1.2.3 模拟电子技术的研究角度
根据研究问题的不同角度，将模拟电子技术所实现的目标分类如下。
1.有源器件特性
前面提到，晶体管是典型的有源器件。研究器件特性的目的就是使得它能 “正常” 工作，这就涉及直流和交流两方面的问题。
对于有源器件来说，直流的主要作用是为有源器件提供合适的工作状态，该工作状态通常称为直流工作点。该直流工作点决定了有源器件工作在模拟电子电路所需要的放大区域的中间。而交流就是叠加在这个工作状态点上变化的信号，该信号中包含模拟电子电路所要提取的信息。当叠加在直流上的交流变化时，直流工作点所确定的有源器件工作状态特别重要。一旦这个直流工作点所确定的有源器件初始工作状态不正确时，就会造成输出交流信号的失真。
这就是为什么在模拟电子技术中，只要是介绍有源器件工作原理时，首先分析直流工作点，然后再分析交流工作特性的原因。
进一步讲，在整个模拟电子电路中，同样也是先分析直流工作特性，然后再分析交流特性的。
2.放大和滤波
从信号处理的角度来说，模拟电子电路就是对输入信号进行处理。对输入模拟信号的处理，主要涉及两个方面的问题。
（1） 信号放大，即把输入到模拟电子电路中的微弱模拟信号进行 “无失真” 的放大。对输入的模拟信号可能需要一级或多级放大，这与模拟电子电路中元器件的性能参数和工作状态有关。
信号的绝对无失真放大其实是一种理想状态，实际上很难达到这种状态，如图1.4所示。从时域信号来说，失真可以表现为信号形状、幅值或相位的改变。图1.4 （b） 所示的输出电压由于系统供电电源电压的限制而产生的削波现象，图1.4 （c） 所示的输出电压由于电路在零点附近失效而产生交越失真现象，图1.5 （d） 所示的输出电压由于电子元器件的非线性而造成的谐波失真。
图1.4 各种放大失真
上面的波形 “扭曲” 是 “失真” 现象的直接表征。但是，实质上失真是由于输出信号中增加/去除了输入信号中所包含的频率分量而造成的。
测量失真的方法，是在被测电路的输入端输入正弦信号，然后测量输出信号中的基频和谐波分量。在模拟电子电路中失真度使用 “总谐波失真” （Total Harmonic Distortion，THD），它为谐波成分的均方根 （Root Meam Square，RMS）值与基频成分 （正弦输入频率） 均方根值的比值。在一个放大电路中，要求THD应尽可能低。
下面通过一个方波信号来说明这个问题。方波信号的波形，如图1.5所示。
图1.5 方波信号的波形
图中：T为方波信号的周期，其周期角频率ω0表示为：
对于周期性的方波信号来说，其时域表达式为：
式中，n为整数。将上式用傅里叶级数展开为：
从式 （1.2） 中可以看出，方波信号含有直流分量Vs/2。ω0为该信号的基频，其分量大小为
，其余频率分量3ω0、5ω0…称为谐波频率，其分量大小分别表示为
、…。
从式 （1.2） 可以进一步理解，不同分量大小的正弦信号叠加就可以合成一个周期性的方波信号。推而广之，正弦和余弦信号是构成所有复杂信号的基础。
为了更形象地表示式 （1.2） 各个正弦频率分量的大小，可以使用频谱图进行描述，如图1.6所示，该图给出了不同频率分量的大小。通过不同频率所对应的分量大小——幅值，可以知道每个频率分量对方波信号的贡献程度，即功率。换句话说，通过改变不同频率分量的幅值就可以合成不同的信号，这就是问题的本质所在。
图1.6 方波信号的频谱图
通过上面的分析可以更清楚地知道这个事实，为什么在模拟电子世界中会有各种各样的信号波形，其实这是由于不同频率信号的分量对最终信号的 “贡献” 大小不同造成的。
（2） 信号滤波，即从输入到模拟电子电路中的微弱信号中提取有用的信息。在输入到模拟电子电路的模拟信号中，包含丰富的信息，如幅值、相位和频率等。通过模拟电子电路，可以从模拟输入信号中过滤不需要的信号，而保留有用的信号，这个过程在模拟电子电路中称为“滤波”，实现滤波功能的模拟电子电路单元将其称为 “滤波器”。
3.开环和闭环系统
如果从系统的角度来说，模拟电子电路可以看作一个 “黑盒”，也称为 “系统”。对于一个开环系统来说，经过 “黑盒” 输出的模拟信号y（t）只和当前进入到黑盒的模拟信号x（t）有关，如图1.7 （a） 所示；而对于一个闭环系统来说，经过 “黑盒” 输出的模拟信号y（t）不但和当前进入到黑盒的模拟输入信号x（t）有关，还与以前进入到黑盒反馈端的模拟输出信号有关，如图1.7 （b） 所示。在模拟电子电路中，将输出与黑盒另一端输入关联的路径称为 “反馈路径”。
4.系统稳定性
对于一个存在反馈的模拟电子电路来说，最重要的一个指标就是系统的稳定性。在后面的分析中可以知道，当一个模拟电子电路 （系统） 存在反馈路径时，存在下面3种情况。
（1） 整个系统变得 “更加稳定”。
（2） 整个系统变成 “等幅振荡”。
图1.7 开环系统和闭环系统
（3） 整个系统变成 “发散振荡”。
对于模拟电子电路中的放大器来说，读者希望的是第 （1） 种情况；而对于模拟电子电路中的振荡器来说，我们希望的是第 （2） 和 （3） 种情况。在除了振荡器的应用场合外，读者都希望在模拟电子电路中增加反馈路径时，系统变得更加稳定，而不是使得系统变得不稳定。当系统变成不稳定状态时，就会出现第 （2） 或者第 （3） 种情况。
对于系统稳定性的分析，会贯穿整个模拟电子技术的各个知识点中。
从更深层次来认识模拟电子电路，模拟电子技术既是学习信号与系统课程的基础，也是学习和理解控制理论课程的重要基础。所以在学习模拟电子技术的各个知识点时，要善于从整体上，从系统的角度把握模拟电子电路的实现本质。