1.数字电路和模拟电路

  1.1 数字电路
数字设计可以分为两个总的领域。第一个领域是运用可用的构建模块直接创造和生 产硬件。第二个领域是计算机软件或程序设计方面,它可以涉及或不涉及硬件设计方面。 第二个领域使用的技术完全不同与常规的硬件设计,为了有效的开发和调试还需要 在专业测试设备上做大量的投入。这个领域所需要的信息量相当于一本单独的书,这里 并不涉及。 然而,计算机技术的许多方面在常规的硬件设计中是非常重要的。在其中有作为 PROM 被提到的可编程只读存储器和被称为 RAM (随机访问存储器) 的读写存储器。 “固 件”这个词通常被使用在这些应用中。 数字电路设计与模拟电路设计有很大的不同,它更像一个小型的系统设计。对大型 的设计部分而言,它由标准构建模块连接构成不用被动地修改组件。当然,许多电路确 实包含模拟和数字两个部分,这些系统的构成是两种技术的混合体。

  1.
  1.1 基本电路
数字电路设计是以“是”或“否”“真”或“假”“高”或“低”等简单概念为基 , , 础的。在电子学中,基本电路是与非门。一个简单的版本如图
  1.1 所示。 如果 A 和 B 是开路的或者连接到一个正电压,电流从 R1 通过三极管的基极发射极 结,调整三极管(工作点)接近或进入饱含状态。E0 此时接近地电位,输出被称为“0” 或者“低” 。如果 A 或 B 或者 A 和 B 接地,通过 R1 的电流被转移到所接的地极。这个过 程在二极管 D0 的阳极产生了一个电压下降。然而,这个电压下降等于 D0 和三极管基射 极两个二级管的电压下降之和,因此三极管(工作点)需要被调整。随着三极管的截止, E0 接近+V 电平,被称做“1”或者“高” 。 需要注意的是在这个电路中涉及到一个反置的问题。就是,如果输入为低,输出为 高,反之亦然。为了使电路非反置需要额外的单元。这就是为什么数字电路是基于反置 逻辑的原因。 “与非门”这个词就是“反置与门”的一个缩写。 对每一个逻辑门元素都有一个说明单元如何工作的“真值表” 。这些表一般运用正逻 负逻辑表示当输入信号为负时代表输入为 辑。 这就意味着输入信号为正时代表输入为
  1。

  0。运用负逻辑时经常混淆,因此在文中并不运用。二输入的与非门真值表如图
  1.2 所示。 这个真值表表明如果 A 和 B 都为
  1( “高”或 Hi) ,输出为
  0。对于一个初学者有时 很容易把与非门看作是一个与门后面跟一个反置电路的形式。一个与门的逻辑表示如果 A 和 B 为高,输出为高。一个与门是一个实际的与非门后面跟一个反置电路。 如果我们重看真值表,它也表明如果 A 或 B 为 0 输出则为
  1。换句话说,与非门电 路在输入端做了一个对 1 的与非函数或者对 0 的或非函数。如果两个输入相连,与非门 电路就变为一个转置电路。图
  1.3 表示了 3 个常见的符号。在输出端的小圆圈表示反置, 因此如果圆圈被去除,这 3 个符合分别变为与门,或门,和异或门。 或非门和异或门的真值表如图
  1.4 所示。或非门的真值表表明如果 A 或 B 为
  1,输 出为
  0。异或门的真值表除了 A 和 B 都为 1 的情况以外与或非门相同。 从与非门的真值表中我们可以知道如果与非门的一个或多个输入为
  0,输出为
  1。将 1 反置得到
  0,我们就拥有了一个或非门。不管运用什么制作方法,都很难做出一个与非 门电路。这个例子的目的是为了表明一个与非门的简单运用及其过程,通过这个过程更 多复杂的构建模块可以被演变产生。 在这里,应该注意数字组件和模拟组件之间的一个重要不同。对电路设计者来说, 并不怎么需要知道一个数字函数是如何实现的。如果这个工作完成得好,数字设备的一 些重要性能,例如传输延迟、功率损耗、导线数目,和需要支持的模块,将会变得更好。 如果设备的性能指标是可以达到的,试图学习这些技术总体上说是浪费时间。原因是数 字设备的输入输出是确定的。就是“是”或“否” 。这就意味着数字电路没有必要产生一 个准确的结果,而是产生一个已经定义了的输出。模拟领域充满了相对数、折衷和近似, 所有这些都很大程度取决于半导体的基本特性。这些特性对不同的单元都是变化的和不 同的。数字模块的设计者也面临相同的问题,但是一旦数字单元被正确的设计和建造, 电路设计者在很大程度上可以消除对这些问题的考虑。 当数字电路接近它们的最大速度工作时,它们也接近了一个失效模式,这个模式在 本质上很大程度是以模拟电路工作的, 并且所有模拟电路的麻烦和不确定性又随之而来。 高频的性能可以用不同的方式说明。一个常见的表达方式是“最大反复频率” 。它表明输 出在逻辑的高和低状态之间以最大可能的速率反复,但其中并没有定义占空比或者上升 和下降时间等因素。 “最大反复频率”并不意味着设备能够在这个速度下正确地运行。它 仅仅表明按照模拟系统的分析方法设备可以运行得多快。 数字电路速度的限制以四种不同的形式表现出来:传播延迟、建立时间、上升时间 和下降时间。传播延迟是信号的上升缘或下降缘从进入器件到离开器件总体上所经历的
时间。当许多器件被串联,它们的传播延迟相加。当一组相近的数字器件并行工作时, 由于器件的公差,传播延迟可能不必相同。这个问题有时被称作是歪斜。在数字电路中, 数字信号的边缘在已知的命令下出现是当然最重要的。因此,命令在发出后到产生确认 的信号上升缘或下降缘之间绝对需要保持一个最小的时间。这个时间被称为准备时间。 但是,同样地一个输入端的数字信号必须在某个最小的时间内保持输出,否则它可能不 会得到确认。 由于数字器件的上升时间和下降时间不能及时到达下一个逻辑电平,因此限制了数 字电路的响应速度。通过优化布线减少电容和电感、限制驱动级数、必要时在输出电路 中应用负载电阻的方法,可以控制上升和下降时间。 总的来说,随着工作频率的提升,在接近反复频率时数字电路的问题也迅速增加。 如果数字电路的工作频率被限制在可取最大值的一半以内,并且将准备时间提升至厂家 声明的最小值的 2 倍或 3 倍,那么数字电路中的许多问题可以被避免。

  1.2 接收机
接收机的目的是从一个发射机发射的信号中选择一组期望的频率,去除所用不需要 的信号和噪声,然后解调信号获得调制的信息。接收机做的工作越好,解调的信号与发 射机发出的原始信号就越接近。不论需要什么样类型的解调,一个接收机所要执行的主 要功能是滤波和放大。超外差接收机就是这项工作的合理选择。

  1.
  2.1 超外差接收机
由于在低频端容易设计陡峭的窄带滤波器并且获得高的增益,因此“超外差”的接收 机是一个有效的设计。所有的输入信号与一个本地振荡器的输出混频,并且不同的频率 被中间频率放大器选择和放大。这样做一个大的好处是中频放大器保持在一个固定的频 率只有射频放大器和本地振荡器需要调整。
  1.11 是一个典型的超外差接收机的结构图。 图 一个另外的好处是事实上放大器的增益只是集中在两个有时或者三个频率上。这样减少 了对任意频率的增益需求提高了放大器的稳定性。当涉及的射频增益超过 120 分贝时, 增加每一点都有用。 图
  1.11 中每一部分的功能解释如下:

  1. 射频放大器
为了使接收机总的噪声系数达到要求,需要有足够的增益,通常大约在 10dB 左右。
在输入端和输出端的调谐电路选择需要能够充分抑制镜频信号和其他寄生信号,它们会 产生中间调制并出现在中频信号中。为了阻止强信号的过载可能需要一些自动增益控制 电路。射频放大器电路也需要能够避免本地振荡器向天线辐射信号从而对其他接收机产 生干扰的任何可能性。

  2. 混频器与本地振荡器
混频器有两个输入,一个从射频放大器输出,另一个从本地振荡器输出。混频器的非 线性特性将产生许多中间调制信号,它们中的一个,和频或差频信号,将作为中频信号 存在。 通常,还将存在一个第二频率信号,镜频信号。它也可以与本地振动器混频并且在中频 上产生一个输出。根据所运用的混频器类型,变频增益通常从-10dB 到+30dB 变化。 本地振荡器必须是可调的,还要有一个低的漂移率和相对较小的边带噪声,因为这样可 以提高接收机的噪声等级。

  3. 中频滤波与放大器
这个部分决定接收机的总体带宽和与之相连的通道选择问题。 接收机模块的增益将主 要集中在这一部分,为了适应接收信号强度的变化,某些形式的自动增益控制电路需要 包括在其中。与射频相比,中频通常在一个较低的频率,但是,在一些特殊情况中,中 频可以高于射频以减少寄生地中间调制和镜像问题。

  4. 解调器
对于所应用的各种调制方式(如调幅、调频、单边带和脉冲调制) ,都有一些不同的 电路。一些可获得增益,另一些则插入损耗。一些需要一个参考信号输入(如,SSB 和 相位调制) ,另一些则不需要。解调过程也可能要求产生对 AGC 和 AFC 电路的输出。待 复原的声音(或视频,等)信号的电平将决定在后面的音频或视频放大器中需要的增益。

  1.
  2.2 指标参数
在一个接收机的设计之前,必须考虑最终的指标参数要求。在大多数情况下,最终 的设计结果是在设计者的想像与可能的实现之间的一个折中方案。决定因素通常是经费 限制。在开始设计之前需要考虑以下几个方面。
  1. 可调频率范围 什么频率范围可调以及频率的调整是连续的还是在作为不同的离散通道?例如, 一个 短波接收机必须能够连续地从 3 到 30MHz 进行调整并且通常还需要在一些频段进行切
换。它的本地振荡器应该是连续地可调类型。解调器应该满足调幅,单边带,和连续波 信号,并且中频带宽应该一致。对民用波段(CB) ,一个接收机需要将从
  26.965 到
  27.405KHz 变化的窄小频率范围作为 40 个离散通道进行调整。这个接收机的本地振荡器 应该类似于是一个锁相环同步器。解调器信号可以是调幅(AM)或单边带(SSB)信号。
  2. 灵敏度 有时,对灵敏度的重视程度超过了其他的细节因素。例如,一个 100-KHz 的导航接 收机受到的大气噪声干扰如此之强以致于从天线接收的一个 100- ? V 的期望信号有时也 会被掩盖。另一方面,一个
  0.1- ? V 的 100MHz 信号经常可以很容易地从背景噪声中区分 开。

  3. 带宽
当调制类型和通道间隔已知, 就可以定义中频的带宽和它的频率响应参数。 对一个调 频的立体声广播,需要一个 350kHz 的带宽。对调幅的飞行器通信系统,一个 30kHz 的 带宽是常用的-不能为高音频信号提供宽带响应,但能够适应发射机和接收机中的频率 偏移。滤波器中的频率响应参数需要设置了能够抑制相邻通道的信号。

  4. 寄生信号
如果不期望的信号由中频潜入接收机, 通过交叉调制和相互调制会产生很多寄生频率 信号,那么再好的设计也没用。 许多好的接收机的典型指标参数如下: (
  1) FM 立体声调频 :频率范围
  88~108Mhz 灵敏度: 在信噪比为 20dB 的条件下, 300 ? 的输入电阻产生的电压为
  1.8 ? V 对 选择性:对中心频率两边 400kHz 通道范围内,为 100dB。 带宽:通道增益 6dB 下降点在中心频率两边 350kHz 处。 镜频干扰抑制:90dB 寄生频率干扰抑制:90dB 中频干扰抑制:90dB 调幅抑制比:65dB 捕获率:
  1.5dB (
  2) 短波接收机:频率范围
  3.
  0~30MHz 灵敏度:对于信号加噪声功率与噪声功率比为 10dB 时,灵敏度为
  0.5 ? V
带宽: 通道增益 6dB 下降点在中心频率两边
  2.3kHz 处, 通道增益 60dB 下降点 在中心频率两边
  5.5kHz 处(单边带模式) 镜频干扰抑制:60dB 一旦指标参数被谨慎地确定, 就可以开始设计接收机了。 但是什么地方是最好的切入 环节呢?总体上讲,最敏感的环节是两个非线性电路,混频器和解调器。中频放大器在 它们之间起到调节作用,射频放大器用来弥补混频器的不足。

  1.
  2.3 混频器
接收机的混频器部
 

相关内容

电子信息专业英语翻译

   1.数字电路和模拟电路 1.1 数字电路 数字设计可以分为两个总的领域。第一个领域是运用可用的构建模块直接创造和生 产硬件。第二个领域是计算机软件或程序设计方面,它可以涉及或不涉及硬件设计方面。 第二个领域使用的技术完全不同与常规的硬件设计,为了有效的开发和调试还需要 在专业测试设备上做大量的投入。这个领域所需要的信息量相当于一本单独的书,这里 并不涉及。 然而,计算机技术的许多方面在常规的硬件设计中是非常重要的。在其中有作为 PROM 被提到的可编程只读存储器和被称为 RAM (随机访问存 ...

电子信息工程专业英语翻译清华出版社English for IT and EE-09

   信息科学与电子工程专业英语 Technical English For Information Science and Electronic Engineering 信息科学与电子工程专业英语 Unit 9 Electronics: Digital Signals and Signal Processing 信息科学与电子工程专业英语 Part I Digital Signal Processing New Words sub-field 分领域,子领域 sub分领域, sensor arr ...

计算机专业英语翻译

   高新电脑学校 ?? 计算机组装与维护 课件制作:孙波 IT CFAC gaoxindiannaoxuexiao 国家计算机教育认证 计算机英语 计算机英语词汇对译 K 千,存储空间的容量单位, kilobyte,1K=1024 字节。 M 兆,megabyte,1M=1024K。 G 吉,gigabyte,1G=1024M。 T 太,1T=1024G。 PC personal computer 个人计算机 IBM International Business Machine 美国国际商用机器 ...

专业英语翻译教案

   浙江师范大学 外国语学院 课程大纲及教案 专业名称: 英语专业 课程名称: 《翻 译》 (1) 主导教材:毛荣贵《新世纪大学英汉翻译教程》 所属课程组: 翻 译 组 课程负责人: 适用年级: 英语专业本科 2003 级 200 5 ? 200 6 学年第 一 学期 《翻译》 (1)课程大纲及教案 翻译( ) (2) 翻译(1) )课程大纲 ( 一、课程概况 课程名称:翻译 课程类别:专业基础课 学 分:4 学 时:68 课程编号:030903081,030903082 开课学期:五、六 二、 ...

会计专业英语翻译

   结转账户 一旦一个利润表准备了账务收入和费用是怎样结转为零在能使公司下期的财务报告能够被衡量。账户结转期间利润表中各项的数据都为零是由于都被转到了留存收益里,股息分红账户也转到留存收益里面。因此留存收益账户中反映了经营活动中营业利润中被保留留存收益的下来的(净收益)这个结转过程反映了真实的收入费用和红利是留存收益的下属账户。收入费用红利账户被用来临时区别各种能够影响年底留存收益的商业大事。年底,这些账户都转入留存收益里。 结转账户的够诚实相当简单的,找回账户中的收入来增加所有者权益。 ...

第九章专业英语翻译

   第三部分计算机控制技术 计算机网络介绍 独立技术已经支配了过去 3 个世纪中的每一个。 世纪是伴随工业革命的大机械 18 系统的时间。19 世纪是蒸气机的时代。在 20 世纪,关键技术是信息的收集,处理, 以及分配(分类)。在其他发展中,我们已经看见全世界电话网络的安装,收音机和 电视的发明,计算机工业的诞生和空前的发展,以及通信卫星的发 射。 由于技术的快速进步,这些领域正在快速融合。信息的收集、传送、存储和处理 之间的区别正在迅速消失。拥有数百遍布世界各地的办公室的组织,通常期望只按一 ...

自动化专业英语翻译

   Fundamentals of computer and networks 计算机是一种能接收、存储和处理数据,并能产生输出结果的快速、精确的符号加工系 统, 这一系统是在存储指令程序控制下工作的。 本文说明为什么计算机是一个系统以及计算 机是如何组成的。系统的主要部件包括输入设备、处理机和输出设备。现在详细介绍每一部 件。 计算机系统使用多种输入设备。其中有些输入设备直接进行人-机通信, 输入设备 另一些则首先要求把数据记录在诸如磁性材料那样的输入介质上。 常用的是读取以磁化方式 记录在专 ...

自动化专业英语翻译P3U3

       本文由372133376贡献     ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机 查看。     July 28, 2007     自动化专业英语教程     教学课件     P3U3A     PLC Overview     第三部分第三单元A 第三部分第三单元     PLC概述 概述     A     PLC概述     1.课文内容简介:主要介绍《PLC控制技术》中可 编程序控制器的起源、结构、 工作方式、编程与 发展前景等内容。  ...

自动化专业英语翻译P6U1

   本文由372133376贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 July 28, 2007 自动化专业英语教程 教学课件 P6U1A Recent Advances and Future Tends in Electrical Machine Drivers 第六部分第一单元课文A 第六部分第一单元课文 电机传动系统的最新进展和未来趋势 A 电机传动系统的最新进展和未来趋势 1.课文内容简介:本文是一篇 ...

自动化专业英语翻译P6U1

       本文由372133376贡献     ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机 查看。     July 28, 2007     自动化专业英语教程     教学课件     P6U1A Recent Advances and Future Tends in Electrical Machine Drivers     第六部分第一单元课文A 第六部分第一单元课文     电机传动系统的最新进展和未来趋势     A 电机传动系统的最新进展和未 ...

热门内容

2011年小学英语教师个人年终工作总结

   2011 2011年小学英语教师个人年终工作总结 回顾这学年来的工作, 本人积极投身于教育事业, 服从领导分工。 本学年担任本校的四、五年级英语教学工作,因为我是学习英语教育 的,再加上之前也从事了英语教学,所以本学期的教学工作开展还算 得心应手。学生的英语水平也明显的提高了,同时也取得了一定的成 绩。 一.政治思想方面: 我认真学习新的教育理论,及时更新教育理念。积极参加政治学 习,并做好笔记。在教学的过程中了解到新的教育形式不允许我们在 课堂上重复讲书,我们必须具有先进的教育观念,才能适 ...

小学五年级英语口语竞赛试卷

   小学五年级英语口语竞赛试卷 班级姓名 班级姓名 姓名 一、朗读下列句子(40%) 朗读下列句子(40%) 1、 2、 3、 4、 Come in, please. Here’s a pen for you. Can I have a look? Where are you now? I’m at home. 5 、What time do you go to school? I go to school at seven o’clock. 6 、What a nice picture! 7、 ...

09----10初二英语第二学期期末考试英语试卷分析报告

   0910 0910 初二英语第二学期期末考试英语试卷分析报告 张欣 一、命题指导思想 命题指导思想 初二英语期末考试命题以《新英语课程标准》中规定的四级目标要求为指导, 以仁爱版初中英语八年级(下)册为依据,以语言的功能立意,在考查基础知识的 同时, 着重考查学生在具体情境中运用所学英语知识与技能的综合运用语言的能力。 试题体现了突出语篇,强调应用,注重交际的原则;坚持以学生的发展为本,面向 大多数的学生;全面考查学生听、说、读、写四项技能,进一步降低对语法的要求。 学生 普遍反映试题稍难, ...

如何_巧_过大学英语四级考试

   教学探讨 卫生职业教育 Vol.28 2010 No.3 如何 “巧” 过大学英语四级考试 贾博雅 (兰州商学院, 甘肃 兰州 730020 ) 关键词: 大学英语四级考试; 听力; 阅读理解; 解题技巧 中图分类号: G424.74 文献标识码: B 文章编号: 1671-1246 (2010 03-0063-02 ) 大学英语四级考试是由教育部高教司主持的一项大规模 题库建设、 考试组织、 阅卷程 标准化考试, 该考试从试卷设计、 序到成绩公布都有严格的制度和质量控制措施。大学英语四级 ...

起重机英语

   moblie crane 移动式起重机 truck crane 汽车式起重机 wheel crane / wheeled crane 轮胎起重机 履带吊; crawler crane / caterpillar crane 履带吊;履带式起重机 塔吊; tower crane 塔吊; 塔式起重机 建筑塔式起重机, -construction tower cranes / building tower crane 建筑塔式起重机, 建筑塔机 -luffing jib tower crane 动 ...