電子系統是將各種信息匯集在一起的組件或部件的物理互連

它借助傳感器等輸入設備實現這一點，這種信息的方式，然后以輸出動作的形式使用電能來控制物理過程或對信號執行某種類型的數學運算。

但電子控制系統也可視為一個過程將一個信號轉換成另一個信號，以便給出所需的系統響應。然后我們可以說一個簡單的電子系統由一個輸入，一個過程和一個輸出組成，系統的輸入變量和系統的輸出變量都是信號。

有很多方法可以表示系統，例如：數學上，描述性地，圖形地或示意性地。電子系統通常被示意性地表示為一系列互連的塊和信號，每個塊具有其自己的一組輸入和輸出。

因此，即使是最復雜的電子控制系統也可以用簡單塊的組合，每個塊包含或表示單個組件或完整子系統。將電子系統或過程控制系統表示為多個互連的塊或框通常稱為“框圖表示”。

簡單電子系統的框圖表示

電子系統同時具有輸入和輸出輸出或輸出由處理輸入產生。而且，輸入信號可以使過程改變或者本身可以導致系統的操作改變。因此，系統的輸入是變化的“原因”，而由于該原因而在系統輸出上發生的結果動作稱為“效果”，其效果是原因的結果。換句話說，電子系統本質上可歸類為“因果”，因為它的輸入和輸出之間存在直接關系。電子系統分析和過程控制理論通常基于原因和效果分析。

因此，例如在音頻系統中，麥克風（輸入）設備）使聲波轉換成電信號，放大器放大（一個過程），揚聲器（輸出設備）產生聲波作為放大器電信號驅動的效果。

但是電子系統不一定是簡單或單一的操作。它也可以是多個子系統的互連，所有子系統都在同一個整體系統中協同工作。

我們的音頻系統可以用于連接CD播放器或DVD播放器，MP3播放器，或無線電接收器都是同一放大器的多個輸入，這反過來驅動一組或多組立體聲或家庭影院型環繞揚聲器。

但電子系統不能只是一組輸入和輸出，它必須“做某事”，即使它只是監視一個開關或打開一個燈。我們知道傳感器是輸入設備，可以檢測或將現實世界的測量值轉換為電子信號，然后再進行處理。這些電信號可以是電路內的電壓或電流的形式。相反或輸出設備稱為執行器，它將處理后的信號轉換為某種操作或動作，通常采用機械運動的形式。

電子系統類型

電子系統以連續時間（CT）信號或離散時間（DT）信號運行。連續時間系統是指輸入信號沿著連續時間定義的系統，例如隨時間“繼續”產生連續時間信號的模擬信號。

但是連續時間系統信號的幅度也可以變化，或者在時間周期 T 時是周期性的。因此，連續時間電子系統往往是純模擬系統，產生線性操作，其輸入和輸出信號在一段設定的時間內被參考。

例如，房間的溫度可以被歸類為連續時間信號，可以在兩個值或設定點之間測量，例如從冷到熱或周一至周五。我們可以通過使用時間 t 的自變量表示連續時間信號，其中 x（t）表示輸入信號， y（t）表示在一段時間 t 的輸出信號。

通常，我們可以使用的物理世界中存在的大多數信號往往是連續時間信號。例如，電壓，電流，溫度，壓力，速度等

另一方面，離散時間系統是指輸入信號不連續而是序列或一系列信號的系統在“離散”時間點定義的值。這導致離散時間輸出通常表示為值或數字序列。

通常，離散信號僅在離散間隔，值或等間隔時間點指定。因此，例如，房間的溫度在下午1點，下午2點，下午3點和下午4點測量，而不考慮這些點之間的實際室溫，例如，下午1:30或下午2:45。

但是，連續時間信號 x（t）只能以離散的間隔表示為離散信號集或“時刻”。不測量離散信號與時間的關系，而是以離散的時間間隔繪制，其中 n 是采樣間隔。因此，離散時間信號通常表示為 x（n）表示輸入， y（n）表示輸出。

然后我們可以將信號分別表示系統的輸入和輸出信號 x 和 y ，或者信號本身由變量 t 表示，通常表示連續系統的時間和變量 n ，它表示離散系統的整數值，如圖所示。

連續時間和離散時間系統

系統互連

其中一個實用方面電子系統和方框圖表示是它們可以以串聯或并聯組合的方式組合在一起，形成更大的系統。許多較大的實際系統是使用多個子系統的互連構建的，并且通過使用框圖來表示每個子系統，我們可以構建整個系統的圖形表示。

當子系統組合形成時在串聯電路中， y（t）的總輸出將等于輸入信號 x（t）的乘積，如子系統級聯在一起所示。 / p>

系列連接系統

對于串聯連續時間系統，輸出信號第一個子系統的 y（t），“A”成為第二個子系統的輸入信號，“B”其輸出成為輸入第三個子系統，“C”等等通過串聯鏈給出 AxBxC 等

然后原始輸入信號通過一個級聯串聯系統，因此對于兩個串聯的子系統，相當于單個o utput將等于系統的乘法，即 y（t）= G 1 （s）xG 2 （s）。其中 G 表示子系統的傳遞函數。

注意，系統的術語“傳遞函數”是指并且被定義為系統輸入和系統之間的數學關系。它的輸出或輸出/輸入因此描述了系統的行為。

此外，對于串聯系統，執行串聯操作的順序無關緊要關于輸入和輸出信號如下： G 1 （s）xG 2 （s）與 G <相同子> 2 （S）XG <子> 1 （S） 。簡單串聯電路的一個例子可以是單個麥克風，其輸入放大器，然后是揚聲器。

并聯電子系統

對于并聯連續時間系統，每個子系統都接收相同的系統將輸入信號及其各個輸出相加在一起以產生總輸出 y（t）。然后對于兩個并聯的子系統，等效的單個輸出將是兩個單獨輸入的總和，即 y（t）= G 1 （s）+ G 2 (s).

一個簡單的并聯電路的例子可能是幾個麥克風輸入混音臺，而混音臺又為放大器和揚聲器系統供電。

電子反饋系統

在控制系統中廣泛使用的另一個重要的系統互連是“反饋配置”。在反饋系統中，輸出信號的一部分被“反饋”并且被添加到原始輸入信號或從原始輸入信號中減去。結果是系統的輸出不斷地改變或更新其輸入，目的是修改系統的響應以提高穩定性。反饋系統通常也稱為“閉環系統”，如圖所示。

閉環反饋系統

在大多數實際電子系統設計中大量使用反饋系統來幫助穩定系統并增強其控制。如果反饋回路減小原始信號的值，則反饋回路稱為“負反饋”。如果反饋回路增加了原始信號的值，則反饋回路稱為“正反饋”。

簡單反饋系統的一個例子可以是家中的恒溫控制加熱系統。如果房屋太熱，反饋回路將關閉加熱系統以使其冷卻。如果房屋太冷，反饋回路將打開加熱系統“開”以使其變暖。在這種情況下，系統包括加熱系統，空氣溫度和恒溫控制的反饋回路。

系統的傳遞函數

任何子系統都可以表示為帶有輸入和輸出的簡單塊，如圖所示。通常，輸入指定為：θi，輸出為：θo。輸出與輸入之比表示子系統的增益（ G ），因此定義為： G =θo/θi

在此case， G 表示系統或子系統的傳輸函數。在根據傳遞函數討論電子系統時，使用復數算子 s ，然后將增益等式重寫為： G（s）=θo（s）/θi （s）

電子系統摘要

我們已經看到一個簡單的電子系統包括輸入，過程，輸出和可能反饋。電子系統可以使用互連的框圖表示，其中每個塊或子系統之間的線表示通過系統的信號的流動和方向。

框圖不需要代表一個簡單的單一系統，但可以代表非常由許多互連子系統組成的復雜系統。這些子系統可以串聯，并聯或兩者組合連接在一起，具體取決于信號的流動。

我們還看到電子信號和系統本質上可以是連續時間或離散時間并且可以是模擬的，數字的或兩者兼有。通過提供更好的穩定性和控制，可以使用反饋回路來增加或降低特定系統的性能。控制是使系統變量遵循特定值的過程，稱為參考值。

在下一個關于電子系統的教程中，我們將看一下電子類型稱為開環系統的控制系統根據其當前輸入值生成輸出信號 y（t），因此不監視其輸出或根據其輸出條件進行調整。