电路与系统 第一章
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电路与系统电路与系统是电子工程领域中的重要学科,涉及电路的设计、分析和优化,以及系统的建模和性能分析。
本文将分为两篇,分别探讨电路和系统的基本概念与原理。
篇一:电路的基本概念与原理电路是由电子元件按照一定的连接方式组成的,用于传输和控制电能的系统。
电路基本元件包括电源、电阻、电容和电感等,在电路中扮演着重要的作用。
电路的工作原理主要由欧姆定律、基尔霍夫定律和电路分析等原理决定。
欧姆定律是电路分析和设计的基础,它表明电流与电压成正比,电阻是电流与电压之比。
根据欧姆定律,我们可以计算电阻的功率损耗和热效应。
基尔霍夫定律则用于解决复杂电路分析问题。
基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律。
电流定律指出,在任何节点上,进入节点的总电流等于离开节点的总电流。
电压定律指出,在任何电路回路中,电压的代数和等于零。
电路分析是研究电路性质和特性的关键步骤。
电路分析可以使用基本电路定理、电压-电流特性曲线和等效电路等方法进行。
基本电路定理包括电流分流定律、电压分压定律和超级位置定律。
这些定律可以帮助我们简化电路并求解未知量。
电路设计是利用特定元件和连接方式构建满足特定功能要求的电路的过程。
电路设计考虑因素包括电路的输入输出特性、稳定性、功耗和可靠性等。
在电路设计中,我们需要选择合适的元件和连接方式,并进行仿真和实验验证。
总的来说,电路是电子工程学科中的核心内容之一。
了解电路的基本概念和原理,以及电路分析和设计的方法,对于电子工程师和相关从业人员来说都是非常重要的。
篇二:系统的建模与性能分析在电子工程中,系统是由多个组件或子系统组成的,用于完成特定功能的整体。
系统的建模和性能分析是研究系统行为和性能的重要方法。
系统建模指的是将实际系统抽象为数学模型,以便进行分析和仿真。
系统建模可以采用不同的方法,比如传递函数模型、状态空间模型和频域模型等。
传递函数模型是最常见的建模方法,它将系统的输入和输出之间的关系表示为一个比例关系。
系统性能分析是对系统行为和性能进行定量分析的过程。
第一章习题1-1 例1.2.12中转换前后两个数的绝对值哪个大?为什么?答:转换前大。
因为转换后舍去了后边的小数位。
1-2 将下列二进制数分别转换为八进制数、十六进制数和十进制数。
11001101.101,10010011.1111解:(11001101.101)2 =(11 001 101.101)2= ( 315.5)8=(1100 1101.1010)2 =( CD.A)16=(128+64+8+4+1+0.5+0.125)10=(205.625)10(10010011.1111)2 =(1001 0011.1111)2= (93.F)16=(10 010 011.111 100)2 =( 223.74)8=(128+16+2+1+0.5+0.25+0.125+0.0625)10=(147.9375)101-3 将下列十进制数转换为二进制、八进制和十六进制数。
121.56,73.85解:1. 0Å1Å3Å7Å15Å30Å60Å121 0.56Æ0.12Æ0.24Æ0.48Æ0.96Æ0.921 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1所以:(121.56)10=(1111001.10001)2=(171.42)8=(79.88)162. 0Å1Å2Å4Å9Å18Å36Å73 0.85Æ0.7Æ0.4Æ0.8Æ0.6Æ0.2Æ0.41 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0(73.85)10=(1001001.11011)2=(111.66)8=(49.D8)161-4 将下列十六进制数转换为二进制、八进制和十进制数。
89.0F,E5.CD解:(89.0F)16=(10001001.00001111)2=(211.036)8=(8*16+9+15/256)10=(137. 0.05859375)10 1-5 试求例1.2.17的转换误差,比较例1.2.12的转换误差,哪个大?为什么?答:例1.2.12的误差大。
交通大学电路与系统专业电路课程第1章 试题库及答案一、填空题(建议较易填空每空0.5分,较难填空每空1分)1、电流所经过的路径叫做 电路 ,通常由 电源 、 负载 和 中间环节 三部分组成。
2、实际电路按功能可分为电力系统的电路和电子技术的电路两大类,其中电力系统的电路其主要功能是对发电厂发出的电能进行 传输 、 分配 和 转换 ;电子技术的电路主要功能则是对电信号进行 传递 、 变换 、 存储 和 处理 。
3、实际电路元件的电特性 单一 而 确切 ,理想电路元件的电特性则 多元 和 复杂 。
无源二端理想电路元件包括 电阻 元件、 电感 元件和 电容 元件。
4、由 理想电路 元件构成的、与实际电路相对应的电路称为 电路模型 ,这类电路只适用 集总 参数元件构成的低、中频电路的分析。
5、大小和方向均不随时间变化的电压和电流称为 稳恒直流 电,大小和方向均随时间变化的电压和电流称为 交流 电,大小和方向均随时间按照正弦规律变化的电压和电流被称为 正弦交流 电。
6、 电压 是电路中产生电流的根本原因,数值上等于电路中 两点电位 的差值。
7、 电位 具有相对性,其大小正负相对于电路参考点而言。
8、衡量电源力作功本领的物理量称为 电动势 ,它只存在于 电源 内部,其参考方向规定由 电源正极高 电位指向 电源负极低 电位,与 电源端电压 的参考方向相反。
9、电流所做的功称为 电功 ,其单位有 焦耳 和 度 ;单位时间内电流所做的功称为 电功率 ,其单位有 瓦特 和 千瓦 。
10、通常我们把负载上的电压、电流方向称作 关联 方向;而把电源上的电压和电流方向称为 非关联 方向。
11、 欧姆 定律体现了线性电路元件上电压、电流的约束关系,与电路的连接方式无关; 基尔霍夫 定律则是反映了电路的整体规律,其中 KCL 定律体现了电路中任意结点上汇集的所有 支路电流 的约束关系, KVL 定律体现了电路中任意回路上所有 元件上电压 的约束关系,具有普遍性。
第一章 数字集成电路介绍第一个晶体管,Bell 实验室,1947第一个集成电路,Jack Kilby ,德州仪器,1958 摩尔定律:1965年,Gordon Moore 预言单个芯片上晶体管的数目每18到24个月翻一番。
(随时间呈指数增长)抽象层次:器件、电路、门、功能模块和系统 抽象即在每一个设计层次上,一个复杂模块的内部细节可以被抽象化并用一个黑匣子或模型来代替。
这一模型含有用来在下一层次上处理这一模块所需要的所有信息。
固定成本(非重复性费用)与销售量无关;设计所花费的时间和人工;受设计复杂性、设计技术难度以及设计人员产出率的影响;对于小批量产品,起主导作用。
可变成本 (重复性费用)与产品的产量成正比;直接用于制造产品的费用;包括产品所用部件的成本、组装费用以及测试费用。
每个集成电路的成本=每个集成电路的可变成本+固定成本/产量。
可变成本=(芯片成本+芯片测试成本+封装成本)/最终测试的成品率。
一个门对噪声的灵敏度是由噪声容限NM L (低电平噪声容限)和NM H (高电平噪声容限)来度量的。
为使一个数字电路能工作,噪声容限应当大于零,并且越大越好。
NM H = V OH - V IH NM L = V IL - V OL 再生性保证一个受干扰的信号在通过若干逻辑级后逐渐收敛回到额定电平中的一个。
一个门的VTC 应当具有一个增益绝对值大于1的过渡区(即不确定区),该过渡区以两个有效的区域为界,合法区域的增益应当小于1。
理想数字门 特性:在过渡区有无限大的增益;门的阈值位于逻辑摆幅的中点;高电平和低电平噪声容限均等于这一摆幅的一半;输入和输出阻抗分别为无穷大和零。
传播延时、上升和下降时间的定义传播延时tp 定义了它对输入端信号变化的响应有多快。
它表示一个信号通过一个门时所经历的延时,定义为输入和输出波形的50%翻转点之间的时间。
上升和下降时间定义为在波形的10%和90%之间。
对于给定的工艺和门的拓扑结构,功耗和延时的乘积一般为一常数。
电路与系统知识点总结电路与系统是电子工程中的基础学科,它研究的是电子电路以及由这些电子电路组成的整个系统。
它包括传统的模拟电路,数字电路以及信号处理系统等内容。
在电子工程学习的过程中,电路与系统是一个非常重要的学科,它为学生提供了深厂理解电子电路和系统的机会。
下面就对电路与系统的一些重要知识点进行总结和回顾。
一、电路的基本知识1. 电路的基本元件电路中最基本的元件包括电阻、电容和电感。
电阻是电路中用于限制电流的元件,电容是电路中用于存储电荷的元件,电感是电路中用于存储磁能的元件。
掌握这些基本元件的特性和用法对于理解和设计电路是非常重要的。
2. 电路的基本定律基尔霍夫定律和欧姆定律是电路分析中非常基本的定律。
基尔霍夫定律是对于电路中节点电流和支路电压的关系的描述,而欧姆定律则是描述电路中电压、电流和电阻的关系。
了解和掌握这些定律可以帮助我们更好地分析和理解电路。
3. 电路的分析方法电路的分析方法包括基本的串并联电路分析法,还有更加复杂的戴维南定理和诺顿定理等。
这些分析方法可以分析电路中的电压、电流等参数,从而更好地理解电路的工作原理。
二、电子放大器电子放大器是电子系统中重要的一部分,它用于放大信号。
常见的放大器包括晶体管放大器、运放放大器等。
了解电子放大器的原理和用法对于设计和使用电子系统非常重要。
1. 晶体管放大器晶体管放大器是最常见的一种放大器,它分为两种类型:BJT型和MOS型。
了解晶体管的工作原理以及放大器的基本结构和参数非常重要。
2. 运放放大器运放放大器是一种常见的集成电路放大器,它有很高的放大倍数和输入阻抗。
运放放大器可以用于设计各种各样的电子系统,包括滤波器、振荡器等。
三、数字电路数字电路是电子系统中另一个重要的部分,它用于处理数字信号。
数字电路包括各种逻辑门、寄存器、计数器等。
了解数字电路的基本原理以及数字信号的处理方式对于设计和使用数字系统非常重要。
1. 逻辑门逻辑门是数字电路中最基本的元件,它包括与门、或门、非门等。