電子科技大學20**年碩士研究生入學考試大綱(初試.專業課)
考試科目
836信號與系統和數字電路
考試層次
√
博士入學
√
碩士入學
考試時間
180分鐘
總分
150分
參考書目
SIGNALS
AND
SYSTEMS
A.V.Oppenheim
電子工業出版社
脈沖與數字電路
萬棟義
電子科技大學出版社
脈沖與數字電路
王毓銀
高等教育出版社
信號與系統
何子述
高等教育出版社
信號與系統分析
張明友
電子工業出版社
信號與系統復習考研例題詳解
張明友
電子工業出版社
20**年
考試范圍:
《信號與系統》部分(60%)
熟練掌握信號的定義和分類,信號的基本運算,奇異信號的概念和運算性質;熟練掌握系統的定義,系統的性質。
了解線性時不變系統的數學描述、零輸入響應和零狀態響應的概念;熟練掌握系統沖激響應的定義及對系統特性的描述;能熟練進行卷積和、卷積積分計算,熟練掌握卷積的運算性質。
深刻理解連續時間信號傅立葉級數分解和傅立葉變換的物理意義,熟練掌握和能靈活應用傅立葉變換的性質;掌握系統頻率響應定義及相關概念;熟練掌握信號的濾波、調制、采樣、恢復及采樣定理等理論;掌握希爾伯特變換。
掌握雙邊拉氏變換的定義、收斂域的概念、傅氏變換與拉氏變換的關系;熟練掌握雙邊拉氏變換的性質;熟練掌握連續時間系統函數及與系統特性的關系;能熟練地用雙邊或單邊拉氏變換理論求系統(和電路)響應;熟練掌握連續時間系統的方框圖描述;能根據系統函數建立連續時間系統狀態方程。
掌握雙邊z變換的定義和收斂域概念,熟練掌握雙邊z變換的性質;熟練掌握離散時間系統函數及與系統特性的關系;能熟練地用雙邊或單邊z變換求系統響應;熟練掌握離散時間系統的方框圖描述;能根據系統函數建立離散時間系統狀態方程。
《數字電路》部分(40%)
一、大綱依據:
根據“數字邏輯設計及應用”課程教學大綱有關要求和有關專業技能培養目標的需求為依據設定。
二、大綱內容:
主要包括數字電路基礎知識、概念與定理體系;組合電路、時序電路分析與設計;綜合分析與應用三大部分。
1、數字電路基礎知識、概念與定理體系(20%)
主要考評考生對于數字電路基礎知識、概念的理解掌握程度以及對數字邏輯定理體系的掌握與運用能力。
主要內容有:二進制數的表達、轉換與運算;邏輯函數的基本表達方式及相互的轉換;數字邏輯定理的表述、證明和運用;組合邏輯最簡表達與靜態冒險問題;組合電路、時序電路的基本特性等。
2、組合電路、時序電路分析與設計(50%)
主要考評考生對以邏輯門、基本時序元件為基礎的數字組合電路、時序電路分析設計的基本技能的掌握程度,分析、設計過程的規范表達能力。
主要內容有:以邏輯門、基本時序元件為基礎的數字組合電路、時序電路分析;利用邏輯門、基本時序元件完成規定電路功能的設計;分析、設計過程的規范表達;常用數字邏輯功能單元電路(如譯碼器、編碼器、數據選擇器、比較器、加法器、計數器、移位寄存器等)的基本運用等。
3、綜合分析與應用(30%)
主要測試考生利用指定數字電路功能模塊設計出能完成預定任務要求的電路的能力或分析指定電路所實現的功能。
主要內容有:常用數字邏輯功能單元電路(如譯碼器、編碼器、數據選擇器、比較器、加法器、計數器、移位寄存器等)的綜合應用。
考試科目
841模擬電路
考試層次
√
博士入學
√
碩士入學
考試時間
180分鐘
總分
150分
參考書目
模擬電路分析與設計基礎
吳援明
科學出版社
20**年
第一章
半導體材料及二極管
一、了解半導體的基本知識
本征半導體與雜質半導體(P型與N型);本征激發與復合;雜質電離;空穴導電原理;多子與少子;漂移電流與擴散電流的概念;PN結的形成(耗盡層、空間電荷區和勢壘區的含義);PN結的單向導電特性;不對稱PN結。
二、掌握二極管的基本知識
二極管單向導電特性及二極管伏安特性方程;二極管伏安特性曲線及其溫度特性;二極管導通電壓與反向飽和電流;二極管的直流電阻與交流電阻(估算式);硅管與鍺管的區別。
三、二極管應用
掌握單向導電特性應用:整流與限幅。能分析簡單二極管電路。
正向導通特性應用:恒壓源模型及小信號模型。
反向擊穿特性及應用:了解反向擊穿現象;掌握穩壓管工作原理及電路。
了解電容效應及應用:勢壘電容與擴散電容;變容二極管原理。
第二章
雙極型晶體三極管(BJT)
一、理解BJT工作原理
NPN與PNP管;放大偏置特點;放大偏置時內部載流子傳輸;放大偏置時外電流關系(掌握直流傳輸方程,,,ICBO,ICEO的概念);放大偏置時的vBE、vCE的作用(正向電壓的指數控制作用和反向電壓的基區寬調效應);BJT的截止與飽和狀態及特點。
二、BJT靜態伏安特性曲線
理解共射輸入特性曲線和輸出特性曲線(三個區)及特點。
三、BJT參數
理解、、a、b、ICBO、ICEO、ICM、PCM、BVCEO和fT的含義
四、混合p模型
理解完整模型和了解模型參數的物理含義。
熟練掌握兩種簡化模型(gm參數和b參數模型)及其模型參數的計算方法。
第三章
BJT放大電路
一、理解放大器的一些基本概念
信號源(內阻,源電壓,源電流);負載電阻;輸入輸出電壓(電流);耦合電容與旁路電容;直流通路與交流通路;交流地;工作點;小信號放大的波形演示。
二、熟練掌握BJT偏置電路的分析和設計方法
工作點的估算;直流負載線;穩基流電路;基極分壓射極偏置電路的穩Q原理和穩定條件。
三、BJT三種基本組態放大器(中頻段)
熟練掌握小信號放大器指標及其意義:端增益、源增益、輸入與輸出電阻。
掌握CE、CC、CB放大電路、指標及特點;熟練掌握等效電路分析法。
掌握CE放大器的交流負載線的畫法和動態范圍的分析方法;理解截止失真與飽和失真。
四、多級放大器
理解級間耦合方式;了解直流放大器的特殊問題;掌握放大器通用模型;掌握多級放大器指標計算。
第四章
MOSFET及其放大電路
一、FET原理
了解FET的分類、電路符號;了解N溝道增強MOSFET的工作原理及N溝道JFET;放大區的溝道狀態及vGS和vDS對iD的影響。
二、FET特性曲線
以N溝道增強型MOSFET為重點,理解FET的結構特性曲線和輸出特性曲線,掌握放大區的平方律公式。
三、FET偏置電路(自給偏壓和混合偏置)
掌握工作點的估算方法,了解P溝道FET與N溝道FET偏置極性的差別。
四、FET的小信號模型
理解gm的含義及計算式,理解rds含義、完整小信號模型;掌握低頻小信號模型。
五、FET的CS和CD組態放大器
熟練掌握放大器電路的指標計算及特點。
第五章
放大器的頻率響應
一、放大器頻率響應的概念及描述
掌握產生頻率響應的原因;理解放大器頻率特性函數,掌握fL、fH、BW的定義;理解幅頻特性和相頻特性函數;了解頻率失真(幅頻失真、相頻失真)及其與非線性失真的區別;了解對數頻率特性曲線?波特圖的概念。理解放大器的增益函數、零、極點。
二、掌握放大器的低、高頻截止頻率的估算
用短路時間常數法估算fL;用開路時間常數法估算fH。
第六章
模擬集成單元電路
一、恒流源
熟練掌握恒流源電路的原理、模型及主要指標;理解基本鏡像恒流源、比例恒流源和微電流恒流源電路和特點;熟練掌握有源負載放大器工作原理。
二、熟練掌握差動放大器的工作原理和分析方法
差放的信號分解(vic、vid與任模信號關系);各種差放電路;差放工作點估算;差放的指標(Avd,Avc,KCMR,Rid,Ric,Ro)及用單邊等效電路法求指標,差放抑制零漂的原因;了解差放的小信號范圍、大信號限幅特性及頻率特性。
三、功率輸出電路
了解功放的分類,乙類功放優于甲類功放的特點;理解乙類功放的交越失真及克服方法。
掌握互補功放的電路原理及滿激勵指標(效率、管耗、電源功率)的計算;理解功率管極限參數(ICM,PCM,BVCEO);理解復合管的連接方式。
第七章
負反饋技術
一、單環理想模型
理解基本概念:原輸入*s、凈輸入*i和反饋信號*f;A放大器、B網絡;開環增益A與閉環增益Af;反饋系數B;反饋深度F;環路傳輸系數T;基本反饋方程;正反饋與負反饋;深度負反饋。四種反饋類型及其雙口網絡模型。
二、掌握反饋放大器類型及極性的判斷
三、理解負反饋的效果
理解負反饋穩定閉環增益、展寬通頻帶、減小非線性失真、改變輸入輸出電阻和穩定工作點的作用。
四、掌握A、B電路分析法和負反饋放大電路交流參數的計算;熟練掌握深負反饋條件下Af和Avsf的計算。
五、負反饋放大器的穩定性
理解產生自激振蕩的原因和自激條件;了解用已知的T(jw)和A(jw)的波特圖判斷穩定性的方法;了解穩定裕量的計算方法;了解自激振蕩的消除方法。
第八、九章
集成運算放大器及其應用電路與設計
一、了解集成運放電路組成及特點,理解放大電路的四種模型。
二、了解集成運放的主要參數:Avd,KCMR,Rid,Ro,BWG,SR,VIO,dVIO/dT,Iio,dIIO/dT
三、熟練掌握理想運放分析法
虛短路與虛開路法則;理想運放分析法成立的原因;兩個基本的運放負反饋電路、公式及特點。
四、掌握運放的線性應用電路的分析和設計方法
代數和運算電路;差動放大器;積分器與微分器;了解線性應用電路(有源濾波器、振蕩器、比較器、波形發生器等)。
篇2:信號與系統期末考試知識點梳理
信號與系統知識點綜合
CT:連續信號
DT:離散信號
第1章
信號與系統
1、
功率信號與能量信號
性質:(1)能量有限信號的平均功率必為0;
(2)非0功率信號的能量無限;
(3)存在信號既不是能量信號也不是功率信號。
2、
自變量變換
(1)時移變換
*(t)→*(t-t0),*[n]→*[n-n0]
(2)時間反轉變換
*(t)→*(-t),*[n]→*[-n]
(3)尺度變換
*(t)→*(kt)
3、
CT、DT復指數信號
周期
頻率
CT
所有的w對應唯一T
DT
為有理數
4、
單位脈沖、單位沖激、單位階躍
(1)DT信號
關系
(2)CT信號
t=0時無定義
關系
(3)篩選性質
(a)CT信號
(b)DT信號
5、
系統性質
(1)
記憶系統
y[n]=y[n-1]+*[n]
無記憶系統
y(t)=2*(t)
(2)
可逆系統
y(t)=2*(t)
不可逆系統
y(t)=*2(t)
(3)
因果系統
y(t)=2*(t)
非因果系統
y(t)=*(-t)
(4)
穩定系統
y[n]=*[n]+*[n-1]
不穩定系統
(5)
線性系統(零輸入必定零輸出)
齊次性
a*(t)→ay(t)
可加性
*1(t)+*2(t)→y1(t)+y2(t)
(6)
時不變系統
*(t-to)→y(t-t0)
第二章
1、
DT卷積和,CT卷積積分
2、
圖解法
(1)
換元;(2)反轉平移;(3)相乘;(4)求和
第3章
CFS
DFS
1、
CFS
收斂條件:*(t)平方可積;Dirichlet條件。
存在“吉伯斯現象”。
DFS
無收斂條件
無吉伯斯現象
2、
三角函數表示
第4、
五章
CTFT
DTFT
1、
(1)CTFT
(a)非周期
收斂條件(充分非必要條件):*(t)平方可積;Dirichlet條件。
存在“吉伯斯現象”。
(b)周期
(2)DTFT
(a)非周期
存在收斂條件
不存在吉伯斯現象
(b)周期
2、
對偶
(1)
CTFT、DFS
自身對偶
CTFT的對偶性
DFS的對偶性
(2)DTFT與CFS
對偶
3、
時域、頻域特性
4、
性質
(1)
時移與頻移
(a)CT信號
(b)DT信號
(2)
時域微分(差分)和頻域微分(求和)
(a)
CT信號
(b)
DT信號
(3)
時域擴展(內插)
(a)
CT信號
(b)DT信號
(4)
共軛性質
(a)
CT信號
(b)DT信號
5、
系統
穩定系統才存在H(jw)
y(t)=*(t)*h(t)
Y(jw)=*(jw)H(jw)
第6章
時頻特性
1、
模、相位
2、
無失真條件
3、理想濾波器
非因果,是物理不可能實現的。
4、
非理想濾波器
第7章
采樣
1、
理想采樣
2、
Nyquist采樣定理
(1)*(t)帶限于wm(Nyquist頻率);
(2)ws>2wm(Nyquist率)。
3、欠采樣(ws<=wm)
(1)高頻→低頻;
(2)相位倒置。
應用:(1)取樣示波器;
(2)頻閃測速。
4、
CT信號用DT系統處理
篇3:實驗十九-利用含本質非線性環節的三階系統產生正弦信號
廣西大學實驗報告紙
姓名:
指導老師:
成績:
學院:電氣工程學院
專業:自動化
班級:
實驗內容:利用含本質非線性環節的三階系統產生正弦信號
20**年月日
各個組員及各自發揮的作用:
1.
。
【實驗時間】20**年3月18日
【實驗地點】綜合樓自動控制實驗室
【實驗目的】
1、
掌握用描述函數法分析非線性控制系統的穩定性和自振蕩原理
2、
掌握利用MATLAB/Simulink進行非線性系統的描述函數分析方法
【實驗設備與軟件】
1、
labACT實驗臺與虛擬示波器
2、
MATLAB軟件
3、
Multisim/Simulink仿真軟件
【實驗原理】
1、
實驗對象與含本質非線性環節的閉環系統
傳遞函數:
2、
描述函數分析非線性系統
非線性環節的描述函數的定義為非線性環節的輸入正弦波信號與穩態輸出的基波分量的復數比。描述函數法是非線性控制系統的一種近似分析法,它表達了非線性元件對正弦的傳遞能力,由于大多數不包含儲能元件,它們輸出與輸入頻率無關。所以常見的描述函數僅是非線性環節輸入正弦波信號幅值A的函數,用N(A)來表示。
閉環系統頻率特征:
從特征方程
可得
由此可以按Nyquist穩定性判定方法判定系統穩定性。
3、
接線與操作方法
輸入信號通過按下信號發生器(B1)階躍信號按鈕時+5V→0階躍產生。需要注意的是,如果有飽和現象產生,需人工放電。
【實驗內容、方法、過程與分析】
1、
實驗內容
①基于圖1所示的閉環系統,針對非線性部分選為理想繼電型(M=3.6)通過MATLAB進行仿真分析求取描述函數,分析清楚后,要求在Multisim中構建一個典型的模擬系統驗證,正確后在labACT實驗箱上進一步實驗。要求列表記錄標志性數據。
②基于圖1所示的閉環系統,針對非線性部分選為飽和繼電型(M=3.6)選取合適參數,使其出現自持振蕩,通過MATLAB進行仿真分析求取描述函數,算出自持振蕩的幅值和角頻率。分析清楚后,要求在Multisim中構建一個典型的模擬系統驗證,正確后在labACT實驗箱上進一步實驗。要求列表記錄標志性數據。
2、
實驗方法
①利用已知對象傳遞函數和非線性系統描述函數,列式求解自持振蕩的幅值和頻率(通過MATLAB計算)。
②利用有源電路(運算放大器、電阻、電容、穩壓管等)模擬系統對象和非線性環節。
③利用Multisim仿真,驗證計算自持振蕩幅值和頻率的正確性,并另取不同輸入進一步研究系統特性。
④在labACT上對仿真結果進行驗證。
3、
實驗過程與分析
(1)
實驗過程
①列式求解自持振蕩幅值和頻率
1)
理想繼電型:
控制對象傳遞函數為:,頻域特性為:
非線性環節描述函數為:
根據自持振蕩公式:,則
即
得:ω=√2=1.414rad/s,A=1.53
2)
飽和繼電型:
控制對象傳遞函數為:,頻域特性為:
非線性環節描述函數為:
根據自持振蕩公式:,則
即
,取
即
得:ω=√2=1.414rad/s,A=1.51
②利用Multisim進行仿真實驗
1)
理想繼電型:
仿真電路:
仿真輸出:
2)
飽和繼電型:
仿真電路:
仿真輸出:
③labACT實驗箱操作
1)
理想繼電型
輸出波形:
實驗結果:
T=4.418s,則ω=1.503rad/s;A=1.37V
2)
飽和繼電型
輸出波形:
實驗結果:
T=4.386s,則ω=1.433rad/s;A=1.29V
④實驗結論
labACT實驗箱操作結果與Multisim仿真結果相近,因實際設備中存在誤差(如電阻、電容的數值不一定完全準確等),所以實驗成功。
(2)
實驗分析
①非線性環節的描述函數為,負倒描述函數為。
在復平面上,的曲線隨著參數A的變化而移動,頻率特性曲線隨著ω的變化而移動。
可以由Nyquist判據知道,參數A的變化趨勢:
a、若曲線不包圍曲線,非線性系統穩定;
b、若曲線包圍曲線,非線性系統不穩定;
c、若曲線與曲線有交點,對應非線性系統等幅周期運動。
②在本系統中,一直對象為,根據以上分析:
a、理想繼電型對象Nyquist曲線與非線性環節負倒描述函數曲線的關系如下:
由圖可知,兩曲線存在交點,故系統響應為自激振蕩,經列式計算可得對應的頻率ω和幅值A。這一結論由實驗得到驗證。
b、飽和繼電型對象Nyquist曲線與非線性環節負倒描述函數曲線的關系如下:
由圖可知,當k>3時兩曲線存在交點,此時系統響應為自激振蕩(故實驗中去k=10),經列式計算可得對應的頻率ω和幅值A。這一結論由實驗得到驗證。
【實驗總結】
通過本次實驗,我們掌握了用描述函數分析非線性控制系統的穩定性和自震蕩的原理,所謂非線性環節的描述函數的定義,為非線性環節的輸入正弦波信號與穩態輸出的基波分量的復數比。我們使用了頻域分析法,本質就是應用諧波線性化的方法。我們還在
Simulink進行非線性系統的描述函數分析方法。