模電就是處理模擬電子信號的東西(連續變化的電子信號,就像溫度的連續變化一樣),其實(shí)說(shuō)全面點(diǎn),模電包括“低頻電子”和“高頻電子”,普通電子專(zhuān)業(yè)的模電教材是低頻的,而高頻有專(zhuān)門(mén)的教材。
初學(xué)者先學(xué)低頻吧。
這個(gè)知識就太多了,因為信號是很復雜的,用到的東西當然多了。
其實(shí)放大就是模電里很核心的一塊內容的,不要單純地去理解“放大”,要按照用途來(lái)理解,比如阻抗變換等等。. 其實(shí)對于初學(xué)者,能把二極管、三極管的原理與電路弄清楚就OK了,再適當地接觸下電容和電感,把它們的典型電路和原理弄清楚了,模電就學(xué)成了。
原發(fā)布者:zhanghefangha
第1章電路的基礎知識1.1電路和電路模型1.2電路中的主要物理量1.3電路的基本元件1.4基爾霍夫定律1.5基爾霍夫定律1.6簡(jiǎn)單電阻電路的分析方法第1章電路的基礎知識本章要求:本章要求:1.理解電壓與電流參考方向的意義;1.理解電壓與電流參考方向的意義;理解電壓與電流參考方向的意義2.理解電路的基本定律并能正確應用;理解電路的基本定律并能正確應用;3.了解電路的有載工作、開(kāi)路與短路狀態(tài),了解電路的有載工作、開(kāi)路與短路狀態(tài),理解電功率和額定值的意義;理解電功率和額定值的意義;4.會(huì )計算電路中各點(diǎn)的電位。會(huì )計算電路中各點(diǎn)的電位。1.1電路和電路模型電路是電流的通路,電路是電流的通路,是為了某種需要由電工設備或電路元件按一定方式組合而成。或電路元件按一定方式組合而成。1.電路的作用(1)實(shí)現電能的傳輸、分配與轉換實(shí)現電能的傳輸、發(fā)電機升壓變壓器輸電線(xiàn)降壓變壓器電燈電動(dòng)機電爐。(2)實(shí)現信號的傳遞與處理(2)實(shí)現信號的傳遞與處理話(huà)筒揚聲器放大器2.電路的組成部分電路的組成部分電源:電源提供電能的裝置升壓變壓器輸電線(xiàn)負載:負載取用電能的裝置電燈電動(dòng)機電爐。發(fā)電機降壓變壓器中間環(huán)節:傳遞、中間環(huán)節:傳遞、分配和控制電能的作用2.電路的組成部分2.電路的電路的組成部分信號源:信號源提供信息信號處理:信號處理:放大、調諧、放大、調諧、檢波等話(huà)
【模電】:模擬電路、模擬電子技術(shù)。平常用的音響、電話(huà)、早期電視、收音機、直流穩壓電源等都有模擬電子元件組成的電路單元。用連續變化的電信號反應實(shí)際的物理量變化。
【數電】:數字電路、數字電子技術(shù)。數碼產(chǎn)品都有數字電路(或元件)組成,但或多或少都還包含一些模擬電路(純粹的數字電路根本無(wú)實(shí)際意義,不能成為產(chǎn)品)。用數字【通斷】、【開(kāi)關(guān)】、【0和1】、【狀態(tài)】來(lái)表示物理量的變化,就是把物理量【量化】為【數字】來(lái)描述。
【高頻】,在電子電路范疇里,指信號頻率在幾十MHz甚至幾百MHz以上的電路。通常在頻率高到一定程度,就不能直接用【低頻小信號】的近似分析方法了,高頻環(huán)境下,【分布參數】具有足夠的影響,因此,設計、分析高頻電路要用更為復雜的理論(通常與高等數學(xué)、函數變換有關(guān)),頭大ING。
首先關(guān)于數電和模電:先一句話(huà)概括模電 就是處理模擬信號的電路,數電 就是處理數字信號的電路。
由自然界 產(chǎn)生的信號 ,基本是模擬信號(比如我們聽(tīng)到一段聲音,看到的一段圖像),他是時(shí)變信號,這種信號在他的度量連續范圍內,可以取得 任意值。而數字信號也是時(shí)變信號,但他在任意時(shí)刻只呈現兩種離散值(可以定義為"0"和"1",,或者"真"和"假",或者"開(kāi)","關(guān)"等等任意定義)中的 一個(gè)值!然而數字系統的原始輸入并不是剛好是 0,1或者 真、假 這樣的邏輯輸入。
而是把真實(shí)模擬信號量化。也就是規定一定范圍的信號為“0”,規定一段信號的范圍為“1”,即 稱(chēng)為劃定了門(mén)限。
這樣把模擬量轉化成邏輯量,按一定編碼規則記錄了真實(shí)的模擬信息。所以數字電路電路的本質(zhì)其實(shí)就是 開(kāi)關(guān)電路 因為用 開(kāi)和關(guān) 就可以表示兩個(gè)邏輯信號。
數電的最基本器件——門(mén)電路,就是由開(kāi)關(guān)電路組成的。所以數電與模電相比的主要優(yōu)勢在:1.數字系統更易于設計:因為開(kāi)關(guān)電路不必考慮 精確的電流電壓大小值,只考慮高低也就是范圍。
2.精度高,抗干擾性強:信號數字化保存之后,精度不會(huì )損失。比真實(shí)模擬信號好保存。
3.可編程性好:模擬電路也可編程,但不用想也知道會(huì )多復雜。
4.集成度更高:開(kāi)關(guān)電路比 千遍萬(wàn)化的模擬電路更容易集成化,沒(méi)有那么多電容、電感等元件 ,主要有 CMOS晶體管組成,集成成本低。
易于保存。同樣數電有明顯缺點(diǎn):1.現實(shí)世界 主要是模擬量;2.處理數字信號花費時(shí)間:要采樣、量化、編碼。
經(jīng)過(guò)以上分析已經(jīng)能夠發(fā)現一個(gè)問(wèn)題了,那就是 一個(gè)數字系統輸入是真實(shí)模擬信號,同樣人在接受數字系統的輸出信號 也只能識別經(jīng)過(guò)解碼還原出來(lái)模擬的信號。
其實(shí)這輸入和輸出的模擬信號也不是真正的原始真實(shí)世界的信號 是必須經(jīng)過(guò)加工,處理了的模擬信號。簡(jiǎn)單說(shuō)模擬信號也必須滿(mǎn)足一定條件才能 進(jìn)行數模 、模數轉換。
所以事實(shí)證明 不管數字電路如何先進(jìn) ,模擬電路的作用很難,甚至不可能被相應的數字電路所替代!關(guān)于高頻和低頻:首先電路設計的高頻和無(wú)線(xiàn)電通信里劃分的那個(gè)高頻電磁波(HF波段)是兩碼事!為什么電路里要分高頻,低頻? 因為:1.高頻時(shí)半導體元件元件特性會(huì )與低頻時(shí)候發(fā)生改變:高頻信號下,半導體的PN結形成空間電荷區里,空間電荷因為PN結外加電壓變化而快速變化,引起充放電效應明顯, 即產(chǎn)生了在低頻下可忽視的PN結電容效應,直接導致電路發(fā)生了改變,低頻電路的晶體管電路模型不再適用。2.在高頻時(shí)候,電子元件產(chǎn)生的噪聲影響會(huì )加劇。
高頻和低頻時(shí)的噪聲類(lèi)型也不同。模擬電路里噪聲處理是非常重要的一環(huán)。
3.高頻產(chǎn)生的電共振效應,即諧振現象,引出了有別于低頻的電路設計方式。4.元件寄生效應:類(lèi)似PN結電容效應那樣 頻率搞到一定程度導線(xiàn)之間,導線(xiàn)和電路板之間,以及各元件之間,也會(huì )引起電容效應。
同時(shí)高頻產(chǎn)生磁場(chǎng)效應,使得 導線(xiàn)自身、各元件自身會(huì )產(chǎn)生寄生電感效應。5.趨膚效應:當通過(guò)導體的電流頻率升高,產(chǎn)生交變磁場(chǎng),由洛倫茨作用產(chǎn)生了阻礙電流變化的感應電場(chǎng),有磁場(chǎng)分布關(guān)系可以知道這個(gè)感應電場(chǎng)在導體中心最強,而趨于導體表面減弱。
這導致了高頻時(shí)導體電流只能在導體表面傳播,交流電阻變大。6.高頻輻射效應:頻率高到一定程度 由于能量輻射到空氣中,電流減小,相當于高頻電阻增加。
那么究竟什么是高頻呢?電路里高于音頻(20k)就是高頻,他的上限是個(gè)什么范圍呢?其實(shí)他沒(méi)有確定的范圍!一種看法是 只要還能用集總參數,即 電“路”的方法來(lái)分析電路就仍然是高頻。也就是說(shuō)他是一個(gè)相對的概念。
我們知道當電路的幾何尺寸與信號的波長(cháng)長(cháng)度相當時(shí) 傳統電路的集總參數電路定律(如歐姆定律等)就不再適用了,這時(shí)候要用麥克斯韋方程組的方法來(lái)分析電路。但是,假如:對于 頻率 3GHZ 的微波信號 (波長(cháng) = 光速/頻率),波長(cháng)為10毫米 。
如果把電路幾何尺寸做的非常小,電路集成在不到10毫米的基片上 ,使得電路幾何尺寸任然可以遠小于信號波長(cháng) 那么我們仍然可以用 “路”的方法來(lái)分析電路。所以"高頻"在電路里是個(gè)模糊概念。
至于數字電路里 我已經(jīng)揭示了 數字電路本質(zhì)是開(kāi)關(guān)電路 ,我們不用頻率高低來(lái)劃分,而用 開(kāi)關(guān) 的速度來(lái)劃分,即常聽(tīng)到 “高速、低速”數字電路的說(shuō)法了。但事實(shí)上高速數字電路與模擬高頻電路確實(shí)存在知識的交叉點(diǎn)。
以上OVER! 補充問(wèn)題回答:頻率當然是電路所處理的信號頻率了(電路里信號可以是電壓也可以是電流形式,甚至電磁波的形式,具體看什么樣的電路啦) 總之電路設計的高頻就是20khz以上的信號,至于上限范圍是沒(méi)有確定義,是相對的概念,所以高頻的范圍很大的。無(wú)線(xiàn)電波里高頻 商業(yè)劃分的 HF波段: 3M-30M HZ 的電磁波。
高頻電路說(shuō)白了就是無(wú)線(xiàn)電電路,但是不涉及微波電路(微波用于處理一千兆赫茲以上電路,要從物理學(xué)的電磁場(chǎng)入手,跟我們常見(jiàn)的電路很不一樣),用于無(wú)線(xiàn)電波發(fā)射、接收、調制、解調、放大等等。
數字電路處理數字信號,數字信號只有高低兩種信號(比如,CMOS工藝的數字電路工作范圍0-3.3伏,0-0.8伏認為是低電平,2.4-3.3伏認為是高電平,其他電壓認為是無(wú)效,將所有電信號分成高低電平組成的序列),適于高速處理、高精度處理、和計算機接口,直接用計算機處理。
模擬電路不將電平區分,所有連續信號一起處理(自然界的宏觀(guān)物理量都是連續的),用于電源、放大、濾波等等。
模擬電路和高頻電路實(shí)際很接近,只是電路工作頻率高了,許多元器件的物理特性發(fā)生改變,處理方法和所處理的問(wèn)題就不同了。
高頻部分,先要對發(fā)射機和接收機有一個(gè)框架的梗概了解。
任何一本高頻的書(shū),接收機部分,都是超外差式收音機。接收機模塊框圖是:
天線(xiàn)->;高頻小信號放大器->;變頻(混頻)->;中頻放大電路->;檢波電路->;低頻放大電路->;耳機/+功放+喇叭
本振->;變頻(混頻)
這里要注意一下,什么叫做超外差收音機,以及中頻頻率和利用中頻的作用。這是超外差收音機不同與其他接收機的地方。
然后到了發(fā)射機部分:
MIC->;低頻放大器->;混頻->;高頻放大器->;高頻功率放大器->;天線(xiàn)
本振 ->;混頻
有了這個(gè)框圖以后,你的思路就會(huì )清楚很多了。
然后,用填充的辦法,填寫(xiě)這些模塊電路的具體電路實(shí)現形式。
比如混頻器,實(shí)際上就是一個(gè)乘法電路。本振電路,就可以由三點(diǎn)式電路構成,或者其他的電路實(shí)現。
理論+實(shí)踐
高頻電路理論性很強,所以首先要搞清楚各種概念和記住重要結論,有可能的話(huà)嘗試推導各種公式,達到熟練掌握的程度。對幾類(lèi)常見(jiàn)電路比如振蕩器、頻譜搬移電路、射頻功放、調頻與鑒頻器、鎖相環(huán)等基本組成和工作原理心中有數。
高頻電路實(shí)踐性很強,要學(xué)好高頻電路必須進(jìn)行大量的實(shí)驗和長(cháng)期的開(kāi)發(fā)制作。這要分兩個(gè)階段:第一階段配合理論學(xué)習,對單元電路的細節以及工作原理做反復的實(shí)驗驗證,當然實(shí)驗工具和實(shí)驗條件沒(méi)有的話(huà)是要自己創(chuàng )造的。第二階段要進(jìn)行綜合的設計與制作,比如簡(jiǎn)單的調頻無(wú)線(xiàn)話(huà)筒,復雜點(diǎn)的比如遠距離無(wú)線(xiàn)數據傳輸。這樣下來(lái)對高頻電路就達到基本入門(mén)了。
聲明:本網(wǎng)站尊重并保護知識產(chǎn)權,根據《信息網(wǎng)絡(luò )傳播權保護條例》,如果我們轉載的作品侵犯了您的權利,請在一個(gè)月內通知我們,我們會(huì )及時(shí)刪除。
蜀ICP備2020033479號-4 Copyright ? 2016 學(xué)習?shū)B(niǎo). 頁(yè)面生成時(shí)間:3.407秒