康华光模数字电子技术基础拟部分考研专业课课程(电子技术基础数字第六版康华光)
康华光模数字电子技术基础拟部分考研专业课课程简介：
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资料名称：康华光《电子技术基础-模拟部分》（第6版）精讲【教材精讲＋考研真题串讲】
康华光模数字电子技术基础拟部分视频网课摘录：
（图片见完整版！）
1.1信号
信号实例一，气候信息包含在气压、温度和风速等信号中。
信号实例二，播音员的声音信号被话筒转化成电信号，经过放大、滤波等电路处理，驱动扬声器将电信号转为声音信号。
信号源产生信号。电路中的信号源可以等效为右图所示的戴维宁等效电压源，它由理想电ⅱa压源%和源内阻r串联而成；也可以等效为如右图所示的诺顿等效电流源，它由理想电流源和源内阻r.并联而成以上两种等效信号源可以由下面等式互换。
1.2信号的频谱
在信号分析中，为了简化信号特征参数的提取，通常将信号从时域变换到频域。信号在频域中表示的图形或曲线称为信号的频谱。
信号通过傅里叶变换可以实现从时域到频域的变换。任意周期函数只要满足狄里克雷条件都可以展开成傅里叶级数。
狄里克雷条件：
1.在一周期内，如果有间断点存在，则间断点的数目应是有限个；
2.在一周期内，极大值和极小值的数目应是有限个；
3.在一周期内，信号是绝对可积的。
图1.2.1某方波时域波形?（?图传不上见谅）
图1.2.1的周期性方波信号，它的时间函数表
达式为：
当ts/5（20+）号121）
v（t）10当（2n+1）号st<（n+l）
式中为方波幅值，t为周期，n为从-0o到+oo整数。
此方波信号可展开为傅里叶级数表达式
.2r v（i）=号
÷+s|sin af+-sin 3o,f+…（1.2.2）
根据三角函数知识，由式（1.2.2）可以得到如下形式：
i2r o1v（t）
5（1.2.3）
s+s z-cos|nao,
2tn-1,3,5,
根据式（1.2.3）可以得到下图所示的幅度谱它展示了各频率分量的振幅随角频率变化的分布2s元
24s oao3a00500 w同时也以得到如下图所示的相位谱，它展示了信号的各频率分量相位随角频率变化的分布。
由傅里叶级数特性可知，许多周期信号的频谱都有直流分量、基波分量以及无穷多项高次谐波分量组成。正如图中所示频谱表现为一系列离散频率上的幅值，且随着谐波次数的递增，幅值总趋势是逐渐减小的。截取有限次谐波信号的组合，可以得到原周期信号的近似波形，截取的谐波次数越多，得到的波形误差越小。
对于下图所示的非周期信号，t/ct很难直接用一个简单的表达式来描述。但傅里叶变换可将非周期信号表达为一连续频率函数形式的频谱，它包含了所有可能的频率（0<o<oo/o）成分。当适当选择截止角频率q.把高频部分截断时，不至于太多地影响信号的特性，其保留的部分称为信号的带宽。
下图所示为非周期信号经过傅里叶变换后的频谱，t/c o0.a由上分析可知，信号的频域表达方式可以得到某些比时域表达方式更有意义的参数。
模拟信号和数字信号在信号分析中，按时间和幅值的连续性和离散性把信号分为4类：
（1）时间连续、数值连续信号；
（2）时间离散、数值连续信号；
（3）时间连续、数值离散信号；
（4）时间离散、数值离散信号。
其中第（1）类即模拟信号，信号实例一中提到的便是模拟信号；第（4）类称为数字信号。
放大电路模型
检测外部物理信号的传感器所输出的电信号通常是很微弱的，话筒输出电压仅有毫伏量级，而细胞电生理实验中所检测到的电流甚至只有皮安量级。对于这些微弱的信号既无法直接显示，一般也很难作进一步分析处理。通常必须把它们放大到数百毫伏量级，才能用传统的指针式仪表显示出来。
若对信号进行数字化处理，则必须把信号放大到数伏量级才能被一般的模数转换器所接受。这节所讲的放大都是指线性放大，也就是说放大电路输出信号中包含的信息与输入信息完全相同，既不减少原有信息，也不增加任何新信息，只改变信号的幅度或功率大小。
信号的放大是最基本的模拟信号处理功能，它是通过放大电路实现的。
放大电路也是构成其他模拟电路，如滤波、振荡、稳压等功能电路的基本单元电路。下图为放大电路实际电路和和简化电路，.||rl左边为实际电路，有边为简化电路。
放大电路的主要特性如下：
（1）放大电路的对象是变化量
（2）放大电路的本质是能量的控制
（3）放大电路的特征是功率放大
（4）放大电路的基本要求是不失真
（5）放大电路的能量由直流电源供给
放大电路有一个信号输入口和一个信号输出口，即应为双口网络。由下图可以看出，输入端口电压和电流的关系，可以用一个等效电阻来反映。根据电路理论知识，输出端口特性可以用一个信号源和它的内阻等效。这样可以得到图1.4.2a点画线框内一般化的电压放大电路模型由输入电阻r、输出电阻r.和受控电压源a.v,三个基本元件构成，其中v为输入电压，a为输出开路（r=.o）时的电压增益。值得注意的是，由于放大电路的输出总是与输入有关的，即受输入信号的控制，所以放大电路模型输出端口中的信号源是受控源，而不是独立信号源。
由公式（1.4.2）
1ori+r可以看出，4,的恒定性受到r,变化的影响，随rl的减小而降低。为了减小负载电阻对放大电路电压增益的影响，就要求在电路设计时努力使r.<r.理想电压放大电路的输出电阻应为r.=0.
以上是信号衰减的第一个环节，信号衰减的另一个环节在输入电路。信号源内阻r,和放大电路输入电阻r,的分压作用，致使到达放大电路输入端的实际电压为aroiiv.
根据公式r:v m=5r+r,显然，只有当r,>r.时，才能使r.对信号衰减的作用大为减小。这就要求在设计电路时，应尽量提高电压放大电路的输入电阻r.理想电压放大电路的输入电阻为r→co.此时，v=v.
信号免受衰减。
从上述分析可知，电压放大电路适用于信号源内阻r.较小而且负载电阻r,较大的场合。
根据放大电路实现功能不同，放大电路可以分为以下四种：
第一种，电压放大电路；
第二种，电流放大电路；
第三种，互阻放大电路，具体功能是将输入的小电流转化为放大的输出电压；
第四种，互导放大电路，具体功能是将输入的小电压转化为放大的输出电流。
图1.4.2（b）电流放大电路模型图1.4.2（b）的点画线框内是电流放大电路模型。与电压放大电路模型在形式上的不同之处在于输出回路，它是由受控电流源a.
i,和输出电阻r.并联而成，其中为输入电流，a.为输出短路（r,=0）的电流增益。受控电流源是另一种受控信号源，本例中控制信号是输入电流。
电流放大电路与外电路相连同样存在信号衰减问题。与电压放大电路相对应，衰减的产生是由于放大电路输出电阻r.和信号源电阻r.分别在电路输出和输入端对信号电流的分流。由图1.4.2（b）可知，在输出端，rl和r.有如下的分流关系：在电路输入端，r和r的分流关系为r.
i.=i——s r.+r带负载r,时，下图所示电流放大电路模型的电流增益为e2.4 tne.:ⅱ
（b）5rl+r.
所以，只有当r.>r和r.<r.时，才可以使电路具有较理想的电流放大效果。
从电路特性可知，电流放大电路一般适用于信号源内阻r,较大而负载电阻r较小的场合。
图1.4.2（c）的点画线框内为互阻放大电路模型。电路的输出信号由如图所示的受控电压源a.i产生。
.（c）图1.4.2（c）互阻放大电路模型图在理想状态下，互导要求输入电阻r=0且输出电阻r.=0,电路中a.称为输出短路时的互阻增益。
图1.4.2（d）的点画线框内为互导放大电路模型。电路的输出信号受控电流源4asv;产生。在理想状态下，互导要求输入电阻r;→o且输出电阻r.-→o,电路中a称为输出短路时的互导增益。
图1.4.2（d）互导放大电路模型
综上分析，理想的四种放大电路的基本特点总结如下：
第一，理想电压放大电路要求信号源内阻r>o而且负载电阻r.=0;第二，理想电流放大电路要求信号源内阻r,=0而负载电阻r.一→0o;第三，理想互阻放大电路要求信号源内阻r=0并且r=0;第四，理想互导放大电路要求信号源内阻r→0o并且r.→0o.
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