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课程信息

《高频电子线路》课程教学大纲

 

《高频电子线路》课程教学大纲

 

课程名称:高频电子线路

课程代码:TELE1010

英文名称:Communication Electronic Circuits

课程性质:专业必修课程/选修课程

学分/学时:3/54

开课学期:第4学期

 

适用专业:专业必修课程:信息工程、电子信息工程、通信工程、电子科学与技术

选修课程:    微电子

先修课程:模拟电路

后续课程:电子线路实验

开课单位:4166.com

课程负责人:周鸣籁

大纲执笔人:周鸣籁

大纲审核人:夏淳

 

一、课程性质和教学目标

课程性质:通信电子线路是信息工程、电子信息工程、通信工程、电子科学与技术专业一门专业必修课和微电子专业的一门专业选修课。课程旨在让学生掌握复杂电子系统中通信电路常识的运用能力。

教学目标:本课程以研究通信电路的分析方法和设计方法为目标,具体教学目标如下:

1. 掌握通信系统的基本概念,掌握通信系统的结构和电路组成。

2. 掌握通信电路基本单元电路的电路组成、工作原理、性能指标和特点。具备通信电路读图分析能力,能识别复杂电子系统中的通信电路,分析其功能和原理,估算其性能指标。具备通信电路选型设计的能力,能根据复杂电子系统功能要求选择合适的通信电路,并设计电路参数。

 

二、课程目标与毕业要求的对应关系

毕业要求

指标点

课程

教学目标

1.工程常识

1.4理解系统的概念及其在通信领域的体现,能将专业常识用于描述和分析通信复杂工程问题的解决方案。

教学目标1

2. 问题分析

2.1能运用数理和工程常识识别和判断通信领域复杂工程问题中的关键环节和参数。

教学目标2

 

三、课程教学内容及学时分配

1. 绪论(3学时)(支撑教学目标1

  教学内容:

      1

1.1 无线电通信发展简史

1.2 无线电信号传输原理

1.3 通信的传输媒质

目标及要求:

1. 了解无线电通信发展的几个阶段及标志。

2. 了解信号传输的基本方法。

3. 熟悉无线电发射机和接收机的方框图和组成部分。?

4. 了解直接放大式和超外差式接收机的区别和优缺点。

5. 了解常用传输媒质的种类和特性。

作业内容:

    1. 列举一些通信发展史上重要的技术、人物、事件。

      2. 画出一种常用无线收发设备的框图。

讨论内容:

      1. 通信电子线路在复杂电子系统中的应用。    

自学拓展:

       1. 了解常用通信电路仿真设计App。

       2. 了解日常生活中常用通信设备的工作频段。

 

2. 选频网络(6学时)(支撑教学目标2

教学内容:

      2

2.1 串联谐振回路

2.2并联谐振回路

2.3串、并联阻抗的等效互换与回路抽头时的阻抗变换

2.5耦合回路

2.6滤波器的其他形式

目标及要求:

1. 掌握串联和并联谐振回路的谐振频率、品质因数和通频带的计算。?

2. 掌握串联和并联谐振回路的特性和谐振时电流电压的计算。?

3. 掌握串联和并联谐振回路的谐振曲线方程。?

4. 了解串联和并联谐振回路的相位特性曲线。

5. 了解电源内阻、负载电阻对串联和并联谐振回路的影响。

6. 了解低Q值并联谐振回路的特点。

7. 熟悉串并联电路的等效互换计算。

8. 熟悉抽头电路的阻抗变换计算。

9. 了解耦合回路的一般性质。

10.掌握耦合回路频率特性曲线及方程。? D

11.了解LC集中选择性、石英晶体、陶瓷和表面声波滤波器特性和应用。

作业内容:

      1. 分析和计算串联谐振回路。

             2. 分析和计算并联谐振回路。

             3. 运用串并联电路等效互换和抽头电路的阻抗变换分析谐振回路。

讨论内容:

      1. 利用串联和并联电路对偶特性分析、讨论谐振回路。

自学拓展:

       1. 了解谐振回路在无线电能传输技术中的应用。

       2. 查找课本内容以外的其他类型滤波器资料,说明其工作原理、特点和应用。

 

3. 高频小信号放大器(3学时)(支撑教学目标2

教学内容:

      3

3.1概述

3.2晶体管高频小信号等效电路与参数

3.3单调谐回路谐振放大器

3.4多级单调谐回路谐振放大器

3.5双调谐回路谐振放大器

3.6谐振放大器的稳定性与稳定措施

3.7谐振放大器的常用电路和集成电路谐振放大器

目标及要求:

1. 掌握高频小信号放大器的主要性能指标。

2. 掌握晶体管y参数等效电路的画法。?

3. 了解晶体管y参数等效电路y参数的计算。

4. 了解晶体管的高频特性参数。

5. 掌握单调谐放大器的电压增益、功率增益、通频带和矩形系数计算。?D

6. 了解级间耦合网络的形式和多级谐振放大器的特性和计算。

7. 掌握双调谐放大器的电压增益、功率增益、通频带和矩形系数计算。?D

8. 了解yre对谐振放大器稳定性的影响和谐振放大器单向化的方法。

9. 了解分立元件和集成电路谐振放大器的应用。

作业内容:

      1. y参数等效电路分析单调谐回路谐振放大器的性能指标。

2. y参数等效电路分析双调谐回路谐振放大器的性能指标。

讨论内容:

      1. 晶体管各种小信号等效电路的特点和应用。   

自学拓展:

       1. 查找课本内容以外的高频小信号放大器性能指标。

2. 了解S参数。

3. 在半导体厂商官网查找一款高频低噪声放大器(LNA)芯片的数据手册,说明其

型号和3个交流性能参数。

3.1       深入了解高频小信号放大器的稳定性分析方法和解决途径。

 

4. 非线性电路、时变参量电路和变频器(6学时)(支撑教学目标2

教学内容:

      4

4.1 概述

4.2 非线性元件的特性

4.3 非线性电路分析法

4.4 线性时变参量电路分析法

4.5 变频器的工作原理

4.6 晶体管混频器

4.7 二极管混频器

4.8 差分对模拟乘法器混频电路

4.9 混频器中的干扰

4.10外部干扰

目标及要求:

1. 了解非线性电路、时变参量电路的概念。

2. 了解非线性元件的特性和频率变换作用。

3. 掌握非线性电路的幂级数分析法和折线分析法。?

4. 了解时变跨导电路、模拟乘法器电路、开关电路的分析法。

5. 熟悉变频器主要性能指标的定义。

6. 掌握晶体管混频器变频电压增益、变频功率增益的计算。?D

7. 熟悉二极管混频器的种类和工作原理。

8. 了解模拟乘法器混频电路的应用。

9. 了解混频器干扰的种类和克服干扰的方法。

10.了解外部干扰的种类。

作业内容:

      1. 用非线性电路分析方法分析晶体管混频器。

2. 用非线性电路分析方法分析二极管混频器。

3. 分析混频器的干扰。

讨论内容:

      1. 晶体管小信号放大电路和晶体管混频器分析方法的比较。

自学拓展:

       1. 查找课本内容以外的混频器性能指标。

2. 在半导体厂商官网查找一款模拟乘法器混频器或双平衡混频器芯片或组件,说明

其型号和主要参数。

3.了解二极管混频器变频电压增益的分析计算。

 

5. 高频功率放大器(9学时)(支撑教学目标2

教学内容:

      5

5.1  概述

5.2  谐振功率放大器的工作原理

5.3  晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法

5.4  晶体管功率放大器的高频特性

5.5  高频功率放大器的电路组成

5.6  丁类(D类)功率放大器

5.8  宽带高频功率放大器

5.9  功率合成器

5.10 晶体管倍频器

目标及要求:

1. 了解功率放大器的分类和特点。

2. 了解丙类功放的工作原理、。

3. 掌握丙类功放折线分析法的临界线方程、转移特性方程、输入和输出回路特性

方程。?

4. 掌握丙类功放输出功率、直流电源提供的功率、晶体管耗散功率和效率的计算。?

5. 了解丙类功放参数对工作状态的影响。

6. 了解晶体管高频工作特性。

7. 熟悉功放馈电和输入输出匹配网络的电路形式。

8. 了解丁类功放的工作原理和特点。

9. 熟悉宽带高频功放中传输线变压器的工作原理。

10.熟悉功率合成器(或分配器)的工作原理。

11.了解倍频的目的和倍频电路的种类。

作业内容:

      1. 用折线分析法分析丙类高频功放电路。

讨论内容:

      1. 高频小信号放大电路和高频功放电路的特性比较。   

自学拓展:

1. 查找课本内容以外的高频功放的性能指标。

2. 了解高频功放的分类及其各类高频功放的应用场合。

3. 在半导体厂商官网查阅高频集成功放产品目录,阅读某一型号高频集成功放英文器件手册,了解其主要参数、特性曲线和应用。

4. 了解功率放大器的线性化技术。

 

6. 振幅调制与解调(6学时)(支撑教学目标12

教学内容:

      7

7.1 概述

7.2 调幅波的性质

7.3 平方律调幅

7.4 斩波调幅

7.5 模拟乘法器调幅

7.6 单边带信号的产生

7.7 残留边带调幅

7.8 高电平调幅

7.9 包络检波

7.10同步检波

7.11单边带信号的接收

目标及要求:

1. 熟悉调幅方法和检波器分类。

2. 掌握普通调幅信号、双边带调幅信号和单边带调幅信号的数学表达式和频谱。?

3. 掌握调幅度的概念和计算,调幅波的载波功率和边频功率的关系。?

4. 了解平方律调幅的工作原理和二极管平方律调幅器。

5. 了解斩波调幅的工作原理和二极管斩波调幅器。

6. 掌握模拟乘法器调幅电路的工作原理。?

7. 了解单边带通信的优点和单边带信号产生、接收的方法。

8. 了解残留边带调幅的概念。

9. 掌握集电极调幅电路的计算。?

10.了解基极调幅电路。

11.掌握包络检波电路的工作原理及其质量指标(电压传输系数、等效输入电阻、惰性失真和负峰切割失真等)的分析计算。?D

12.了解同步检波的工作原理和应用。

作业内容:

      1. 分析调幅波的数学表达式、频谱和功率。

             2. 分析和计算包络检波器的性能指标。

讨论内容:

      1. 非线性电路在混频器、振幅调制和解调电路中应用的异同点。

             2. 高频检波技术的种类和应用。  

自学拓展:

       1. 了解App无线电技术在振幅调制和解调中的应用。

2. 在半导体厂商官网查阅中短波调幅收音机芯片产品目录,阅读某一型号收音机芯片的英文器件手册,了解其主要参数和应用。

 

7. 角度调制与解调(6学时)(支撑教学目标12

教学内容:

      8

8.1 概述

8.2 调角波的性质

8.3 调频方法概述

8.4 变容二极管调频

8.5 晶体振荡器直接调频

8.6 间接调频:由调相实现调频

8.8 相位鉴频器

8.9 比例鉴频器

8.10其他形式的鉴频器

目标及要求:

1. 了解角度调制的优点和应用。

2. 了解调频的各种方法及优缺点,了解调频波的主要指标。

3. 了解鉴频的方法和鉴频器的主要指标。

4. 掌握调频和调相波的波形、数学表达式、调制系数和频谱。?D

5. 掌握变容二极管调频电路的工作原理和分析。?

6. 了解晶体振荡器直接调频电路的工作原理。

7. 了解调相的各种方法。

8. 熟悉相位鉴频器的工作原理。

9. 了解比例鉴频器的工作原理。

10.了解其他形式的鉴频器。

作业内容:

      1. 分析调频和调相波的数学表达式、调制指数、频偏和频带宽度。

             2. 分析变容二极管调频电路。

讨论内容:

      1. 频率—电压转换的各种技术。   

自学拓展:

       1. 了解App无线电技术在频率调制和解调中的应用。

2. 在半导体厂商官网查阅调频收音机芯片产品目录,阅读某一型号收音机芯片的英文器件手册,了解其主要参数和应用。

 

8. 反馈控制电路(3学时)(支撑教学目标1

教学内容:

      10

10.1 自动增益控制(AGC)

10.2 自动频率微调(AFC)

10.3 锁相环路的基本工作原理

10.4 锁相环路各部件及其数学模型

10.6 集成锁相环

10.7 锁相环路的应用概况

目标及要求:

1. 掌握自动增益控制的概念和框图分析。?

2. 熟悉自动频率控制的概念和框图分析。

3. 掌握锁相环的工作原理。?

4. 熟悉锁相环的组成部件。

5. 了解集成锁相环的电路原理。

6. 了解锁相环路的应用。

作业内容:

      1. 分析锁相环路的基本结构。

             2. 应用锁相环路设计倍频电路。

讨论内容:

      1. 锁相环路低通滤波器的设计。

2. 锁相环路的应用。

自学拓展:

1. 在半导体厂商官网查阅通用锁相环芯片,阅读某一型号锁相环芯片的英文器件手册,了解其主要参数和应用。

2. 了解锁相环路的时域和频域响应。

3. 了解课本内容以外的鉴相技术。

4. 了解锁相环路的设计方法。

5. 了解全数字锁相环。

 

9. 频率合成技术(3学时)(支撑教学目标1

教学内容:

      11

11.1 频率合成器的主要技术指标

11.2 频率直接合成法

11.3 频率间接合成法(锁相环路法)

11.4 集成频率合成器

目标及要求:

1. 熟悉频率合成器的主要性能指标。?

2. 掌握直接合成器的种类和基本原理。

3. 掌握间接合成器的种类和基本原理。

4. 了解常用集成频率合成器。

作业内容:

      1. 分析频率合成器的结构。

讨论内容:

      1. 频率合成器在通信设备中的应用。   

自学拓展:

1. 在半导体厂商官网查阅频率合成器产品目录,阅读某一型号频率合成器芯片的英文器件手册,了解其主要参数和应用。

2. 了解直接数字频率合成器(DDS

 

10. 通信电子线路学习方法讨论和总结(3学时)

  教学内容:

      讨论通信电子线路与模拟电路等其他课程相关常识的关系。

目标及要求:

      全面理解低频和高频模拟电路常识体系。

 

四、教学方法

1. 强化用数学、电路分析、模拟电路等基础课程的已知常识,来分析和解决通信电路中的未知问题,以降低通信电路的学习难度。

2. 突出各章节的讲述主线,以及每种基本单元电路的分析流程,便于学生记忆。

3. 强调通信电路与通信原理、数字信号处理、射频与微波电路等相关课程的联系,加强专业常识的融会贯通,以综合应用各课程常识解决复杂电子系统问题。

4. 强调通信电路在复杂电子系统结构中的地位和作用,并列举应用实例,提高学生的学习兴趣。

5. 通过仿真App加强学生对电路功能的感性认识,并理解仿真App的局限性。

6. 通过阅读器件手册,拓展和加深对课程常识的理解。

 

五、考核及成绩评定方式

考核方式:通过平时作业、期中闭卷笔试、期末闭卷笔试进行考核。

成绩评定方式:期末闭卷笔试占70%,期中闭卷笔试占20%,平时作业占10%

 

六、教材及参考书目

教材:

张肃文. 高频电子线路第5. 北京:高等教育出版社,2009

参考书目:

1)    黄智伟. 通信电子电路. 北京:机械工业出版社,2007

2)    高吉祥. 高频电子线路第3.  北京:电子工业出版社,2011

 

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