第一讲　维修职业化训练预备知识

课堂一　电子基础知识

一、模拟电路

（一）什么是模拟电路

模拟电路（英文全称Analog Circuit）是指对模拟信号进行处理、转换、传输的电子电路。“模拟”二字主要指电压（或电流）对于真实信号成比例的再现。

模拟信号是指信号的幅度随时间而变化的过程是连续的，如图1-1所示就是模拟电压信号。

我们听到的声音、看到的图像、感受到环境温度的变化等，反映出来都是这种连续的信号，都属于模拟信号。

（二）模拟电路的特点

模拟电路主要具有如下特点：

①函数的取值为无限多个，因为变化是连续的。

②获取比较容易，而且信号直观形似，处理起来也比较简单，在传输模拟信号时，所占用的频带比较窄。

③当图像信息和声音信息改变时，信号的波形也改变，即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中（信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上）。因此，模拟信号在传输过程中抗干扰能力比较差，很容易受到外界的各种噪声干扰，当干扰积累严重时甚至无法将信号与噪声分离。

④当电路对模拟信号进行加工和处理时也容易出现失真，使信号的质量变差。如模拟电视的雪花飘现象，排除干扰和减少失真的技术难度很大。

（三）模拟集成电路的应用

早期在集成电路未出现以前，几乎所有的电路都属于模拟电路，例如由电子管、三极管、电阻、电容就可以组成一个模拟电路。随着科技的发展，目前多数模拟电路以集成电路元件的形式出现，称之为模拟集成电路。

模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的电路。模拟集成电路有许多，如运算放大器、模拟乘法器、锁相环、电源管理芯片等。模拟集成电路的主要构成电路有：放大器、滤波器、反馈电路、基准源电路、开关电容电路等。

模拟集成电路的基本电路包括电流源、单级放大器、滤波器、反馈电路、电流镜电路等，由它们组成的高一层次的基本电路为运算放大器、比较器，更高一层的电路有开关电容电路、锁相环、ADC/DAC等。

模拟集成电路的典型应用如图1-2所示，输入温度、湿度、光学、压电、声电等各种传感器或天线采集的外界自然信号，经过模拟电路预处理后，转为合适的数字信号输入到数字系统中；经过数字系统处理后的信号再通过模拟电路进行后处理，转换为声音、图像、无线电波等模拟信号进行输出。

（四）模拟集成电路的分类

模拟集成电路产品分为如下三类：

（1）通用型电路。如运算放大器、相乘器、锁相环电路、有源滤波器和数→模与模→数变换等。

（2）专用型电路。如音响系统、电视接收机、录像机及通信系统等专用的集成电路系列。

（3）单片集成系统。如单片发射机、单片接收机等。

二、数字电路

（一）什么是数字电路

对数字信号进行处理、转换和传输的电子电路就称作数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。

数字信号是指信号的幅度随时间而变化的过程是间断的，或者说是离散的。如图1-3所示就是一种很典型的数字信号。

（二）数字电路的特点

数字电路具有如下特点：

①同时具有算术运算和逻辑运算功能。数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础，使用二进制数字信号，既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算（与、或、非、判断、比较、处理等），因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。

②实现简单，系统可靠。以二进制作为基础的数字逻辑电路，可靠性较强。电源电压的小波动对其没有影响，温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。

③数字信号通常是由模拟信号经过处理之后才得到的。它只有一个（有时是几个）幅度值，只存在“有”与“无”两种状态。在处理和传输数字信号时虽然也会受干扰，但容易通过电路处理将它克服掉。

④集成度高，功能实现容易。数字电路集成度高，体积小，功耗低。电路的设计、维修、维护灵活方便，随着集成电路技术的高速发展，数字逻辑电路的集成度越来越高，集成电路块的功能随着小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）的发展，也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成，对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路，通过编程的方法实现任意的逻辑功能。

⑤复杂性大，制造集成电路的技术要求很高，在传输数字信号时所占用的频带要比传输模拟信号宽得多，使频率资源的利用率降低了。

（三）数字电路的分类

按功能可将数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路；按结构又可将数字电路分为分立元件电路和集成电路。

①组合逻辑电路。在任何时刻的输出，仅取决于电路此刻的输入状态，而与电路过去的状态无关，它们不具有记忆功能。常用的组合逻辑器件有加法器、译码器、数据选择器等。

②时序逻辑电路。在任何时刻的输出，不仅取决于电路此刻的输入状态，而且与电路过去的状态有关，它们具有记忆功能。

③分立元件电路。其是将独立的晶体管、电阻等元器件用导线连接起来的电路。

④集成电路。将元器件及导线制作在半导体硅片上，封装在一个壳体内，并焊出引线的电路。集成电路的集成度是不同的。