绪论
电信号
什么是电信号
信号是反应消息的物理量,比如温度、压力、流量、声音等,信号是消息的表现形式。
电信号比较容易传输、处理和控制,因此人们将非电物理量通过各种传感器转换成电信号,以达到信息的提取、传送、交换、存储的目的。
电信号是指随时间变化的电压u或者电流i,因此在数学上可以将它表示为时间t的函数,即u=f(t)或者i=f(t),并且可以画出波形。电子电路中的信号均为电信号,简称为信号。
模拟信号和数字信号
- 模拟信号在时间和数值上均具有连续性,即对应于任意的时间值t均有确定的函数值u或i,并且u或i的幅值是连续取值的。比如正弦波信号。
- 数字信号在时间和数值上均具有离散性,u或i的变化在时间上不连续,总是发生在离散的瞬间,且他们的数值是一个最小量值的整数倍,并以此倍数作为数字信号的数值。
大多数物理量所转变成的电信号都是模拟信号,在信号处理时,模拟信号和数字信号可以相互转化。
电子信息系统
模拟电子系统的组成
- 信号的采集与提取--传感器(将信号转化为电信号)、接收器或者用于测试的信号发生器。
- 预处理--传感器接收的信号,幅值小,噪声大,存在干扰,所以进行预处理。通过隔离、滤波、阻抗等手段进行信号分离并进行放大。
- 信号加工--在信号足够大的时候进行信号的运算。
- 模拟信号-->A/D转换-->数字信号-->数字信号处理-->D/A转换
- 对模拟信号处理的电路称为模拟电路,对数字信号处理的电路称为数字电路
电子信息系统的组成原则
1、满足功能和性能指标
2、满足功能和性能指标的前提下,电路要尽量简单,电路越简单,元器件越少,连线和焊点越少,出现故障的概率越小,系统可靠性越强。通常集成电路的实现就不选用分立元件电路,大规模集成电路能实现的就不选用小规模集成电路。
3、电磁兼容性。电子系统通常工作在复杂的电磁环境中,自然磁场等,磁场变化会对电子系统造成干扰。电子系统本身也在不通程度上称为其他电子设备的干扰源。电磁兼容性就是指电子系统在工作时不受磁场影响,并对周围环境影响小。电子系统中多采用隔离、屏蔽、滤波、接地等措施提高抗干扰能力。
4、系统可测试性。
电子信息系统中的模拟电路
- 放大电路,用于信号的电压、电流或功率放大
- 滤波信号,用于信号提取、变换或抗干扰
- 运算电路:完成一个信号或者多个信号的运算。
- 信号交换电路,用于将电流信号转化为电压信号,或者将电压信号转变为电流信号,将直流信号转变为交流信号,或者将交流信号转变为直流信号等
- 信号发生电路,用于产生正弦波、矩形波、三角波、锯齿波等
- 直流电源,将220V、50Hz交流电转换成不同输出电压和电流的直流电,作为各种电子电路的供电电源。
放大时对模拟信号的最基本处理,在上述电路中均含有放大电路,因此放大电路是构成各种功能模拟电路的基本电路。