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模拟电路

指数 模拟电路

模拟电路(analogue electronics,美式:analog electronics)是涉及连续函数形式模拟信号的电子电路,与之相对的是数字电路,后者通常只关注0和1两个逻辑电平。“模拟”二字主要指电压(或电流)对于真实信号成比例的再现,它最初来源于希腊语词汇ανάλογος,意思是“成比例的”。.

33 关系: 变压器希腊语人机交互二进制二極體互補式金屬氧化物半導體低噪音放大器微电子学场效应管光電耦合元件继电器美国英语电子学电子滤波器电容器电流類比數位轉換器连续函数运算放大器邏輯閘量化 (信号处理)量化噪声金屬氧化物半導體場效電晶體電壓電阻器逻辑电平放大器放大器電路散粒噪声数字信号数字电路數位類比轉換器晶体管

变压器

變壓器(Transformator;Transformer)是應用法拉第電磁感應定律而升高或降低電壓的裝置。變壓器通常包含兩組或以上的線圈。主要用途是升降交流電的電壓、改變阻抗及分隔電路。電路符號常用T當作編號的開頭。例:T01、T201等.

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希腊语

希臘語(Ελληνικά)是一种印歐語系的语言,广泛用于希臘、阿尔巴尼亚、塞浦路斯等国,与土耳其包括小亚细亚一帶的某些地区。 希臘语言元音发达,希臘人增添了元音字母。古希臘語原有26个字母,荷马时期后逐渐演变并确定为24个,一直沿用到現代希臘語中。后世希腊语使用的字母最早发源于爱奥尼亚地区(今土耳其西部沿海及希腊东部岛屿)。雅典于前405年正式采用之。.

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人机交互

人机互动(human–computer interaction,缩写:HCI,或 human–machine interaction,缩写:HMI),是一門研究系统與用户之間的互動關係的學問。系统可以是各种各样的机器,也可以是计算机化的系统和软件。人机交互界面通常是指用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流,並進行操作。小如收音機的播放按鍵,大至飛機上的儀表板、或是發電廠的控制室。 人机交互界面的设计要包含用户对系统的理解(即心智模型),那是为了系统的可用性或者用户友好性。.

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二进制

在數學和數字電路中,二進制(binary)數是指用二進制記數系統,即以2為基數的記數系統表示的數字。這一系統中,通常用兩個不同的符號0(代表零)和1(代表一)來表示。以2為基數代表系統是二進位制的。數字電子電路中,邏輯門的實現直接應用了二進制,因此現代的計算機和依赖計算機的設備裡都用到二進制。每個數字稱為一個位元(二進制位)或比特(Bit,Binary digit的縮寫)。.

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二極體

#重定向 二極管.

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互補式金屬氧化物半導體

互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,縮寫作 CMOS;簡稱互補式金氧半),是一種積體電路的設計製程,可以在矽質晶圓模板上製出NMOS(n-type MOSFET)和PMOS(p-type MOSFET)的基本元件,由於NMOS與PMOS在物理特性上為互補性,因此被稱為CMOS。此一般的製程上,可用來製作電腦電器的靜態隨機存取記憶體、微控制器、微處理器與其他數位邏輯電路系統、以及除此之外比較特別的技術特性,使它可以用於光學儀器上,例如互補式金氧半图像传感裝置在一些高級數位相機中變得很常見。 互補式金屬氧化物半導體具有--有在電晶體需要切換啟動與關閉時才需消耗能量的優點,因此非常節省電力且發熱量少,且製程上也是最基礎而最常用的半導體元件。早期的唯讀記憶體主要就是以这种電路制作的,由於當時電腦系統的BIOS程序和参数信息都保存在ROM和SRAM中,以致在很多情况下,當人们提到「CMOS」時,实际上指的是電腦系統之中的BIOS單元,而一般的「CMOS设置」就是意指在设定BIOS的內容。.

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低噪音放大器

低噪音放大器(low-noise amplifier )是一类特殊的电子放大器,主要用于通讯系统中将接收自天线的信号放大,以便于后级的电子设备处理。由于来自天线的信号一般都非常微弱,低噪音放大器一般情况下均位于非常靠近天线的部位,以减小信号通过传输线的损耗。这种“有源天线”的配置广泛应用于全球定位系统(GPS)等微波系统中。这是因为同轴电缆在微波频率范围内损耗很大。 正是由于低噪音放大器位于整个接收机紧邻天线的最先一级,它的特性直接影响着整个接收机接受信号的质量。为了确保天线接收的信号能够在接收机的最后一级被正确的恢复,一个好的低噪音放大器需要在放大信号的同时产生尽可能低的噪音以及失真。这两个参数通常使用噪声系数和三阶输入截止点来表征。 输入和输出端的阻抗匹配和噪声匹配是实现高增益和低噪声的关键。现代的低噪音放大器不仅要在一个窄带范围内实现阻抗匹配,新的应用(如超宽带技术)的出现也要求其能够在非常宽的频率范围内(典型的频带宽度为3.1-10.6 GHz)实现阻抗匹配和噪音匹配。 D Category:模拟电路.

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微电子学

微电子学(Microelectronics)是研究在固体(主要是半导体)材料上构成的微小化电路,子系统及系统的电子学分支。微电子学作为电子学的一门分支学科,主要是研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用,并利用它实现信号处理功能的学科。微电子学是以实现电路和系统的集成为目的的。微电子学中实现的电路和系统又成为集成电路和集成系统,是微小化的;在微电子学中的空间尺寸通常是以微米(μm,1μm.

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场效应管

-- 场效应管(field-effect transistor,缩写:FET)是一种通过电场效应控制电流的电子元件。 它依靠电场去控制导电沟道形状,因此能控制半导体材料中某种类型载流子的沟道的导电性。场效应晶体管有时被称为「单极性晶体管」,以它的单载流子型作用对比双极性晶体管。由于半导体材料的限制,以及曾经双极性晶体管比场效应晶体管容易制造,场效应晶体管比双极性晶体管要晚造出,但场效应晶体管的概念却比双极性晶体管早。.

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光電耦合元件

光電耦合元件是以光(含可見光、紅外線等)作為媒介來傳輸電信號的一組裝置,其功能是平時讓輸入電路及輸出電路之間隔離,在需要時可以使電信號通過隔離層的傳送方式。光電耦合元件(optical coupler,或photo coupler),亦稱光耦合器、光隔離器以及光電隔離器,簡稱光耦。 光電耦合元件可以在二個不共地的電路之間傳遞信號,二電路之間即使有高壓也不會影響Lee et al., p. 2.

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继电器

继电器(Relay),也稱電驛,是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。.

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美国英语

美国英语(英語:American English,简写:AE、AmEng、USEng、en-US),又稱美式英語,簡稱美語,是指美国使用的一种英语形式。它是美国最主要的语言。 根据1990年人口普查,97%的美国居民可以“好”或“很好”地使用英语,只有0.8%的人完全不使用英语,而1890年有3.6%。到2005年,三分之二以上的英語母語者使用美式英語。.

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电子学

电子学(Electronics),作用于包括有源电子元器件(例如真空管、二极管、三极管、集成电路)和与之相关的无源器件电路的互连技术。有源器件的非线性特性和控制电子流动的能力能够放大微弱信号,并且电子学广泛应用于信息处理、通信和信号处理。电子器件的开关特性使处理数字信号成为可能。电路板、电子封装等互连技术和其他各种形式的通信基础元件完善了电路功能,并使连接在一起的元件成为一个正常工作的系统。 电子学有别于電機(Electrical)和機電(Electro-mechanical)科学与技术,电气和电机科学与技术是处理电能的产生、分布、开关、储存和转换,通过电线、电动机、发电机、电池、开关、中继器、变压器、电阻和其他无源器件从其他形式的能量转换为电能。 1897年,約瑟夫·湯姆森發現電子的存在,这是電子學的起源。早期的電子學使用真空管來控制電子的流動,但其存在成本高及體積大等缺點。现如今,大多數电子设备都使用半导体器件来控制电子。真空管至今仍有一些特殊应用,例如、阴极射线管、专业音频设备和像多腔磁控管等微波设备。 半导体器件的研究和相关技术是固体物理学的一个分支,但是电子电路的设计和搭建来解决实际问题却是电子工程的范围。本文专注于电子学的工程方面。.

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电子滤波器

电子滤波器(electronic filters)可执行信号处理功能的电子线路元件或裝置,它专门用于去除信号中不想要的成分或者增强所需成分。 电子濾波器有音频滤波器(wave filter)與雜訊濾波器(noise filter)等應用裝置,可以是:.

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电容器

電容器(Capacitor)是兩金屬板之間存在絕緣介質的一种电路元件。其單位為法拉,符号为F。電容器利用二個導體之間的電場來儲存能量,二導體所帶的電荷大小相等,但符號相反。.

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电流

電流(courant électrique; elektrischer Strom; electric current)是电荷的平均定向移动。电流的大小称为电流强度,是指单位时间内通过导线某一截面的电荷,每秒通过1库仑的電荷量稱为1安培。安培是國際單位制七個基本單位之一。安培計是專門測量電流的儀器 。 有很多種承載電荷的載子,例如,導電體內可移動的電子、電解液內的離子、電漿內的電子和離子、強子內的夸克。這些載子的移動,形成了電流。 有一些效應和電流有關,例如電流的熱效應,根據安培定律,電流也會產生磁場,馬達、電感和發電機都和此效應有關。.

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類比數位轉換器

模拟数字转换器(Analog-to-digital converter, ADC, A/D or A to D)是用于将模拟形式的连续信号转换为数字形式的离散信号的一类设备。一个模拟数字转换器可以提供信号用于测量。与之相对的设备成为数字模拟转换器。 典型的模拟数字转换器将模拟信号转换为表示一定比例电压值的数字信号。然而,有一些模拟数字转换器并非纯的电子设备,例如旋转编码器,也可以被视为模拟数字转换器。 数字信号输出可能会使用不同的编码结构。通常会使用二进制二补数(也称作“补码”)进行表示,但也有其他情况,例如有的设备使用格雷码(一种循环码)。.

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连续函数

在数学中,连续是函数的一种属性。直观上来说,连续的函数就是当输入值的变化足够小的时候,输出的变化也会随之足够小的函数。如果输入值的某种微小的变化会产生输出值的一个突然的跳跃甚至无法定义,则这个函数被称为是不连续的函数(或者说具有不连续性)。 举例来说,考虑描述一棵树的高度随时间而变化的函数h(t),那么这个函数是连续的(除非树被砍断)。又例如,假设T(P)表示地球上某一点P的空气温度,则这个函数也是连续的。事实上,古典物理学中有一句格言:“自然界中,一切都是连续的。”相比之下,如果M(t)表述在时间t的时候银行账户上的钱币金额,则这个函数无论在存钱或者取钱的时候都会有跳跃,因此函数M(t)是不连续的。.

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运算放大器

运算放大器(Operational Amplifier,簡稱OP、OPA、op-amp、运放)是一种直流耦合,差模(差動模式)輸入、通常為單端輸出(Differential-in, single-ended output)的高增益(gain)電壓放大器。在这种配置下,运算放大器能产生一个比输入端电势差大数十万倍的输出电势(对地而言)。因为刚开始主要用于加法,減法等類比运算电路中,因而得名。 通常使用運算放大器時,會將其輸出端與其反相輸入端(inverting input node)連接,形成一負反馈組態。原因是運算放大器的電壓增益非常大,範圍從數百至數萬倍不等,使用負回授方可保證電路的穩定運作。但是這並不代表運算放大器不能連接成正反馈組態,相反地,在很多需要產生震盪訊號的系統中,正反饋組態的運算放大器是很常見的組成元件。 运算放大器有许多的規格参数,例如:低频增益、单位增益频率(unity-gain frequency)、相位邊限(phase margin)、功耗、输出摆幅、共模抑制比、电源抑制比、共模输入范围(input common mode range)、轉動率(slew rate)、输入偏移電壓(input offset voltage,又譯:失调电压)及雜訊等。 目前運算放大器廣泛應用於家電,工業以及科學儀器領域。一般用途的積體電路運算放大器售價不到一人民币,而現在運算放大器的設計已經非常成熟,輸出端可以直接短路到系統的接地端而不至於產生短路電流破壞元件本身。.

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邏輯閘

逻辑门是在集成電路上的基本組件。简单的邏輯閘可由晶体管组成。這些晶体管的组合可以使代表两种信号的高低电平在通过它们之后产生高电平或者低电平的信号。高、低电平可以分别代表逻辑上的“真”与“假”或二进制当中的1和0,从而实现邏輯运算。常见的逻辑门包括“與”閘,“或”閘,“非”閘,“異或”閘(也稱:互斥或)等等。 逻辑门是組成數字系統的基本結構,通常组合使用實現更為複雜的邏輯運算。一些廠商通過邏輯門的組合生產一些實用、小型、集成的產品,例如可程式邏輯裝置等。.

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量化 (信号处理)

在数字信号处理领域,量化指将信号的连续取值(或者大量可能的离散取值)近似为有限多个(或较少的)离散值的过程。量化主要应用于从连续信号到数字信号的转换中。连续信号经过采样成为离散信号,离散信号经过量化即成为数字信号。注意离散信号并不需要经过量化的过程。信号的采样和量化通常都是由ADC实现的。 例如CD音频信号就是按照44100Hz的频率采样,按16位元量化为有着65536(.

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量化噪声

量化前的信号经量化后被量化后的信号所代替,这个过程必然要产生量化误差,因此,设输入信号与输出信号之间的差值为e.

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金屬氧化物半導體場效電晶體

金屬氧化物半導體場效電晶體(簡稱:金氧半場效電晶體;Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,縮寫:MOSFET),是一種可以廣泛使用在模拟電路與数字電路的場效電晶體。金屬氧化物半導體場效電晶體依照其通道極性的不同,可分為电子占多数的N通道型與空穴占多数的P通道型,通常被稱為N型金氧半場效電晶體(NMOSFET)與P型金氧半場效電晶體(PMOSFET)。 以金氧半場效電晶體(MOSFET)的命名來看,事實上會讓人得到錯誤的印象。因為MOSFET跟英文單字「metal(金屬)」的第一個字母M,在當下大部分同類的元件裡是不存在的。早期金氧半場效電晶體閘極使用金屬作為材料,但由於多晶矽在製造工藝中更耐高溫等特點,許多金氧半場效電晶體閘極採用後者而非前者金屬。然而,隨著半導體特徵尺寸的不斷縮小,金屬作為閘極材料最近又再次得到了研究人員的關注。 金氧半場效電晶體在概念上屬於絕緣閘極場效電晶體(Insulated-Gate Field Effect Transistor, IGFET)。而絕緣閘極場效電晶體的閘極絕緣層,有可能是其他物質,而非金氧半場效電晶體使用的氧化層。有些人在提到擁有多晶矽閘極的場效電晶體元件時比較喜歡用IGFET,但是這些IGFET多半指的是金氧半場效電晶體。 金氧半場效電晶體裡的氧化層位於其通道上方,依照其操作電壓的不同,這層氧化物的厚度僅有數十至數百埃(Å)不等,通常材料是二氧化硅(SiO2),不過有些新的進階製程已經可以使用如氮氧化硅(silicon oxynitride, SiON)做為氧化層之用。 今日半導體元件的材料通常以矽為首選,但是也有些半導體公司發展出使用其他半導體材料的製程,當中最著名的例如國際商業機器股份有限公司使用硅與鍺的混合物所發展的矽鍺製程(SiGe process)。而可惜的是很多擁有良好電性的半導體材料,如砷化鎵(GaAs),因為無法在表面長出品質夠好的氧化層,所以無法用來製造金氧半場效電晶體元件。 當一個夠大的電位差施於金氧半場效電晶體的閘極與源極之間時,電場會在氧化層下方的半導體表面形成感應電荷,而這時就會形成反轉通道(inversion channel)。通道的極性與其汲極(drain)與源極相同,假設汲極和源極是n型,那麼通道也會是n型。通道形成後,金氧半場效電晶體即可讓電流通過,而依據施於閘極的電壓值不同,可由金氧半場效電晶體的通道流過的電流大小亦會受其控制而改變。.

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電壓

電壓(Voltage,electric tension或 electric pressure),也稱作電位差(electrical potential difference),是衡量单位电荷在静电场中由于電勢不同所產生的能量差的物理量。此概念與水位高低所造成的「水壓」相似。需要指出的是,“电压”一词一般只用于电路当中,“電動勢”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。 電壓的國際單位是伏特(V)。1伏特等於對每1庫侖的電荷做了1焦耳的功,即U(V).

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電阻器

電阻器(Resistor),泛指所有用以產生電阻的電子或電機配件。電阻器的運作跟隨歐姆定律,其電阻值定義為其電壓與電流相除所得的比值。 其中 電阻器是電子電路中常見的元件,實際的電阻可以由許多不同的材質構成,包括薄膜、水泥或是高電阻系數的鎳鉻合金()。電阻器也可整合到積體電路中,特別是類比IC,也可以整合到混合式集體電路或印刷電路中。 電阻器的機能可以用其電阻來表示,常用的電阻器阻值範圍超過9個數量級。電阻器阻值有一定的誤差範圍,在電子電路中使用電阻器時,需考慮使用電阻器的允許誤差和應用是否符合,若是一些精密的電路,可能也需要考慮電阻器的溫度係數。電阻器也會標示其最大功率,此數值需大於電阻器在電路中預期的能量消耗,尤其在電力電子應用中更需考慮。大功率的電阻器一般會需要散熱片。在高壓電路中也需考慮電阻器可承受的最大電壓,電阻器的工作電壓一般沒有下限,但電阻器的電壓若超過其最大電壓,可能在電流流過時使電阻器燃燒。 實際的電阻器會有串聯的雜散電感及並聯的雜散電容。在高頻應用時這些規格就相當重要。在低噪音放大器或是的應用中,電阻的雜訊也需要考慮。電阻器的雜散電感、雜訊及溫度係數都和電阻器製造商使用的技術有關。一般廠商生產的一系列電阻器會使用某特定技術,不會針對個別電阻器標示使用的技術。一系列電阻器也可能以其形狀因數來區分,也就是零件的大小,以及引腳或端子的位置,這些在實際電路板佈線時都需考慮到。.

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逻辑电平

逻辑电平是指一种可以产生信号的状态,通常由信号与地线之间的电位差来体现。逻辑电平的浮动范围由逻辑家族中不同器件的特性所决定。 分类:电子技术.

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放大器

放大器(Amplifier),俗稱音箱,一般而言是指能够使用较小的能量来控制较大能量的任何器件。现在,在日常使用中,这个名词常常是指放大器電路,经常用于音频应用中。 一个放大器的输入输出关系——常常表示为一个与输入频率相关的函数,这个关系称为放大器的传输函数,同时这个传输函数的系数定义为增益。.

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放大器電路

放大器電路,或稱放大電路,能增加訊號的輸出功率。它透過電源取得能量來源,以控制輸出訊號的波形與輸入訊號一致,但具有較大的振幅。依此來講,放大器電路亦可視為可調節的輸出電源,用来获得比输入信号更强的输出信号。 放大器的四种基本类型是电压放大器、电流放大器、互导放大器和互阻放大器。进一步的区别在于输出是否是输入的线性或非线性表示。放大器也可以通过在信号链中的物理位置来分类。.

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散粒噪声

散粒噪声是一种实验观测中的读出噪声,当观测中数量有限的携带能量的粒子(例如电路中的电子或光学仪器中的光子)数量少到能够引发数据读取中出现可观测到的统计涨落,这种读出的统计涨落被称作散粒噪声。这种噪声在电子学、通信和基础物理领域是相当重要的概念。 这种噪声的强度随着平均电流强度或平均光强度增加,但是由于电流强度或光强度的增加会使信号本身的强度增加相对散粒噪声的增加更快,增加电流强度或光强度实际是提升了信噪比。 散粒噪声的本质在于,通过测量到的电流强度或光强度能够给出收集到的电子或光子的平均数量,但无法得知任意时刻实际收集到的电子或光子数量。实际的数量可能会高于、低于或相当于平均的数量,其分布按平均值遵循泊松分布。由于泊松分布在大量粒子数时趋向于正态分布,在大量粒子存在时信号中的散粒噪声会呈现正态分布。散粒噪声的标准差此时等于平均粒子数的平方根,信噪比从而为 这里N\,是采集到的平均粒子数。当N\,很大时信噪比也会很大。因此尤其当测量中采集的粒子数很少时对散粒噪声的分析就显得非常重要。.

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数字信号

數位訊號可以有多重的含义。它可以用来表示已经数字化的离散时间信号,或者表示數位系統中的波形信号。.

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数字电路

数字电路或数字集成电路是由许多的逻辑门组成的复杂电路。与模拟电路相比,它主要进行数字信号的处理(即信号以0与1两个状态表示),因此抗干扰能力较强。数字集成电路有各种门电路、触发器以及由它们构成的各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。一个数字系统一般由控制部件和运算部件组成,在时脈的驱动下,控制部件控制运算部件完成所要执行的动作。通过類比數位轉換器、數位類比轉換器,数字电路可以和模拟电路互相连接。.

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數位類比轉換器

数字模拟转换器(Digital to analog converter,英文缩写:DAC)是一种将数字信号转换为模拟信号(以电流、电压或电荷的形式)的设备。模拟数字转换器(ADC)则是以相反的方向工作。在很多数字系统中(例如计算机),信号以数字方式存储和传输,而数字模拟转换器可以将这样的信号转换为模拟信号,从而使得它们能够被外界(人或其他非数字系统)识别。 数字模拟转换器的常见用法是在音乐播放器中将数字形式存储的音频信号输出为模拟的声音。有的电视机的显像也有类似的过程。数字模拟转换器有时会降低原有模拟信号的精度,因此转换细节常常需要筛选,使得误差可以忽略。 由于成本的考虑以及对于模块化电子元件的需求,数字模拟转换器基本上是以集成电路的形式制造。数字模拟转换器有多重架构,它们各自都有各自的优缺点。在特定的应用中,数字模拟转换器的选用是否合适,取决于其一系列参数(包括转换速率以及分辨率)是否合适。.

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晶体管

晶体管(transistor),早期音譯為穿細絲體,是一种-zh-cn:固体; zh-tw:固態;--zh-cn:半导体器件; zh-tw:半導體元件;-,可以用于放大、开关、稳压、信号调制和许多其他功能。在1947年,由約翰·巴丁、沃爾特·布喇頓和威廉·肖克利所發明。當時巴丁、布喇頓主要發明半導體三極體;肖克利則是發明PN二極體,他們因為半導體及電晶體效應的研究獲得1956年諾貝爾物理獎。 電晶體由半導體材料組成,至少有三個對外端點(稱為極),(C)集極、(E)射極、(B)基極,其中(B)基極是控制極,另外兩個端點之間的伏安特性關係是受到控制極的非線性電阻關係。晶体管基于输入的電流或电压,改變輸出端的阻抗 ,從而控制通過輸出端的电流,因此晶體管可以作為電流開關,而因為晶体管輸出信號的功率可以大於輸入信號的功率,因此晶体管可以作為电子放大器。.

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模拟电子類比電路

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