源的频率为1000HZ,整流二极管正向压降为0.7V,变压器的内阻为2。要求直流输出电流IO=100mA,输出直流电压UO=12V,试计算:

(1)估算变压器副边电压有效值U2。

(2)选择整流二极管的参数值。

(3)选择滤波电容器的电容值。

【相关知识】

电容滤波的桥式整流电路。

【解题思路】

(1)根据估算变压器副边电压有效值U2。

(2)根据电路中流过二极管的电流及二极管承受的最高反压电压选择整流二极管。

(3)根据及电容器的耐压选择滤波电容器。

【解题过程】

(1)

由可得。

(2)

流过二极管的电流

二极管承受的反压为

选2CP33型二极管,其参数为URM=25V,IDM=500mA。

(3)

由,可得

取,那么

选C=22μF,耐压25V的电解电容。

【例10-2】串联型稳压电路如图所示。已知稳压管的稳定电压,负载。

(1)

标出运算放大器A的同相和反相输入端。

(2)

试求输出电压的调整范围。

(3)

为了使调整管的,试求输入电压的值。

【相关知识】

串联型稳压电路。

【解题思路】

(1)

运算放大器的同相和反相输入端的连接要保证电路引入电压负反馈。

(2)

根据确定输出电压的调整范围。

(3)

由,并考虑到电网电压有波动,确定输入电压的值。

【解题过程】

(1)

由于串联型稳压电路实际上是电压串联负反馈电路。为了实现负反馈,取样网络(反馈网络)应接到运放的反相输入端,基准电压应接到运放的同相输入端。所以,运放A的上端为反相输入端(–),下端为同相端(+)。

(2)

根据串联型稳压电路的稳压原理,由图可知

式中,为可变电阻滑动触头以下部分的电阻。

当时,最小

当时,最大

因此,输出电压的可调范围为。

(3)由于

当时,为保证,输入电压

若考虑到电网电压有波动时,也能保证,那么,实际应用中,输入电压应取。

【常见的错误】

容易忽视电网电压有波动。

【例10-3】图中画出了两个用三端集成稳压器组成的电路,已知静态电流IQ=2mA。

(1)写出图(a)中电流IO的表达式,并算出其具体数值;

(2)写出图(b)中电压UO的表达式,并算出当R2=0.51k时的具体数值;

(3)说明这两个电路分别具有什么功能?

图(a)

图(b)

【相关知识】

三端集成稳压器。

【解题思路】

(4)

写出图(a)电路输出电流与稳压器输出电压的表达式。

(5)写出图(b)电路输出电压与稳压器输出电压的表达式。

(6)由表达式分析各电路的功能。

【解题过程】

(1)

(2)

5.电子工程技术论文 篇五

课 程 名 称 电子技术基础 院 部 名 称

机电工程学院

自动化

班 级 10自动化 指 导 教 师 赵国树

金陵科技学院教务处制

目录

一、课程设计应达到的目的............................................二、课程设计题目及要求..............................................三、课程设计任务及工作量的要求....................................1.设计要求.......................................................2.总体参考方案.................................................3.单元电路设计....................................................(1).秒脉冲发生器.............................................(2).秒、分、时计数器...........................................(3).秒、分、时译码显示模块....................................(4).校时电路................................................4.附图说明各部分功能的实现....................................(1).开始状态................................................(2).时、分、秒分别校时........................................(3).3满60秒向分钟进位状态...................................(4).满60分向小时进位状态....................................(5).23:59:59向00:00:00进位状态................................5.整体电路图....................................................6.实验室调试....................................................(1).元件清单.................................................(2).调试过程...............................................(3).调试结果(照片).........................................(4).调试心得体会..............................................参考文献.......................................................致谢........................................................一、课程设计应达到的目的

1、掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法;

2、进一步巩固所学的理论知识,提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力;

3、提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力;

4、培养书写综合实验报告的能力。

二、课程设计题目及要求

数字电子时钟设计

1、准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。

2、小时计时采用24进制的计时方式,分、秒采用60进制的计时方式。

3、具有快速校准时、分的功能。

三、课程设计任务及工作量的要求

1、设计要求

(1)、准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。

(2)、小时计时采用24进制的计时方式,分、秒采用60进制的计时方式。(3)、具有快速校准时、分的功能。

2、总体参考方案 框图

T0.7(R12R2)C0.7(6k24.7k)100uF1.078s

3.单元电路设计(1).秒脉冲发生器

采用555施密特触发器

相关计算如下

仿真图

(2).秒、分、时计数器

秒脉冲信号经过6级计数器,分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”“分”计数器为六十进制,小时为二十四进制。

由秒脉冲获得的1Hz的频率首先送到计数器,这里采用的是十进制计数器74LS192,达到10次脉冲向前进位并且同步清零,一次来实现“秒”各位的十进制,然后产生一个进位信号,向“秒”的十位送达一个脉冲,“秒”的十位数字将要显示六时,将Q1,Q2经过与门与MR相连,一次达到“秒”的六十清零的目的,同样,分钟的个位的计数要通过秒十位的Q1,Q2经过与门,与“分”个位的家计数器相连,时,“12翻1”小时计数器是按照“01——02——03——„„——22——23——00——01——02——„„”规律计数的,这与日常生活中的计时规律相同。在此实验中,它是由两片cc40192和一片cc4011构造成的同步二十四计数器,利用异步清零端实现起从23——00的翻转,其中“24”为过渡状态不显示。其中,“时”十位是3进制,“时”个位是十进制。

74LS192功能及引脚图

、可预置的十进制加/减计数器

仿真图

(3).秒、分、时译码显示模块

本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字,显示器有两种:共阳极显示器或共阴极显示器。74LS48译码器对应的显示器是共阴极显示器。

(4).校时电路

当数字钟走时出现误差时,需要校正时间。校时电路实现对“时”“分”

“秒”的校准。在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对。对校时的要求是,在小时校正时不影响分和秒的正常计数;在分校正时不影响秒和小时的正常计数。需要注意的时,校时电路是由与门构成的组合逻辑电路如下图示:

方法:“秒”校时采用等待校时法。正常工作时,将开关S1拨向VDD位置,不影响与门G1传送秒计数信号。进行校对时,将S1拨向接地位置,封闭与门G1,暂停秒计时。标准时间一到,立即将S1拨回VDD位置,开放与门G1。“分”和“时”校时采用加速校时法。正常工作时,S2和S3接地,封闭与门G3或G5,不影响或门G2或G4传送秒、分进位计数脉冲。进行校对时,将S2、S3拨向VDD位置,秒脉冲通过G3、G2或G5、G4直接引入“分”、“时”计数器,让“分”、“时”计数器以秒节奏快速计数。待标准时、分一到,立即将S2、S3拨回接地位置,封锁秒脉冲信号,开放或门G2、G4对秒、分进位计数脉冲的传送

仿真图

4、附图说明各部分功能的实现

(1).开始状态

(2).时、分、秒分别校时

.(3)..满60秒向分钟进位状态

(4)、满60分向小时进位状态

(5)、23:59:59向00:00:00进位状态

5.整体电路图

6、实验室调试(1)元件清单

(2)调试过程

于6月7日下午开始进行实物调试,历时四个小时。首先调试的是秒脉冲发生器,以NE555为主要芯片其引脚示意图如下图示

选择合适的电阻电容,根据仿真的数据以及连接方式,对其进行调试,由于脉冲产生的波形不稳定,可以采取将脉冲信号经过非门调试。计数器采用的是十进制计数器74LS192,其引脚示意图以及功能表如下示

74ls192引脚图

74ls192功能表

将192的输出端Q1、Q2、Q3、Q4分别与译码器74LS48的A、B、C、D相连接,其引脚示意图如下图示

译码器与共阴极的七段数码管分别相连接。主要部分已经完成,所需要注意的是,每一个芯片都要接通电源和地。至于控制电路以及逻辑进位和清零,所需要的芯片主要是与门和或门以及非门,三者的引脚示意图分别如下示

(与门74LS08)(或门74LS32)(非门74LS00)

(3)调试结果(照片)由于跳动的太大,在进行校正时,可能不会尽如人意,照片如下图示

(4)调试心得体会

通过这次数字电子钟的课程设计,我们才把学到的东西与实践相结合。从中对我们学的知识有了更进一步的理解,而且更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。虽然这只是一次简单的课程设计,但通过这次课程设计我们了解了课程设计的一般步骤,和设计中应注意的问题。设计本身并不是有很重要的意义,而是同学们对待问题时的态度和处理事情的能力。各个芯片能够完成什么样的功能,使用芯片时应该注意那些要点。同一个电路可以用那些芯片实现,各个芯片实现同一个功能的区别。

另外,我还渐渐熟悉了pruteus这个仿真软件的各个功能,让我体会到了期中的乐趣,还在电脑制作文档的过程中,使我对办公软件有了更进一步的了解和掌握。

参考文献

1.现代数字电路与逻辑设计 清华大学出版社 北京交通大学出版社.2.模拟电子技术(修订版)清华大学出版社 北京交通大学出版社

3.模拟电子技术教程 电子工业出版社

4.朱定华主编.电子电路测试与实验.北京:清华大学出版社,2004.致谢

6.电子信息工程技术论文 篇六

一、引言

电子信息工程技术的普遍应用是当前社会生产发展的必要趋势,是我国工业发展的坚定方向。信息时代犹如洪水猛兽来势汹汹,不容反抗,各类信息技术也在其中大显身手。电子信息工程技术是一项兴起的高新技术,它可以获取信息、处理信息,设计开发电子设备,应用集成信息系统,是一门运用现代信息技术的学科。同时,电子信息工程技术也存在我们生活的一点一滴中,例如手机是怎么传输音频和图像的,我们使用的无线网是如何传输数据并接收的,黑客是如何使用数据攻破网络防线的,图书馆管理员是怎么整理庞大的图书信息的,等等。

二、电子信息工程技术应用在工业设计的主要目标

世间万物总会有犯错的时候,电子信息工程技术的实施过程也避免不了会出现失误,这将意味着一批资金的流失,好多心血的不甘,所以我们一定要认识到在制作到实施的途中,坚决杜绝任何错误的出现,实现操作的精准性,减少故障发生的频率,确保生产无误和安全。为了避免此种情况的发生,应实现预备多种方案,多次提前测试,减小误差,比较选出最安全、最有效地方案进行实施。倘若出现问题,不要慌张,沉着面对,冷静分析,检查所有操作步骤和操作实现是否正确,机械各种端口衔接是否得当等等细小的问题。

三、电子信息工程技术应用在工业设计中的意义

与一些西方国家相比较,我国工业化步伐还显得略迟钝,且电子信息工程技术需要一定的硬件和互联网相结合。为了改变我国科学技术水平比较低的情况,电子信息工程技术被推上了我国的发展舞台。各式各样的电子信息工程技术运用在五花八门的工业领域之中,计算机操作是实现技术最直接的方式,比如工人操作程序运行大型机械去运载超吨货物,或者是重复性地给产品贴标签等等一些逐渐解放人类双手的重型劳动。人们通过计算机操作,实现了工作的`自动化管理,解放了工人劳动力,体现了信息技术的魅力与作用。

四、现阶段电子信息工程技术应用在工业设计中的弊端

(一)电子信息市场技术人才匮乏

从历史情况来看,我国的电子信息技术远远不及国外的电子信息技术发展,国内一些高端机械设备的正常工作也离不开国外高级硬件、软件的帮助,这就导致我国电子技术发落后的局面。在一些工业中模仿国外技术的做法也没有良好的成效,因为国外的信息技术不一定符合中国国情的市场经济。也正因为如此,在兴起的偌大的信息技术市场中,我国电子信息技术的人才显得极其匮乏。另外,国家信息技术的落后也导致对信息人才的培养不能有效实施,技术性人才培养不到位,信息技术发展不起来,这似乎成了一个循环的问题。

(二)电子信息技术缺乏市场引导

由于我国电子信息技术的发展不是很成熟,会在很多领域中借鉴或者运用国外高新技术,这种过分依赖国外技术的做法,导致我国技术受到国外牵制的局面,我国工业设计发展受到显著影响。我国打不开国际电子信息技术的市场,工业设计的发展也被限制,这不利于我国走向国际经济市场,所以我国迫切需要国际经济市场的积极引导,积极调整我国电子信息技术的发展方向,做到中国走向国际的进步。

五、电子信息工程技术在工业设计中的应用

(一)在交通领域中的应用

我国是人口大国,土地面积也排世界前列,因此各地的交通发展迅速,交通工程建设也非常复杂。面对如此复杂的交通工程,大量的数据需要电子信息技术来相辅相成。工程进度、工程数据、工程费用、工程安全等问题都被信息技术管理的井井有条,在这个基础之上,交通工程的效率增高,节省了大量的人力物力。

(二)在机械领域的应用

随着社会的进步,人民的需求变化,现代机械化发展迅速。人们开始使用机械来减轻传统繁琐的工作,来代替人类进行危险性深海测试工作。电子信息工程技术在机械领域的应用,使生产实现自动化和智能化,部分能源也受到了保护。

六、结语

以长远的目光来看,电子信息工程技术应用在工业设计中,提高了生产技术的发展,改变了现代企业的发展方式,推动了社会生产发展的局势,它必将是未来我国工业领域的重中之重。相信我国电子信息工程技术也会顺应现代信息发展的潮流,发展地越来越前端,越来越具有特色。

参考文献:

[1]杨新.简析工业领域中电子信息工程的设计运用[J].民营科技,(11):124.

[2]姚鑫.计算机网络技术在电子信息工程中的应用[J].工业设计,2017(04):183.

[3]卢心愿.电子信息工程在工业领域的设计与应用[J].工业设计,(09):101-102.

[4]李莹.自动化技术在电子信息工程设计中的实践[J].工业设计,2015(08):115-116.

7.电子工程技术论文 篇七

1. 电工电子技术课程体系的概述。

电工电子技术的课程内容主要包括电工技术和电子技术两个部分,在该课程的内容安排上以电路的基本概念和基本定律为重点,进而推算出多种电路情况的分析方法,并能合理运用这些分析方法完成对实际问题的解决。在电工电子技术的课程安排上前后逻辑性很强,课程开展的前端为该课程的基础内容,后端为基础内容的衍生拓展,前后呼应并逐步加深难度,因此在对电工电子技术课程体系的安排上应该注意对内容难易程度做到仔细编排。

2. 电工电子技术教学方法的选择。

电工电子技术的教学内容较为繁重,其中包括了大量关于电工学与电子学的相关内容,想要为学生进行详细地讲解需要较多的课时量,目前各高校都对电工电子技术的教学学时进行压缩,这种情况下教师的教学安排就较为紧张,高校教师为了满足课程的教学安排,在教学内容上就将部分章节安排学生自主学习,为了满足学生的学习需求,在教学的课堂上就要求教师在学生能够理解的基础上进行教学,而不是为了完成任务而对学生进行硬灌。

3. 电工电子技术考核制度的评定。

电工电子技术作为工科非电类学生的基础专业课程,在对学生的学习效果进行评定时,需要综合考虑学生的日常学习表现、考试成绩及实验成绩等,对于三者分数的把握一般按照1:7:2的比例。其中实验成绩主要考核学生对实验操作、实验成果、实验记录及实验报告等方面,检验学生在学习好理论课程之后是否可以熟练的应用到实际操作中。而平时成绩的评定主要是指学生在课程上的表现、作业的完成情况及上课出席情况。

二、电工电子技术课程体系的改革建议

1. 优化电工电子技术体系的合理性。

电工电子技术课程是多个非电类专业的基础课程,针对不同专业的学科特点在对电工电子技术课程内容的安排上应该适当调整,在对电工电子技术课程体系优化的过程中需要将专业方向作为重点参考,以课程为主要节点。根据电子信息工程专业实际应用需要,需要打破传统教学中基础教育、专业基础教育及专业教育的三段式教学,而是需要建立以电子信息工程专业知识为主要脉络,参考不同方向的实际需求。

2. 强化综合实践在电工电子课程中的重要性。

在对理工科学生培养的过程中,如何实现所学知识与实际应用的有效对接是相关专业教师一直关注的重点问题,为了帮助学生将专业知识及时转化为专业技能就需要着眼于对整个课程进行改革,当今各学科之间存在高度的分化同时又存在高度的综合,因此对电工电子课程的安排上应该始终把握综合应用的主导趋势,并实现课程内容面向工程实际应用,设置集中式的综合实践。对于综合实践的把握一方面是需要注意对跨学科知识的把握,以电工电子技术该课程为实践主体,同时将其他学科融合进去,打造广域的综合实践。

3. 电工电子技术实验室的充分利用。

电工电子技术作为一门实践性强的学科,学生参与到实验调试中可以有效提高学生的学习效果,因此在电子信息工程电工电子技术改革的过程中需要建立全开放、模块化的实验教学模式,在满足学生基础实验要求的同时,需要有效提升实验室的使用效率和使用质量,帮助学生拓展专业思维,培养出正确的实验操作技能。

三、结束语

电工电子技术课程是非电类工科学生必修的基础课程,不同专业对于电工电子技术的学习有不同的侧重点,因此在该课程的实际教学中就要根据学生的专业特点对课程内容进行必要的调整,为了满足社会对学生专业技能的需求,教学改革永远是高校加强自身教育水平的重要举措,对课程体系的优化则是保证教学改革开展的具体措施。

参考文献

[1]增建唐,戴波,等.面向工程应用的电工学课程建设和教材建设[A].电子电气课程报告论坛论文集[C].北京:高等教育出版社,2009:80-86.

8.电子商务中的电子印章技术初探 篇八

[关键词] 电子印章 干扰 扩散 不可逆 模糊化 无用序列

一、概述

在信息产业高速发展的中国,互联网正在改变着人们的工作和生活,人们每时每刻都可以感受到信息技术对传统行为和习惯的冲击。计算机和互联网使人和人之间的沟通与协作变得比以往任何时候都要轻松和迅捷,信息可以传递到远远超过你想象的地方,突破国界也不在话下。而在中国,截至2003年年底,我国网民人数已达到八千万,居世界第二位,计算机达到三千万台,信息技术已经具备了突破和扩展现实世界的条件了。网络上的现实世界渐渐浮现。在这种条件之下,电子政务、电子商务和电子社区开始并肩闯进了人们的视野。

电子政务和电子商务利用互联网来传递信息固然快捷方便,但是人们如何才能判定合同或公文是谁发的呢?是否被第三者修改过了呢?这一点对社会信用的基础尤为重要。在传统的政府公文以及民间商业往来中,人们通常的做法是相关人员在文件或书信上亲笔签名或印章。它们起到认证、核准、生效的作用。事实上,手写签名和印章都是可以被伪造的,而且除手写签名的仿造还具有一定难度外,印章的仿造已经变成一件小学生都可以轻而易举完成的事情了。因此,替代传统印章的电子印章应运而生了。电子印章通过先进的加密技术和Web服务,使得印章的伪造和仿冒变得极为困难。

二、特点

电子印章已经从很多方面与传统印章划清了界限。它不再千篇一律,针对每一个文档甚或多媒体文件,它都会对应一个电子印章。它同时使用了多种加密技术,并且加密过程是不可逆的,因此要想仿造电子印章是极为困难的。它通过Web服务来提供电子印章的生成和验证,实现了黑匣子,从而保证了算法的保密和安全。它还具有较强的鲁棒性,即在文档经过某种改动后,比如在传输、JPEG压缩、滤波,图像的几何变换如平移、伸缩、旋转、剪裁等处理下,数字印章不会被破坏。下文我们将逐步探讨电子印章的这些特点,并阐述一些独特的实现思想。

三、技术分析及实现思想

我们首先对需要附加电子印章的文档进行取样,取样得来的信息用来确定文档的内容和一些其他的信息,然后对取样得来的信息进行加密,并生成电子印章——一串字母和数字组成的固定长度的字符。电子印章的生成和验证都在印章管理部门提供的Web服务内实现。

1.取样

我们要在印章中保存文档的相关信息以确定该印章是针对该文件有效的,所以需要对文档进行取样。

取样的原则是提取全部重要信息、抽取部分二进制码。重要信息包括:文档的大小(字节数)、文档生成时间、最后修改时间、所属人等;抽取的二进制码是为了提高电子印章被仿造的难度,按照一定规则,如斐波纳奇数列、质数列、某一数字(例如2)的幂值列等,及其这类数列的任意组合。这些规则是保密的,并且可以由印章管理部门随意组合并被封装在Web服务内,这样既达到了获取文档关键信息以防止被其他文档冒用印章,又可以大大减小取样的信息量,使生成的电子印章限制在一定长度范围内。

在得到取样的信息以后,我们还要利用一些现有的摘要算法,然后再对取样信息和摘要算法结果进行组合,来增强电子印章对文档的确认能力。比较常见的摘要算法有MD5、SHA-2以及DES等,并且随着加密技术的不断进步,可以不断吸收先进的摘要算法,为我所用。

在得到了摘要算法结果和根据自主规则取样的信息以后,我们就可以凭借这些信息完全确定这个文档和根据这些信息生成的电子印章是否对应了。

然后我们就可以根据这些信息进行加密,以生成印章。

2.加密

传统的加密方式都是利用了计算的高速运算性能,对要加密的信息进行多次移位和替换以达到干扰和扩散的目的。但是计算机是以高速和精确为基准的运算机器,随着计算机主频速率的提高,128位、256位甚至512位加密都只是时间游戏,破解是迟早的事情。下面对加密的算法提出了一些新的思路,希望起到抛砖引玉的作用。

既然计算机是以精确运算为基准的运算机器,那我们就要在由原始信息到生成的电子印章之间的运算过程中故意出现一些误差,令计算机无法发现从信息到印章的道路,实现印章生成过程的保密,这里称之为模糊化。

模糊化的简单原理就是在不出现大的偏差的前提下,主动放弃数据的微小部分。

为了防止模糊化之后生成的电子印章与某些文档(比如绝大部分内容与之相似的文档)生成的电子印章出现偶然的相同(概率很小,而且下面的无用序列也可以防止这种情况的出现),我们要对信息进行放大。对信息进行一定程度的放大以后,我们就可以排除相似文档出现相同印章情况的出现了。

这里建议采用非线性的放大算法(如平方、立方等),也可以是印章管理部门定制的特定的放大算法。

在经过非线性放大以后,我们就可以使用模糊化来混淆破解过程的跟踪和穷举了。最简单的模糊化的例子就是现实生活中的四舍五入:四舍五入以后,你是无法依据结果数值来推断原始数值的。印章管理部门依据自己设定的特定规则来进行放大算法结果的模糊化运算。这样得到的加密后的信息是无法被推断还原的,因此电子印章的生成过程是不可逆的,印章和文档不存在任何意义上的相等,只是相似。

3.生成

文档的信息经过取样和加密,最终将要生成印章,追加在电子文档上。为了保证电子印章有较强的鲁棒性,建议使用数字和字母组合作为电子印章的表现形式,并且要把容易混淆的字母和数字剔除,如2和Z、1和i、8和B、0和O等。

将加密后的信息根据特定的转换规则,转换为字母数字列,就成为了电子印章。

4.验证

由于电子印章的生成过程不可逆,所以电子印章的验证过程就是根据需要验证的文档重新生成一个印章,由于算法保密但不变,两次生成的印章相同即可判定原印章有效。验证的过程同样封装在印章管理部门的Web服务上,实现算法的黑匣子。

四、一点补充

从取样、加密到电子印章的生成,每一步都有特定规则在发挥着作用,就是为了提高电子印章的安全性。还有一些可行的方法,简单但却很有效:

加密的增强。信息经过了放大和模糊化以后,就提高了安全性,能够在一定程度上有效防止被跟踪和穷举,我们还可以采用不同的规则进行多次放大和模糊化,这样安全性就可以大大提高了。

无用序列。在平地上,你站到的只是很小一块土地,你没站到的地方就可以说没用么?在万丈悬崖边上,也给你足够你站的一小块地方,你却未必敢站在上面。无用的东西也可以有用,我们在生成的电子印章上,按照特定规则加入无用的随机序列,就可以大大提高电子印章的熵值,提高破解的难度。

关键信息保留。在电子印章中,可以把关键的信息如文档发布人、发布时间等用明文的形式记录下来,这样可以起到关键的法律作用。

客户端。针对一些较大的多媒体文档,把整个文档上传取样会浪费带宽,而我们只需要取样一小部分信息,因此可以给用户提供一个下载的客户端,客户端来生成摘要信息和取样重要信息(以及一些无用信息)上传给Web服务即可。

五、展望

加密技术在不断发展,Web服务渐成主流,我们要不断地吸收新的技术、新的思路,融合自己的思想,做出有自身特色的电子印章。科技不断进步,如同逆水行舟,不进则退。面对高速发展的科技和世界,我们只有不断努力,不断提高科技水平,才能够在信息技术时代为经济发展保驾护航、推波助澜。

摩尔定律至今仍推动着信息产业的车轮飞速前进。1981年,比尔·盖茨说“640K对任何人来说都足够了(“640k ought to be enough for anybody.”, Bill Gates)”。今天,512M内存、120G硬盘已成主流。爆炸式的增长,这样的说法决不夸张。

面对这样的世界,我们不敢稍有懈怠。

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