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电子系统设计复习材料

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第一章

1.电子应用系统主要是指由多个电子元器件或功能模块组成,能实现较复杂的应用功能的客观实体。

2.自顶向下法(Top to Down)

1) 首先从系统级设计开始,根据系统级所描述的该系统应具备的各项

2) 功能,将系统划分为单一功能的子系统,再根据子系统任务划分各 3) 部件,完成部件设计后,最后才是元件级设计。 4) 优点:避开具体细节,有利于抓住主要矛盾。 5) 适用于大型的、复杂的系统设计。 第二章

1. 数字电位器(DCP)是一种可以由数字信号控制其阻值的电位器。数字电位器一般由数字控制电路、存储器和RDAC电路组成。RDAC电路是数字电位的重要组成部分,它是一种特殊的数/模转换电路,与一般的数/模电路不同的是转换后的模拟量不是电压值而是电阻值。不同型号的数字电位器其数字控制电路的结构形式不同,但主要功能都是将输入的控制信号进行处理后控制RDAC,非易失性存储器用来存储控制信号和电位器的抽头位置。【此题需看课本第16页原理图】

2. (1)交流衰减器的输入输出关系推导:当衰减器负载的容抗(即负载电路的输入电容)不可忽略时,衰减的高频特性变差,如果传滤的是脉冲信号,则输出信号前沿明显失真。

(2)欠补偿、过补偿和最佳补偿的波形特点:

a) R1C1 R2C2时,出现如图(b)所示的“过补偿”。 c) R1C1=R2C2时,出现如图(a)所示的“最佳补偿”。

(三)交流衰减器的一个典型应用是示波器的10:1探极。

(四)示波器的探头补偿原理:T1集电极向T2管基极传送脉冲信号,考虑到T2的发射结电容,以及使T2由截止能快速饱和,以及由饱和向截止态转换时,加快IbS的减少,都必须使用Cj。Cj称为“加速电容”。显然它工作在过补偿状态。

【此题需看课本第20页原理图】

4.(1)实际电容器的高频等效电路图:(如右图)

(2)为何PCB去耦电容要用大小电容组合的结构?

去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声。利用一大一小的电容组合能去除高频噪声的效果要好一些。【此题第二题

自己组织的,需要看课本24页。】

5.二极管作为续流与微分限幅作用的电路图,及其工作原理:【书本36页】

续流二极管原理:续流二极管都是并联在线圈的两端,线圈在通过电流时,会在其两端产生感应电动势。当电流消失时,其感应电动势会对电路中的元件产生反向电压。当反向电压高于元件的反向击穿电压时,会使元件造成损坏。续流二极管并联在线两端,当流过线圈中的电流消失时,线圈产生的感应电动势通过二极管和线圈构成的回路做功而消耗掉。从而保护了电路中的其它原件的安全。

限幅二极管原理:集成电路输出的交流信号其正半周幅度在某期间很大,由于此时交流信号的正半周幅度加上直流电压已超过二极管正向导通的电压值,由于二极管导通后的管压降基本不变,因此交流信号正半周超出部分被去掉()。 6.表贴电阻0805、1206、1210代表的含义:【看课本55】 尺寸代码 L B H b 0805 1206 1210 2.0 1.25 1.25 0.5 3.2 1.6 3.2 2.5 1.25 0.75 1.5 0.75 7.光电耦合器的等效电路图,其工作原理和应用:【书本61页】

(1)等效电路图:如右图

(2)工作原理:在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光,光的强度取决于激励电流的大小,此光照射到封装在一起的受光器上后,因光电效应而产生了光电流,由受光器输出端引出,这样就实现了电一光一电的转换。 (3)应用:组成开关电路、组成逻辑电路、组成隔离

耦合电路、组成高压稳压电路和组成门厅照明灯自动控制电路。

【具体情况:组成开关电路:当输入信号为低电平时,晶体管处于截止状态,光电耦合器中发光二极管的电流近似为零,输出端电阻很大,相当于开关“断开”;当输入信号为高电平时,晶体管导通,发光二极管发光,电阻变小,相当于开关“接通”.该电路因输入信号为低电平时,开关不通,故为高电平导通状态.同理,因无信号(输入信号为低电平)时,开关导通,故为低电平导通状态.】——应用是否需要具体说明咨询下 第三章

1.选择运放外围电阻

2.识别滤波器幅频特性曲线中的通带,阻带,通带衰减,阻带衰减,通带纹波和阻带纹波:

把信号能够通过的频率范围,称为通频带或通带;反之,信号受到很大衰减或完全被抑制的频率范围称为阻带;通带和阻带之间的分界频率称为截止频率;通带衰减:通带内的最大衰减;阻带衰减:阻带内的最小衰减。【课本138】

4.18页数控移相器和数控定时电路自己分析,可拿模电书来参考

6.使用归一化巴特沃斯低通滤波器的参数及电路设计LC滤波器的方法和步骤。给定截止频率和特征阻抗,设计2阶巴特沃斯LC低通滤波器。此题可先放放,应该不会考。 第五章

1.模拟开关:在电子设备中主要起接通信号或断开信号的作用。模拟开关具有功耗低、速度快、无机械触点、无残余电压、体积小和使用寿命长等特点。

【书本178页,应用自己看书】

2.D/A转换器梯形电阻网络的工作原理,D/A转换后的电压和输入数据的关系: 【咨询下其他同学的答案】

3. 内插信号的第二种方法是“零阶内插”技术,是在每个原采样间内插零,增加波形的取样率。零内插处理增加了原信号的采样率(相对于它的基频分量)。为了增加„N‟量级波形采样率,必须在每个原取样间内插„N-1‟量级波形零采样。

抗混迭滤波器是一个低通滤波器,用以在输出电平中把混叠频率分量降低到微不足道

的程度。动态信号测试分析系统中为什么要使用抗混滤波器呢?在采样的时候为了保证采样的信号不失真,所以我们采样的周期一般要小于原信号的周期,不然当周期沿拓后就会出现混叠失真的问题。

为何实际系统的采样率会远大于奈奎斯特采样率?因为奈奎斯特定理要求采样频率高于被采样信号的两倍频率才不会发生混叠。 【此题需向同学咨询】

4.数字带宽和模拟带宽:模拟信号的带宽是指信号所含的最高频率与最低频率的差值。模拟信号的带宽指单位时间内链路能够通过的数据量。

以奈奎斯特采样率的一半速率为基准进行归一化,计算数字带宽没找到答案 【此题需向同学咨询】

6.AD采样以后的波形(如右图) 采样保持器的作用:“稳定” 快速变化的输入信号,以减少转换误差。用来储存模拟多路开关输出的模拟信号,以便模拟多路开关切换下一个模拟信号。

使用或不使用采样保持器可采用最高频率的计算与比较:

(1)计算:不使用采样保持器的最高频率fmax=1/(2πtCONV);使用采样保持器的最高频率fmax=1/(2n+1πtAP)【其中n为位数,tCONV为转

换时间tAP为孔径时间】

(2)比较:无采样/保持器的系统只能对频率低

于6.22Hz的信号进行采样。使用采样/保持器后,系统能对频率不高于12 .44kHz正

n+1

的信号进行采样,使系统可采集的信号频率提高了许多倍,大大改善了系统的采样速率。 第四章

1. 软件无线电技术是用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。

2.传统二次变频接收机的示意框图:

优点:提高镜像频率抑制能力和提高灵敏度,为使输入回路在整个波段内保持比较均匀的灵敏度。

3.软件无线电的三种结构形式

• 射频全带宽低通采样软件无线电结构 • 射频直接带通软件无线电结构 • 宽带中频带通软件无线电结构 4. 2倍抽取的时域表示和频谱变换示意图

应满足:抽样频率ωS>2ωM (最高频率)

处理:时域抽样定理指出: 对任一最高频率为ωM的带限信号,当抽样频率ωS>2ωM时,该信号就可以从抽样信号中无失真地恢复出来。因此需要加上一个低通滤波器。 【此题需向同学咨询】

5. 3倍抽取的时域表示和频谱变换示意图

为何要经过低通滤波器?时域抽样定理指出: 对任一最高频率为ωM的带限信号,当抽样频率ωS>2ωM时,该信号就可以从抽样信号中无失真地恢复出来。 【此题需向同学咨询】

6.多速率信号处理中的两个著名恒定式:

说明及含义跟同学咨询

7.

推导多想滤波器结构:

取,大量的数据点被丢弃,造成浪费。

作用:• 抽取器模型中的低通滤波位于抽取算子之前,低通滤波的结果只有少数点被抽

• 而对于内插器模型,其低通滤波器位于内插算子之后,其中有大量的零点,对

这些零点没有必要进行计算。

• 采用多相滤波结构实现滤波器,结合著名恒等式的等效结构,可以高效的实现抽取和内插滤波器。

8. CIC滤波器 级联梳状滤波器是无线通信中的常用模块,一般用于数字下变频(DDC)和数字上变频(DUC)系统。特点:CIC滤波器的结构简单,没有乘法器,只有加法器、积分器和寄存器,适合工作在高采样率。

HB滤波器 半带滤波器。特点:半带FIR滤波器系数的对称性并且由于近一半系数为零,适合2倍速率的抽取

第七章

1. 可综合设计和不可综合设计:

2. 触发器的建立时间和保持时间:建立时间(setup time)是指在触发器的时钟信号上升沿到来以前,数据稳定不变的时间,如果建立时间不够,数据将不能在这个时钟上升沿被打入触发器;保持时间(hold time)是指在触发器的时钟信号上升沿到来以后,数据稳定不变的时间,如果保持时间不够,数据同样不能被打入触发器。 为何同步电路可以进行自动时序分析,而异步电路不行?

同步时序逻辑电路中所有触发器的时钟端是连在一起的,各触发器的状态同步更新。 异步时序逻辑电路中各个触发器的时钟端不是相连的,可能各不相同,也可能某一局部相同。各触发器的状态更新不是同步进行的。

第六章

1.I2C课本275,图6.2.19 SPI课本278,无图 RS232课本283,图2.2.12 RS-232-C是美国电子工业协会EIA制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写,232为标识号,C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线,包括一个主通道和一个辅助通道,在多数情况下主要使用主通道,对于一般全双工通信,仅需几条信号线就可实现,如一条发送线、一条接收线及一条地线。

SPI接口的全称是“Serial Peripheral Interface”,意为串行外围接口,是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在EEPROM,FLASH,实时时钟,AD转换器等。SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输,在主器件的移位脉冲下,数据按位传输,高位在前,地位在后,为全双工通信,数据传输速度总体来说比I2C总线要快,速度可达到几Mbps。

I2C总线是PHILIPS公司推出的一种芯片间通信协议标准。I2C协议只有二根线,一根为数据线SDA,另一根为时钟线SCL,连接十分简洁。所有参与通信的器件的SCL和SDA线都连在一起。空闲状态时所有器件的IO口为高阻态,并上拉至高电平。发送数据的器件将总线拉低实现了总线上的数据跳变。 2.单片机编程模式 3.MCU与FPGA的分工

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