第1章身边的电子电路无处不在
第1讲电子电路到底是什么?
电工电路和电子电路
电气产品中使用的元件种类繁多。其中,电阻、电感和电容等被归类为被动元件(无源元件),它们在通电时会产生某种作用,但不具备放大电信号的功能。另一方面,三极管、场效应管、集成电路(1C)等被归类为主动元件(有源元件),它们能够放大电信号。由此,本书将电路分为电工电路和电子电路。
电工电路:由被动元件构成的电路。
产品示例:电热水器\风扇(非电子控制产品)。
电子电路:由被动元件和主动元件构成的电路。
产品示例:智能手机、电视机、计算机。
模拟电路和数字电路
本书主要讨论使用被动元件和主动元件的电子电路。电子电路又可进一步分为措拟电路和教字电路。
电子电路
措拟电路:处理模拟信号的电路。
数字电路:处理数字信号的电路。
模拟信号是连续变化的电信号。例如,我们的声音就是模拟信号。数字信号是离散状态的电信号,通常只有0和1两种值。例如,计算机内部的数据处理就是基于数字信号进行的。
提到电子电路,有时可能仅指模拟电路。本书将尽量通俗易懂地讲解模拟电路(第4章)和数字电路(第5章和第6章)。电工电路在第2章讨论,被动元件和主动元件则会在第3章详细介绍。
第二讲智能手机里好多“聪明”的元件
搭载了多种功能
智能手机(smartphone),常被简称为“手机”,巳成为我们日常生活中不可或缺的电子设备。“smart”在英语中意为“聪明”。智能手机正如其名,搭载了多种功能,能够通过简单操作完成许多复杂任务。
数据处理:以CPU(中央处理器)为核心的计算功能。
内存:存储应用软件、照片、视频、音乐等数据的集成电路(1C)。
通信:电话、无线网络通信(如Wi-F|、5G模块)、全球定位系统(GPS)通信、蓝牙和NFC等。
传感器:指纹识别传感器、面部识别用高分辨率摄像头、加速度计、陀螺仪、环境光传感器等。
显示屏:高分辨率触控屏幕,正从液晶屏向高画质、低功耗的有机发光二极管(OLED)显示屏过渡。
电池:通常使用锂离子(Li-ion)电池,以保障长时间运行。
此外,智能手机还拥有麦克风、扬声器、振动电机等多种辅助组件。可以说,智能手机是一种将高性能计算、通信功能和多种传感技术融为一体的电子设备。
一部智能手机配多个摄像头
近年来,智能手机逐渐开始配备多个摄像头,如常见配置包括前置2个摄像头和后置4个摄像头,共计6个摄像头。
摄像头数量的增加带来了更加丰富的拍摄功能。例如,多摄像头布局使传感器面积变大,能够捕捉更多的光线,即使在较暗环境下也能拍摄出清晰的影像;长焦镜头、广角镜头和深度感知摄像头协同工作,不仅能够准确测量拍摄对象与摄像头之间的距离,还能实现模糊背景(景深效果)等图像处理功能。
解析卫星信号的GPS
绝大多数智能手机都配备了GPS接收器。通过解析围绕地
球运行的GPS卫星发射的信号,实现对手机当前位置的精准测定。
下图为单颗GPS卫星的工作原理:通过接收卫星信号,智能手机计算出与该卫星之间的距离D。于是,手机的位置即位于以该卫星为中心,半径为D的球面上。
当使用2颗GPS卫星时,智能手机与两颗卫星等距离的位在2个球面相交的圆周上。然而,无法确定智能手机在圆周上
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