第2章基础知识
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第二章燃烧基础知识
近代链锁反应理论认为：燃烧是一种自由 基的链锁反应，其反应机理大致可分为链引发、 链传递、链终止三个阶段。有焰燃烧都存在着 链式反应。
燃烧三角形
11
燃烧图示
12
3、燃烧的充分条件
具备了燃烧的必要条件，并不意味 着燃烧必然发生。
在各种必要条件中，还应有“量” 的要求，这就是发生燃烧或持续燃烧的 充分条件。
×
C、核爆炸 由于原子核裂变或聚变反
应释放出核能所形成的爆炸 称为核 爆炸。
为了便于和普通炸药比较，
核爆炸的威力，即爆炸释放 的能量，用释放相当能量的 TNT炸药的重量表示，称为 TNT当量。
核反应释放的能量能使反应区 （又称活性区）介质温度升高到 数千万开，压强增到几十亿大气 压(1大气压等于101325帕),成为 高温高压等离子体。反应区产生 的高温高压等离子体辐射X射线， 同时向外迅猛膨胀并压缩弹体， 使整个弹体也变成高温高压等离 子体并向外迅猛膨胀，发出光辐 射，接着形成冲击波 （即激波） 向远处传播 。 （广岛、切尔诺贝利）
燃烧的充分条件
（2）一定的氧气（氧化剂）含量 各种不同的可燃物发生燃烧，均有本身固定
的最低氧含量要求，低于这一浓度，燃烧就不会 发生。 如：汽油燃烧的最低氧含量要求为14.4%，煤油 为15%，乙醚为12%。
燃烧的充分条件
（3）一定的点火能量
各种不同可燃物发生燃烧，均有本身固 定的最小点火能量要求，低于这一能量，燃 烧便不会发生。不同可燃物质燃烧所需的最 小点火能量各不相同。 如：在化学计量浓度下，汽油的最小点火能 量为0.2ｍJ，乙醚（5.1％）为0.19ｍJ，甲醇 (2.24％)为0.215mJ（毫焦）。
燃烧的充分条件
（1）一定的可燃物浓度
燃烧三角形
11
燃烧图示
12
3、燃烧的充分条件
具备了燃烧的必要条件，并不意味 着燃烧必然发生。
在各种必要条件中，还应有“量” 的要求，这就是发生燃烧或持续燃烧的 充分条件。
×
C、核爆炸 由于原子核裂变或聚变反
应释放出核能所形成的爆炸 称为核 爆炸。
为了便于和普通炸药比较，
核爆炸的威力，即爆炸释放 的能量，用释放相当能量的 TNT炸药的重量表示，称为 TNT当量。
核反应释放的能量能使反应区 （又称活性区）介质温度升高到 数千万开，压强增到几十亿大气 压(1大气压等于101325帕),成为 高温高压等离子体。反应区产生 的高温高压等离子体辐射X射线， 同时向外迅猛膨胀并压缩弹体， 使整个弹体也变成高温高压等离 子体并向外迅猛膨胀，发出光辐 射，接着形成冲击波 （即激波） 向远处传播 。 （广岛、切尔诺贝利）
燃烧的充分条件
（2）一定的氧气（氧化剂）含量 各种不同的可燃物发生燃烧，均有本身固定
的最低氧含量要求，低于这一浓度，燃烧就不会 发生。 如：汽油燃烧的最低氧含量要求为14.4%，煤油 为15%，乙醚为12%。
燃烧的充分条件
（3）一定的点火能量
各种不同可燃物发生燃烧，均有本身固 定的最小点火能量要求，低于这一能量，燃 烧便不会发生。不同可燃物质燃烧所需的最 小点火能量各不相同。 如：在化学计量浓度下，汽油的最小点火能 量为0.2ｍJ，乙醚（5.1％）为0.19ｍJ，甲醇 (2.24％)为0.215mJ（毫焦）。
燃烧的充分条件
（1）一定的可燃物浓度
第二章微型计算机基础知识
第二章 微型计算机基础知识
教学目标：
1.了解基本的逻辑电路和逻辑代数。 2. 掌握微机中基本部件的符号及性能。 3.掌握总线的基本概念、作用及使用。 4.掌握控制字的概念及用法。 5. 掌握依照控制字读写存储器的过程。 6.掌握微机系统的组成与分类 7.掌握微机的外部结构和基本工作原理
教学重点： 1. 掌握微机中基本部件的符号及性能。 2.掌握总线的基本概念、作用及使用。 3.掌握控制字的概念及用法。 4. 掌握依照控制字读写存储器的过程。 5.掌握微机的外部结构和基本工作原理 教学难点： 1.总线的基本概念、作用及使用 2.掌握控制字的概念及用法。 3.掌握依照控制字读写存储器的过程。
1.功能强 2.可靠性强 3.价格低 4.适应性强
5.周期短、见效快
6.体积小、重量轻、耗电省
7.维护方便
四、微型计算机的性能指标 衡量一台微机性能的优劣，主要由它的 系统结构、硬件组成、系统总线、外部设 备以及软件配置等因素来决定。具体体现 在以下几个主要技术指标上。 1.字长 微机的字长是指微处理器内部一次可以 并行处理二进制代码的位数。它与微处理 器内部寄存器以及CPU内部数据总线宽度 一致，字长越长，所表示的数据精度就越 高。
（2）第二个控制字是： CpEpLmEr =0001 即Er=1，令ROM放出数据。 也就是说，当Er为高电平，R0中的8位 数据就被送到W总线上去。这样的动作 不需等待 时钟脉冲的同步讯号。 （3）第三个控制字是： CpEpLmEr=1000 即Cp=1，这是命令PC加1,所以PC=0001 这是在取数周期完了时，要求PC进一步 ，以便为下一条指令准备条件。
六、存储器的符号
1.只读存储器(ROM) 只存储固定程序的存储器,一旦写入 后,一般不能改变。即不能再写入新的 字节，而只能从中“读”出其所存储的内 容。 (1)通用的写法是m×nROM
教学目标：
1.了解基本的逻辑电路和逻辑代数。 2. 掌握微机中基本部件的符号及性能。 3.掌握总线的基本概念、作用及使用。 4.掌握控制字的概念及用法。 5. 掌握依照控制字读写存储器的过程。 6.掌握微机系统的组成与分类 7.掌握微机的外部结构和基本工作原理
教学重点： 1. 掌握微机中基本部件的符号及性能。 2.掌握总线的基本概念、作用及使用。 3.掌握控制字的概念及用法。 4. 掌握依照控制字读写存储器的过程。 5.掌握微机的外部结构和基本工作原理 教学难点： 1.总线的基本概念、作用及使用 2.掌握控制字的概念及用法。 3.掌握依照控制字读写存储器的过程。
1.功能强 2.可靠性强 3.价格低 4.适应性强
5.周期短、见效快
6.体积小、重量轻、耗电省
7.维护方便
四、微型计算机的性能指标 衡量一台微机性能的优劣，主要由它的 系统结构、硬件组成、系统总线、外部设 备以及软件配置等因素来决定。具体体现 在以下几个主要技术指标上。 1.字长 微机的字长是指微处理器内部一次可以 并行处理二进制代码的位数。它与微处理 器内部寄存器以及CPU内部数据总线宽度 一致，字长越长，所表示的数据精度就越 高。
（2）第二个控制字是： CpEpLmEr =0001 即Er=1，令ROM放出数据。 也就是说，当Er为高电平，R0中的8位 数据就被送到W总线上去。这样的动作 不需等待 时钟脉冲的同步讯号。 （3）第三个控制字是： CpEpLmEr=1000 即Cp=1，这是命令PC加1,所以PC=0001 这是在取数周期完了时，要求PC进一步 ，以便为下一条指令准备条件。
六、存储器的符号
1.只读存储器(ROM) 只存储固定程序的存储器,一旦写入 后,一般不能改变。即不能再写入新的 字节，而只能从中“读”出其所存储的内 容。 (1)通用的写法是m×nROM
第二章水文基础知识
W Q•T
y Q •T •103 Q •T (mm)
F •106
1000F
径流模数（M）：流域出口断面上的流量与流域面积的比值。
M=1000Q/F
径流系数（α）：某时段降雨量x所形成径流深y的比例数
α =y/x
因为降雨总是会有损失，所以一般α只能小于1。
3/3
（三）流域平均降雨量的计算
流域内各站降雨量是不同的，分析流域 降雨与径流关系时，需要由降雨量计算流域 平均面雨量，根据流域内雨量资料，常用以 下方法：
1. 算术平均法
式中
——某一指定时段的流域平均雨量，mm； ——流域内的雨量站数； ——流域内第站指定时段的雨量，mm。
2. 泰森多边形法
f4 f3
2. 降水的分类 按空气抬升形成动力冷却的原因可以把降水分
为4种类型：
强度大，范围小，历时短
降水
对流雨 地形雨 气旋雨
迎风面雨多，背风面雨少
温带气旋雨
气旋前方：暖锋云系及连续性降雨 气旋后方：狭窄的冷锋云系和降雨 气旋中部：暖气团，层云或毛毛雨
热带气旋雨 水汽充足，运动强烈，易带来狂风暴雨
锋面雨
冷锋雨 暖锋雨
水面蒸发常用蒸发器进行观测。换算关 系为：
式中
——天然水面蒸发量，mm； ——蒸发器实测蒸发量，mm； ——蒸发器折算系数。
（二） 土壤蒸发 土壤蒸发比水面蒸发要复杂得多。湿润
的土壤，其蒸发过程一般可以分为三个阶段。
（三）植物散发 土壤中的水分经植物根系吸收后，输送
至叶面，再从叶面散发到大气中，称为植物 散发。
（四） 流域总蒸发
流域总蒸发是流域内所有的水面、土壤以及植 被蒸发与散发的总和。目前采用的方法是从全流 域综合角度出发，用水量平衡原理来推算流域总 蒸发量。
第2章 数据通信基础知识(4学时)
8个比特顺次发送 个比特顺次发送 发 送 端 0 1 1 0 0 1 0 1 01100101 0 1 1 0 0 1 0 1 接 收 端
并/串 串 转换器
串 /并 并 转换器
12
2.2.2 信道的通信方式
按照信号传送方向与时间的关系， 按照信号传送方向与时间的关系 ， 信道的通信方式 可以分为单工 半双工和全双工三种 单工、 三种。 可以分为单工、半双工和全双工三种。 1. 单工通信 单工方式指通信信道是单向信道， 单工方式指通信信道是单向信道 ， 数据信号仅沿一 个方向传输，发送方只能发送不能接收， 个方向传输 ， 发送方只能发送不能接收 ， 而接收方只能 接收而不能发送，任何时候都不能改变信号传送方向。 接收而不能发送 ， 任何时候都不能改变信号传送方向 。 例如，无线电广播和电视都属于单工通信。 例如，无线电广播和电视都属于单工通信。
1、并行通信 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 方式：将构成1 方式：将构成1个字符代码的几位二进制比特分别通过几个并 行的信道同时传输， 并行传输中一次传送8个比特。 行的信道同时传输，如，并行传输中一次传送8个比特。 优缺点：速度快，但发送端与接收端之间有若干条线路， 优缺点： 速度快 ，但发送端与接收端之间有若干条线路 ，费 用高， 适合于近距离和高速率的通信。 用高， 仅适合于近距离和高速率的通信。 并行通信在计算机内部 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。
发送端 主机
数据的单方向性
接收端 显示器
13
2. 半双工通信 半双工通信是指信号可以沿两个方向传送， 半双工通信是指信号可以沿两个方向传送，但同一 时刻一个信道只允许单方向传送， 时刻一个信道只允许单方向传送，即两个方向的传输只 能交替进行。当改变传输方向时， 能交替进行。当改变传输方向时，要通过开关装置进行 切换。 切换。
并/串 串 转换器
串 /并 并 转换器
12
2.2.2 信道的通信方式
按照信号传送方向与时间的关系， 按照信号传送方向与时间的关系 ， 信道的通信方式 可以分为单工 半双工和全双工三种 单工、 三种。 可以分为单工、半双工和全双工三种。 1. 单工通信 单工方式指通信信道是单向信道， 单工方式指通信信道是单向信道 ， 数据信号仅沿一 个方向传输，发送方只能发送不能接收， 个方向传输 ， 发送方只能发送不能接收 ， 而接收方只能 接收而不能发送，任何时候都不能改变信号传送方向。 接收而不能发送 ， 任何时候都不能改变信号传送方向 。 例如，无线电广播和电视都属于单工通信。 例如，无线电广播和电视都属于单工通信。
1、并行通信 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 方式：将构成1 方式：将构成1个字符代码的几位二进制比特分别通过几个并 行的信道同时传输， 并行传输中一次传送8个比特。 行的信道同时传输，如，并行传输中一次传送8个比特。 优缺点：速度快，但发送端与接收端之间有若干条线路， 优缺点： 速度快 ，但发送端与接收端之间有若干条线路 ，费 用高， 适合于近距离和高速率的通信。 用高， 仅适合于近距离和高速率的通信。 并行通信在计算机内部 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。
发送端 主机
数据的单方向性
接收端 显示器
13
2. 半双工通信 半双工通信是指信号可以沿两个方向传送， 半双工通信是指信号可以沿两个方向传送，但同一 时刻一个信道只允许单方向传送， 时刻一个信道只允许单方向传送，即两个方向的传输只 能交替进行。当改变传输方向时， 能交替进行。当改变传输方向时，要通过开关装置进行 切换。 切换。
第02章 相关基础知识(弹药学)
弹药学
第二章 相关基础知识
• 2.1.2 外弹道 • 按照外弹道学研究的历史过程，可以将其分成质点弹道学 和刚体弹道学两大部分。 • 质点弹道学是在一定的基本假设下，略去对弹丸运动影响 较小的一些力和全部力矩，把弹丸当成一个质点来看待，研究 其在重力、空气阻力和推力作用下的运动规律。质点弹道学的 作用在于研究此简化条件下的弹道计算问题，分析影响弹道的 诸因素，并初步分析形成散布和产生射击误差的原因。 • 刚体弹道学则是考虑弹丸所受的全部力和力矩，把弹丸当 作刚体，研究其质心运动、围绕质心的角运动以及二者之间的 相互影响。刚体弹道学的作用在于解释飞行中出现的各种复杂 现象，研究弹丸稳定飞行的条件，形成散布的机理及减小散布 的途径，刚体弹道学还用来精确计算弹道或应用于编拟射表。
火箭炮与同口径的身管火炮相比，具有反应快、火力猛、发 射速度高、机动性好和价格低廉等优点。主要用于对集群目标、 面目标实施猛烈的火力突击，压制敌有生力量、装甲目标和其 它技术兵器。但该炮射弹散布大，需要较大的安全界，发射时 火焰大，易暴露阵地。
火箭弹： 弹径273毫米 弹长4.73米弹重 484公斤，最大 飞行速度810.9 米/秒 射程：最大 40公里，最小23 公里。
3.按运动方式分类
按运动方式分类，可分为固定炮、牵引炮、自行炮和驮载炮等。
固定炮是指固定在地面或安装在大型运载体上的火炮。海岸 炮、要塞炮、舰炮、铁道炮。 牵引炮是指行军时用机动车辆拖动或骡马挽曳的火炮。现代 火炮用履带式或轮式车辆牵引。按牵引方式可分为炮口牵引和 架尾牵引两种方式。
牵引炮
舰炮
舰炮
舰炮
舰炮
海岸炮
海岸炮
自行炮是指安装在车辆底盘上能自行运动(行军或越野机动) 的火炮。按底盘不同分履带式和轮式自行火炮。自行火炮的任 务是伴随装甲兵和摩托化及装甲步兵作战，执行压制、火力支 援和掩护等任务。
第二章海洋学基础知识及其应用
第⼆章海洋学基础知识及其应⽤第⼀节海流海流概述：1．海流的定义及分类海流是指海⽔⼤规模相对稳定的流动，是海⽔重要的普遍运动形式之⼀。
海流⼀般是三维的，由于海洋的⽔平尺度远远⼤于其垂直尺度，因此⽔平⽅向的流动远⽐铅直⽅向上的流动强得多。
习惯上常把海流的⽔平运动分量狭义地称为海流，⽽其垂直分量称为上升流和下降流。
海流的主轴是指海流流动⽅向上流速最⼤点的连线。
海流的规模常⽤流幅来表⽰，流幅是指垂于主轴的⽔平宽度和上下厚度。
海流的强弱常⽤平均流速或平均流量表⽰。
海流的单位常⽤kn（节）和n mile/d（海⾥/天）表⽰。
海流是⽮量，其⽅向以流的去向表⽰，通常以8⽅位或度数为单位。
按照海流的成因，海流可以分为风海流、梯度流、补偿流和潮流等；按照海流本⾝的温度与其所流经海域的温度⾼低，海流可以分为冷流、暖流和中性流；按照海流⽅向与海岸的相对位置，可以分为向岸流、离岸流和沿岸流。
在海岸带实测到的海流通常是潮流、风海流、地转流等迭加后的合成海流，可以分解为周期性的海流（潮流）和⾮周期性的海流（余流）。
实际的海流往往是多种原因共同作⽤的结果，在近海通常以潮流为主，在外海则以风海流为主。
2．海流的表⽰⽅法海流多以⽮量分布图来表⽰，常⽤的有流场分布图和海流频率玫瑰图。
表层海风流成因与特征：在⽆限深海中，由于地转偏向⼒作⽤，表层风海流的流向在北半球偏于风去向之右约45?，在北南球偏于风去向之左约45?。
海流流向随着深度的增加⽽逐渐向右（南半球向左）偏转，流速随着深度的增加逐渐变⼩。
到某⼀深度时，流向与表层海流相反⽽流速仅为表层流速的5%。
在浅海中，流向与海深、摩擦深度有关，流向与风向⼏乎⼀致。
地转流：地转流也称梯度流，它是指当等压⾯（海⾯）发⽣倾斜时，海⽔的⽔平压强梯度⼒和⽔平地转偏向⼒平衡时的稳定海流。
根据引起等压⾯倾斜的原因不同，地转流⼜可分为倾斜流和密度流两种。
倾斜流是指在不均匀的外压场作⽤下的地转流。
在海洋上⼤⽓压分布不均匀，⼤河⼊海的河⼝或迎风的海边出现的海⽔不均匀堆积等引起的海⾯（等压⾯）倾斜。
第二章电工基础知识资料
22
① 同相：
两个同频率正弦交流量的相位差为0° ② 反相： 两个同频率正弦交流量的相位差为180° ③ 超前： 两个同频率正弦交流量初相角大的那一个，叫做超前 于另一个。
④ 滞后：
两个同频率正弦交流量初相角小的那一个，叫做滞后 于另一个。
23
4、正弦交流电有效值
若一个交流电和直流电通过相同的电阻，经过相同的 时间产生的热量相等,则这个直流电的量就称为该交流电 的有效值 用 E U I
物理意义：
在外电路中，正电荷在电场力的作用下，从高电位处 移到低电位处所做的功，称为电位。
用字母 φ表示。单位是伏特 V。
7
4、电动势
在电源内部，非静电力把电位正电荷从负极板移到正 极板所做的功叫电动势。
本书解释： 由其它形式的能量转换为电能所引起的电源的正、负 极之间存在的电位差，叫电动势。
用字母 E 或 e 表示；单位是“伏特”（V）
39
②、三角形联接：“Δ”
UL =Uφ IL =√3 Iφ
40
2、三相负载：
“Y”联接的负载
“△”接的负载：
41
五、三相交流电路的功率和功率因数
1、三相交流电路的功率 P = PU + PV + PW = UUIUcosφU + UVIVcosφV+ UWIWcosφW
= 3Uφ Iφ cosφ = √3 U I cosφ 同理可推出： 无功功率： Q = √3 U I cosφ 视在功率： S = √3 U I 4、功率因数 Cosφ = R = P Z S
3）最大值:交流电的最大瞬时值(振幅值或峰值)
用 Em Um Im
3、相位、初相位、相位差 1）相位: 交流电动势某一瞬间所对应的(从零上升开始计)已经变化 过的电角度(ωt+φ)。
通信原理 李晓峰 课件 第2章 基础知识
电子科技大学通信学院
2/104
参考书籍
信号与系统、随机信号分析（或概率论）的 已学教材： Alan V. Oppenheim, Alan S. Willsky著. 刘 树棠译. 信号与系统. 第2版. 西安：西安交 通大学出版社，1998 李晓峰，李在铭，周宁，傅志中. 随机信号 分析（普通高等教育“十一五”国家级规 划教材）（第3版），北京：电子工业出版 社，2007
9/104
2.1 确知信号
电子科技大学通信学院
10/104
2.2 随机信号
电子科技大学通信学院
11/104
2.1 确知信号
电子科技大学通信学院
12/13/104
2.2 随机信号
电子科技大学通信学院
14/104
2.2 随机信号
电子科技大学通信学院
15/104
电子科技大学通信学院
21/104
2.3 高斯分布与高斯信号
电子科技大学通信学院
22/104
2.5 白噪声
电子科技大学通信学院
23/104
2.5 白噪声
电子科技大学通信学院
24/104
2.5 白噪声
电子科技大学通信学院
25/104
2.5 白噪声
电子科技大学通信学院
26/104
2.4 信号通过线性
电子科技大学通信学院
32/104
2.7 带通信号
电子科技大学通信学院
33/104
2.7 带通信号
电子科技大学通信学院
34/104
2.7 带通信号
电子科技大学通信学院
35/104
2.7 带通信号
电子科技大学通信学院
36/104
第二章 测量基础知识
2、时域、复域和频域
数学模型建立在一定的论域内。常用的有时域、复域和频域
A.时域
信号在时域内表现为时间的函数u(t)、y(t)。常微分方程是 描述系统特性最常用的数学模型，它表现为输入信号u(t)和 输出信号y(t)的各阶导数的相互关系，即
n
m
ai pi y(t) b j p ju(t)
i0
j0
p为算子 d dt
时域模型的主要缺点是计算复杂和试验精度低。
B.复域
借助于拉普拉斯变换
[u(t)] u(t)est dt U (s) 0
当初始条件为零时，时域模型转变为复域模型
n
m
ai siY (s) b j s jU (s)
i0
j0
s jw
复域模型的优点是简化计算，但难以直接表达信号系统的
特性，也无法用试验方法求得或分析研究。
C.频域
但σ=0，s=jw时，拉普拉斯变换成为傅里叶变换
F[u(t)] u(t)e jwt dt U ( jw)
复域模型转变为频域模型
n
m
ai ( jw)i Y ( jw) b j jw jU ( jw)
准确度ε：它表明仪表指示值与真值的偏离程度。 准确度是系统误差大小的标志,准确度高,意味着系统误差小。
精 度：它是精密度与准确度的综合反映, 精度高, 表示精 密度和准确度都比较高。在最简单的情况下,可取两者的代 数和,即τ=δ+ε。精度常以测量误差的相对值表示。
下图表示的射击打靶例子有助于加深对精密度、准 确度和精确度三个概念的理解。
特点：测量过程简单而迅速。
直接测量又可分为两种：直接比较和间接比较。
直接比较：直接把被测物理量和标准作比较的测 量方法。如 ⊙天平测物体质量
数学模型建立在一定的论域内。常用的有时域、复域和频域
A.时域
信号在时域内表现为时间的函数u(t)、y(t)。常微分方程是 描述系统特性最常用的数学模型，它表现为输入信号u(t)和 输出信号y(t)的各阶导数的相互关系，即
n
m
ai pi y(t) b j p ju(t)
i0
j0
p为算子 d dt
时域模型的主要缺点是计算复杂和试验精度低。
B.复域
借助于拉普拉斯变换
[u(t)] u(t)est dt U (s) 0
当初始条件为零时，时域模型转变为复域模型
n
m
ai siY (s) b j s jU (s)
i0
j0
s jw
复域模型的优点是简化计算，但难以直接表达信号系统的
特性，也无法用试验方法求得或分析研究。
C.频域
但σ=0，s=jw时，拉普拉斯变换成为傅里叶变换
F[u(t)] u(t)e jwt dt U ( jw)
复域模型转变为频域模型
n
m
ai ( jw)i Y ( jw) b j jw jU ( jw)
准确度ε：它表明仪表指示值与真值的偏离程度。 准确度是系统误差大小的标志,准确度高,意味着系统误差小。
精 度：它是精密度与准确度的综合反映, 精度高, 表示精 密度和准确度都比较高。在最简单的情况下,可取两者的代 数和,即τ=δ+ε。精度常以测量误差的相对值表示。
下图表示的射击打靶例子有助于加深对精密度、准 确度和精确度三个概念的理解。
特点：测量过程简单而迅速。
直接测量又可分为两种：直接比较和间接比较。
直接比较：直接把被测物理量和标准作比较的测 量方法。如 ⊙天平测物体质量
第2章科学研究的基础知识
28.02.2019 4
二、科学的分类
（一）按门类结构划分
1. 基础科学：研究自然界物质运动规律的科学。其任务是认 识自然、探索自然界未被发现的现象与规律，揭示物质结构 和特点。如数学、力学、物理学、化学、天文学、地学、生 物学等七大学科。 2. 技术科学：研究技术的基本理论的科学。它利用基础科学 的成果，研究各个专业技术的基本原理和理论，为人类控制 和改造自然提供理论武器，对应用科学具有普遍的指导意义。 如电子、原子能、激光等技术；热工学、电工学、冶金学、 工程力学；材料、能源、信息、空间等技术。 3. 应用科学：改造自然界的直接实践的科学，既是生产技术 的科学总结，也是技术科学在生产领域中的具体应用。其任 务是解决基础科学和技术科学物化为生产力以及生产技术的 应用等一系列问题。如电子计算机工程、原子反应堆工程、 能源工程、遗传工程等。
20
（三）观察性研究
28.02.2019
第二章 科学研究的基础知识
第一节 科学、技术与研究的内涵及关系 第二节 科学研究的类型及其特点 第三节 科学研究的基本过程
一、选择合适的研究题目 二、论证选题价值和申请立项研究 三、搜寻研究的知识背景 四、研究方案的设计与实施 五、研究成果的创作与成文 六、检测研究成果的有效性 七、传播研究成果
一、科学与技术的内涵
（一）科学的含义和特征
1. 科学(Science)的含义 是人对自然和社会的能动认识和改造关系的总和， 体现了人对自然和社会的能动关系。 具体来说，包含两个方面： （1）从静态来看，科学就是有关自然或社会的系 统性的可靠知识的集合体。 （2）从动态来看，科学就是人们对知识的创造过 程，是人类最基本的一种认识与实践活动。
二、科学的分类
（一）按门类结构划分
1. 基础科学：研究自然界物质运动规律的科学。其任务是认 识自然、探索自然界未被发现的现象与规律，揭示物质结构 和特点。如数学、力学、物理学、化学、天文学、地学、生 物学等七大学科。 2. 技术科学：研究技术的基本理论的科学。它利用基础科学 的成果，研究各个专业技术的基本原理和理论，为人类控制 和改造自然提供理论武器，对应用科学具有普遍的指导意义。 如电子、原子能、激光等技术；热工学、电工学、冶金学、 工程力学；材料、能源、信息、空间等技术。 3. 应用科学：改造自然界的直接实践的科学，既是生产技术 的科学总结，也是技术科学在生产领域中的具体应用。其任 务是解决基础科学和技术科学物化为生产力以及生产技术的 应用等一系列问题。如电子计算机工程、原子反应堆工程、 能源工程、遗传工程等。
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（三）观察性研究
28.02.2019
第二章 科学研究的基础知识
第一节 科学、技术与研究的内涵及关系 第二节 科学研究的类型及其特点 第三节 科学研究的基本过程
一、选择合适的研究题目 二、论证选题价值和申请立项研究 三、搜寻研究的知识背景 四、研究方案的设计与实施 五、研究成果的创作与成文 六、检测研究成果的有效性 七、传播研究成果
一、科学与技术的内涵
（一）科学的含义和特征
1. 科学(Science)的含义 是人对自然和社会的能动认识和改造关系的总和， 体现了人对自然和社会的能动关系。 具体来说，包含两个方面： （1）从静态来看，科学就是有关自然或社会的系 统性的可靠知识的集合体。 （2）从动态来看，科学就是人们对知识的创造过 程，是人类最基本的一种认识与实践活动。
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另一种在高频中应用很广的二极管是变容二极管， 其特点是电容随偏 置电压变化。变容二极管在工作时处于反偏截止状态，基本上不消耗能量， 噪声小，效率高。将它用于振荡回路中，可以作成电调谐器，也可以构成 自动调谐电路等。变容管若用于振荡器中，可以通过改变电压来改变振荡 信号的频率。这种振荡器称为压控振荡器(VCO)。压控振荡器是锁相环路 的一个重要部件。
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件 2.2 高频电路中的组件
2.1 高频电路中的元器件
2.1.1 高频电路中的元件 各种高频电路基本上是由有源器件、无源元件和无源网
络组成的。高频电路中使用的元器件与在低频电路中使用的 元器件基本相同，但要注意它们在高频使用时的高频特性。 高频电路中的元件主要是电阻(器)、电容(器)和电感(器)，它 们都属于无源的线性元件。高频电路中完成信号的放大、非 线性变换等功能的有源器件主要是二极管、晶体管和集成电 路。
理想电容器的阻抗为1/(jω C)，如图2-2(b)虚线 所示，其中，f 为工作频率，ω =2π f。但实际的电 容器在高频运用时的阻抗频率特性如图2-2(b)实线所
示，呈V形特性，而且其具体形状与电容器的种类和 电容量的不同有关。由此可知，每个电容器都有一个 自身谐振频率。当工作频率小于自身谐振频率时，电 容器呈正常的电容特性，但当工作频率大于自身谐振 频率时，电容器将等效为一个电感。
1． 电阻器 一个实际的电阻器，在低频时主要表现为电阻特性，但在 高频使用时不仅表现有电阻特性的一面，而且还表现有电抗特 性的一面。电阻器的电抗特性反映的就是其高频特性。 一个电阻R的高频等效电路如图2-1所示，其中，CR为分 布电容，LR为引线电感，R为电阻。分布电容和引线电感越小， 表明电阻的高频特性越好。电阻器的高频特性与制作电阻的材 料、电阻的封装形式和尺寸大小有密切关系。一般说来，金属 膜电阻比碳膜电阻的高频特性要好，而碳膜电阻比线绕电阻的 高频特性要好; 表面贴装(SMD)电阻比引线电阻的高频特性要 好; 小尺寸的电阻比大尺寸的电阻的高频特性要好。 频率越高，电阻器的高频特性表现越明显。在实际使用时， 要尽量减小电阻器高频特性的影响，使之表现为纯电阻。
图 2-1 电阻的高频等效电路
2. 电容器 由介质隔开的两导来自即构成电容。实际上一个电容器的等效电路如图2-2(a)所示。其中，电阻RC为极间绝缘电阻， 它是由于两导体间的介质的非理想(非完全绝缘)所致， 电 感LC为分布电感或(和)极间电感，小容量电容器的引线电感 也是其重要组成部分。
图2-2 电容器的高频等效电路 (a) 电容器的等效电路; (b) 电容器的阻抗特性
回路电抗
X
L
1
C
、回路阻抗的模|ZS|和辐角
2.2 高频电路中的组件
高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振荡(谐振) 回路、高频变压器、谐振器与各种滤波器等，它们完成信号 的传输、频率选择及阻抗变换等功能。
2.2.1 高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络，也是
构成高频放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件，在电 路中完成阻抗变换、信号选择等任务，并可直接作为负载使 用。下面以简单振荡回路为例来讨论。
2. 晶体管与场效应管
在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和各种场效应 管， 这些管子比用于低频的管子性能更好，在外形结构方面 也有所不同。
高频晶体管有两大类型: 一类是作小信号放大的高频小功 率管，对它们的主要要求是高增益和低噪声; 另一类为高频功 率放大管，除了增益外，要求其在高频有较大的输出功率。
3. 集成电路 用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频的集成电 路少得多，主要分为通用型和专用型两种。目前通用型的宽带 集成放大器，工作频率可达一二百兆赫兹，增益可达五六十分 贝， 甚至更高。用于高频的晶体管模拟相乘器，工作频率也可 达一百兆赫兹以上。随着集成技术的发展，也生产出了一些高 频的专用集成电路(ASIC)。其中包括集成锁相环、集成调频信 号解调器、单片集成接收机以及电视机中的专用集成电路等。
1. 简单振荡回路 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路。只 有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单振荡回路。简 单振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最大或最小值的特 性称为谐振特性，这个特定频率称为谐振频率。简单振荡回 路具有谐振特性和频率选择作用，这是它在高频电子线路中 得到广泛应用的重要原因。
1) 串联谐振回路 图2-4(a)是最简单的串联振荡回路。图中，r是电感线 圈L中的损耗电阻，r通常很小，可以忽略，C为电容。振 荡回路的谐振特性可以从它们的阻抗频率特性看出来。对 于图2-4(a)的串联振荡回路，当信号角频率为ω时，其串联 阻抗为
ZSrjLj 1CrjL1C
3. 电感器 高频电感器与普通电感器一样，电感量是其主要参数。 电感量L产生的感抗为jωL。高频电感器一般由导线绕制(空 心或有磁芯、单层或多层)而成(也称电感线圈)，由于导线都 有一定的直流电阻，所以高频电感器具有直流电阻R。把两 个或多个电感线圈靠近放置就可组成一个高频变压器。
工作频率越高，趋肤效应越强，都会使高频电感的等效电 阻大大增加。在实际中，引入一个易于测量、使用方便的参 数——品质因数Q来表征电感线圈的损耗。品质因数Q定义为 高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。Q值越高，表明该 电感器的储能作用越强，损耗越小。
若工作频率更高，电感内线圈匝与匝之间及各匝与地之间 的分布电容的作用就十分明显，等效电路应考虑电感两端总的 分布电容，它应与电感并联。
图 2-3 高频电感器的自身谐振频率SRF
2.1.2 高频电路中的有源器件 1. 二极管
半导体二极管在高频中主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变 换电路中，工作在低电平。因此主要用点接触式二极管和表面势垒二极管 (又称肖特基二极管)。两者都利用多数载流子导电机理，它们的极间电容小、 工作频率高。
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件 2.2 高频电路中的组件
2.1 高频电路中的元器件
2.1.1 高频电路中的元件 各种高频电路基本上是由有源器件、无源元件和无源网
络组成的。高频电路中使用的元器件与在低频电路中使用的 元器件基本相同，但要注意它们在高频使用时的高频特性。 高频电路中的元件主要是电阻(器)、电容(器)和电感(器)，它 们都属于无源的线性元件。高频电路中完成信号的放大、非 线性变换等功能的有源器件主要是二极管、晶体管和集成电 路。
理想电容器的阻抗为1/(jω C)，如图2-2(b)虚线 所示，其中，f 为工作频率，ω =2π f。但实际的电 容器在高频运用时的阻抗频率特性如图2-2(b)实线所
示，呈V形特性，而且其具体形状与电容器的种类和 电容量的不同有关。由此可知，每个电容器都有一个 自身谐振频率。当工作频率小于自身谐振频率时，电 容器呈正常的电容特性，但当工作频率大于自身谐振 频率时，电容器将等效为一个电感。
1． 电阻器 一个实际的电阻器，在低频时主要表现为电阻特性，但在 高频使用时不仅表现有电阻特性的一面，而且还表现有电抗特 性的一面。电阻器的电抗特性反映的就是其高频特性。 一个电阻R的高频等效电路如图2-1所示，其中，CR为分 布电容，LR为引线电感，R为电阻。分布电容和引线电感越小， 表明电阻的高频特性越好。电阻器的高频特性与制作电阻的材 料、电阻的封装形式和尺寸大小有密切关系。一般说来，金属 膜电阻比碳膜电阻的高频特性要好，而碳膜电阻比线绕电阻的 高频特性要好; 表面贴装(SMD)电阻比引线电阻的高频特性要 好; 小尺寸的电阻比大尺寸的电阻的高频特性要好。 频率越高，电阻器的高频特性表现越明显。在实际使用时， 要尽量减小电阻器高频特性的影响，使之表现为纯电阻。
图 2-1 电阻的高频等效电路
2. 电容器 由介质隔开的两导来自即构成电容。实际上一个电容器的等效电路如图2-2(a)所示。其中，电阻RC为极间绝缘电阻， 它是由于两导体间的介质的非理想(非完全绝缘)所致， 电 感LC为分布电感或(和)极间电感，小容量电容器的引线电感 也是其重要组成部分。
图2-2 电容器的高频等效电路 (a) 电容器的等效电路; (b) 电容器的阻抗特性
回路电抗
X
L
1
C
、回路阻抗的模|ZS|和辐角
2.2 高频电路中的组件
高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振荡(谐振) 回路、高频变压器、谐振器与各种滤波器等，它们完成信号 的传输、频率选择及阻抗变换等功能。
2.2.1 高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络，也是
构成高频放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件，在电 路中完成阻抗变换、信号选择等任务，并可直接作为负载使 用。下面以简单振荡回路为例来讨论。
2. 晶体管与场效应管
在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和各种场效应 管， 这些管子比用于低频的管子性能更好，在外形结构方面 也有所不同。
高频晶体管有两大类型: 一类是作小信号放大的高频小功 率管，对它们的主要要求是高增益和低噪声; 另一类为高频功 率放大管，除了增益外，要求其在高频有较大的输出功率。
3. 集成电路 用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频的集成电 路少得多，主要分为通用型和专用型两种。目前通用型的宽带 集成放大器，工作频率可达一二百兆赫兹，增益可达五六十分 贝， 甚至更高。用于高频的晶体管模拟相乘器，工作频率也可 达一百兆赫兹以上。随着集成技术的发展，也生产出了一些高 频的专用集成电路(ASIC)。其中包括集成锁相环、集成调频信 号解调器、单片集成接收机以及电视机中的专用集成电路等。
1. 简单振荡回路 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路。只 有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单振荡回路。简 单振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最大或最小值的特 性称为谐振特性，这个特定频率称为谐振频率。简单振荡回 路具有谐振特性和频率选择作用，这是它在高频电子线路中 得到广泛应用的重要原因。
1) 串联谐振回路 图2-4(a)是最简单的串联振荡回路。图中，r是电感线 圈L中的损耗电阻，r通常很小，可以忽略，C为电容。振 荡回路的谐振特性可以从它们的阻抗频率特性看出来。对 于图2-4(a)的串联振荡回路，当信号角频率为ω时，其串联 阻抗为
ZSrjLj 1CrjL1C
3. 电感器 高频电感器与普通电感器一样，电感量是其主要参数。 电感量L产生的感抗为jωL。高频电感器一般由导线绕制(空 心或有磁芯、单层或多层)而成(也称电感线圈)，由于导线都 有一定的直流电阻，所以高频电感器具有直流电阻R。把两 个或多个电感线圈靠近放置就可组成一个高频变压器。
工作频率越高，趋肤效应越强，都会使高频电感的等效电 阻大大增加。在实际中，引入一个易于测量、使用方便的参 数——品质因数Q来表征电感线圈的损耗。品质因数Q定义为 高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。Q值越高，表明该 电感器的储能作用越强，损耗越小。
若工作频率更高，电感内线圈匝与匝之间及各匝与地之间 的分布电容的作用就十分明显，等效电路应考虑电感两端总的 分布电容，它应与电感并联。
图 2-3 高频电感器的自身谐振频率SRF
2.1.2 高频电路中的有源器件 1. 二极管
半导体二极管在高频中主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变 换电路中，工作在低电平。因此主要用点接触式二极管和表面势垒二极管 (又称肖特基二极管)。两者都利用多数载流子导电机理，它们的极间电容小、 工作频率高。