【三级】第二章 电路初探（二）

机器人助理

2.2电路基础2.2.1信号、模拟信号、数字信号

信号（Single)

信号是反映信息的物理量,信号的表现形式有很多，人在交流过程中的表情、手势、眼神、声音、语调等都是信号的某种表达方式，传递出相应的信息。此外常见的温度、压力、流量等也是反映信息的物理量。

在控制系统中，可以通过传感器将各种非电的物理量转换成电信号。电信号很容易传送、控制和存储，所以电信号是目前应用最为广泛的信号。

控制系统的主要作用是通过传感器接收外界信息，发送给控制器（UNO主板） 控制器根据程序进行分析判断后，将命令输出给执行器执行。在这个过程中，信息和命令都是以电信号的形式传输和保存的。电信号形式多种多样，可以从不同角度进行分类。在电子电路中，一般将信号分为模拟信号和数字信号。

模拟（Analog)信号在时间和数值上均具有连续性的信号。大多数信息转换成的信号均为模拟信号。例如：气温、水龙头的流量、光的亮度等。

数字（Digital)信号在时间和数值上均具有离散性的信号。数字信号一般通过模拟信号转换而来。

             模拟信号和数字信号

数字量：在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。把表示数字量的信号叫数字信号。把工作在数字信号下的电子电路叫数字电路。数字量由多个开关量组成。如三个开关量可以组成表示八个状态的数字量。

模拟量：在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。把表示模拟量的信号叫模拟信号。把工作在模拟信号下的电子电路叫模拟电路。模拟量是连续的量，数字量是不连续的。反映的是电量测量数值（如电流、电压）。

输入输出（input/output，I/O），描述的是在计算机上输入输出数据的操作系 统、程序或设备。

2.2.2导体、绝缘体和半导体

导体是指电阻率很小且易于传导电流的物质。导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为载流子。在外电场作用下，载流子作定向运动，形成明显的电流。

金属是最常见的一类导体。金属原子最外层的价电子很容易挣脱原子核的束缚，而成为自由电子，留下的正离子（原子实）形成规则的点阵。金属中自由电子的浓度很大，所以金属导体的电导率通常比其他导体材料的大。金属导体的电阻率一般随温度降低而减小。在极低温度下，某些金属与合金的电阻率将消失而转化为"超导体"。

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

绝缘体的导电性能非常差，称为绝缘体。常见的绝缘体有金刚石、云母、塑 料、玻璃、橡胶等。绝缘体的电阻率极高，达108～1020欧·米

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第二章 电路初探
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