《高频电子线路》课程教学大纲

《高频电子线路》课程教学大纲课程编号16632209课程名称高频电子线路课程性质*专业基础类英文名称High-FrenquencyElectronicCircuit*数学与自然科学类、工程基础类、专业基础类、专业类、工程实践与毕业设计（论文）、人文社会科学类；学分学时处（）内为实验学时。一、课程简介《高频电子线路》是电子、信息、通信类专业必修的专业主修课。本课程以分立元件构成的基本非线性电路为基础，以集成电路为主体，系统讲解通信系统中无线电发送和接收设备中的高频小信号放大器、高频功率放大器、高频振荡电路、振幅调制解调电路、角度调制解调电路、变频电路和反馈控制电路等具体单元电路；重点阐述高频电路的基本概念、基本原理、基本分析方法以及典型电路，具有较强的理论性的工程应用性；使学生初步建立起信息传输系统的整体概念，培养学生从数学、物理及工程的角度去分析问题和解决问题的能力，为后续专业课程的学习打好基础。二、课程教学目标通过本课程的学习让电子信息类专业的学生对无线通信系统、高频设备中具体单元电路的组成、性能、特点有概念性的理解，从理论上掌握通信系统架构、典型电路原理以及重要参数计算，从技能上具备仪器使用、安装调试以及初步设计能力，对未来的职业规划有一定的认识。讲授过程中植入无线电学史、前人学者的先进事迹和射频通信前沿技术，引导学生形成正确的价值、道德、职责等观念，强调科学教育的同时提升人文素养。本课程具体教学目标如下：1.了解构成通信系统各类部件的组成、特点、性能指标以及在通信系统中的地位和作用，列举重要新技术的发展趋势；归纳和指出高频电路中的基本概念、基本原理、基本方法以及技术要求。[1.3]2.辨识频率选择电路、阻抗匹配与阻抗变换电路、LC谐振放大电路、晶体振荡电路、乘法器电路、线性时变电路、包络检波电路、变容二极管调频电路、鉴频与鉴相电路等典型电路，能够解释它们的组成、原理及性能，并针对实际工程问题和应用对象进行电路方案选择。[1.3]3.掌握和推演非线性电路的近似分析方法、线性时变电路的分析方法、频谱搬移方法、调制解调的基本方法、反馈控制的基本方法，具备对给定实际电路进行分析与应用的专业素质。[1.3]4.理解单元电路的设计方法，合理选择高频电路元件参数，能够初步设计谐振回路、单调谐回路谐振放大器、振荡器、模拟乘法器调幅电路、二极管包络检波等电路，并利用实验仪器观察、测量、调试电路现象及性能指标，具备实验方案、软硬件模块的初步设计开发能力。[4.1]5.引导学生形成正确的价值、道德、职责等观念，教育学生要爱岗敬业、追求真知、锐意创新，养成科学研究及勇于开拓的人文素质，具有自我完善及可持续发展的能力。[4.1]课程教学目标与毕业要求的对应关系见表1：表1毕业要求指标点实现矩阵专业毕业要求专业毕业要求指标点课程教学目标1.工程知识1.3综合运用数学、自然科学、工程基础和专业知识，用于电子信息工程领域复杂工程问题（含海洋电子信息领域）的建模和求解及解决方案的评价。1，2，34．研究4.1具备基于电子信息科学原理并采用科学方法对复杂工程问题的技术路线，实验方案、软/硬件模块和存在的问题进行研究的能力。4，5三、课程教学目标达成途径（或教学设计）表2教学目标达成途径课程教学目标达成途径考核方式1.了解构成通信系统各类部件的组成、特点、性能指标以及在通信系统中的地位和作用，列举重要新技术的发展趋势；归纳和指出高频电路中的基本概念、基本原理、基本方法以及技术要求；通过课堂讲授、学生自主学习（指定阅读）、作业等达成。课堂表现、习题作业、考试2.辨识频率选择电路、阻抗匹配与阻抗变换电路、LC谐振放大电路、晶体振荡电路、乘法器电路、线性时变电路、包络检波电路、变容二极管调频电路、鉴频与鉴相电路等典型电路，能够解释它们的组成、原理及性能，并针对实际工程问题和应用对象进行电路方案选择。通过课堂讲授、指定阅读、案例研讨、作业等达成。课堂表现、习题作业、大作业、考试3.掌握和推演非线性电路的近似分析方法、线性时变电路的分析方法、频谱搬移方法、调制解调的基本方法、反馈控制的基本方法，具备对给定实际电路进行分析与应用的专业素质。通过课堂讲授、案例分析、任务驱动等达成。课堂表现、习题作业、大作业、考试4.理解单元电路的设计方法，合理选择高频电路元件参数，能够初步设计谐振回路、单调谐回路谐振放大器、振荡器、模拟乘法器调幅电路、二级管包络检波等电路，并利用实验仪器观察、测量、调试电路现象及性能指标，具备实验方案、软硬件模块的初步设计开发能力。通过课堂讲授、小组讨论、任务驱动、实验、作业等达成。方案报告、实验报告、考试5.引导学生形成正确的价值、道德、职责等观念，教育学生要爱岗敬业、追求真知、锐意创新，养成科学研究及勇于开拓的人文素质，具有自我完善及可持续发展的能力。通过案例、大作业等大成。学习报告四、课程教学内容、教与学的要求1.基于无线电信号发送与接收的工作流程构建课程体系，以课堂讲授为主，网络多媒体、课程独立网站、“慕课堂”为辅，注重与专业相关工程实践教学环节和场景配合的案例教学，案例由浅入深，结合课程中的相应知识点进行分析，培养学生对复杂工程问题的应用能力。案例见教学内容部分。2.根据课程特点，采用启发式、案例驱动与模块化整合的教学方法，将知识点分散到5个模块、6个案例的学习过程中，核心能力知识点采用“原理描述-方法分析-应用案例展示”相互呼应的教学模式，案例覆盖单个知识点应用、多知识点的复杂工程问题及拓展专业视野三方面，强调学生对复杂问题的分析能力与实际动手能力的培养，体现完整清晰的教学方法和教学实施途径。3.注重学生兴趣的培养，设置从简单到复杂的实验项目，充分调动学生的学习积极性。实践教学以课堂提问为主，实验报告为辅进行验收，通过对每一组同学每个实验的课堂提问验收，一方面在实验课堂辅导的基础上增加了与学生进行实践经验交流的环节，另一方面督促学生切实理解和掌握实践环节的每个知识点，确保实践教学成效。本课程理论教学内容与教学要求见表3。表3教学内容与教学要求序号教学内容教与学的要求学时教学目标1第1章绪论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1.4本课程的特点、学习任务及要求课程思政主题：从发展和矛盾的观点看待通信系统的发展，通过中国在3G、4G、5G中的重要作用，引导专业认可、专业热爱和道路自信。1.要求：（1）了解：无线电通信发展简史、通信传输媒质、无线电波传播方式、波段划分；（2）理解：无线电信号的特征及调制的必要性；（3）掌握：无线通信系统的组成及无线电信号传输原理。2.作业内容：第一章课后题。3.教学方法：讲授式、案例式与启发式相结合。案例1：无线电学史及无线通信设备认知212第2章选频网络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和回路抽头时的阻抗变换2.4耦合回路2.5滤波器的其他形式1.要求：（1）了解：常见滤波器；（2）理解：串并联阻抗的等效互换、回路抽头时的阻抗变换、耦合回路特点；（3）掌握：串、并联谐振回路的特点及参数计算。2.作业内容：（1）课后习题2-3、2-5、2-7；（2）在MOOC讨论区讨论为什么实际运用时低频用RC滤波器不用LC滤滤器？3.教学方法：讲授式、讨论式与启发式相结合。413第3章高频小信号放大器3.1高频小信号放大器质量指标3.2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谐振放大器稳定性与稳定措施3.7放大器中的噪声课程思政主题：理解系统的整体性与相关性，以本质和现象的观点看待小信号谐振放大器及其等效电路。1.要求：（1）了解：放大器噪声；（2）理解：双调谐回路谐振放大器、多级单调谐回路谐振放大器；（3）掌握：晶体管高频小信号等效电路与参数、单调谐回路谐振放大器的工作原理、分析方法及性能指标。2.作业内容：（1）课后习题3-2、3-9；（2）总结晶体管低频小信号放大器与高频小信号放大器的分析方法有何不同？3.教学方法：讲授式、讨论式与启发式相结合。41，2，4，54第4章非线性电路、时变参量电路和变频器4.1概述4.2非线性元件的特性4.3非线性电路分析法4.5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混频器的干扰课程思政主题：具体问题具体分析，用联系与矛盾的观点看待频谱搬移原理，由抽象的混频概念上升到具体混频电路的理解和学习。1.要求：（1）了解：变频器中干扰产生的原因及判别方法；（2）理解：线性和非线性电子线路中有源器件的工作条件、非线性器件的特点、变频跨导的含义；（3）掌握：变频器的工作原理。2.作业内容：课后习题4-5、4-8、4-19、4-20。3.教学方法：讲授式与启发式相结合。41，3，55第5章高频功率放大器5.1高频功率放大器与低频功率放大器的异同点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课程思政主题：用联系和发展的观点看待丙类谐振功率放大器的工作原理，利用唯物辩证法分析丙类谐振功率放大器的优缺点。1.要求：（1）了解：高频功率放大器直流馈电方法和阻抗匹配的概念；（2）理解：高频功率放大器动态特性、三种工作状态的特点及判断；（3）掌握：丙类功率放大器的电路组成、工作状态、工作原理、负载特性、调制特性、放大特性及功放性能指标的估算方法。2.作业内容：（1）课后习题5-4、5-7、5-16、5-17；（2）在MOOC讨论区讨论为什么低频放大器不可以工作在丙类？而高频放大器可以工作在丙类？3.教学方法：讲授式、讨论式、案例式与启发式相结合。案例2：谐振功放电路组装及调试41，2，3，4，56第6章正弦波振荡器6.1LC振荡器的基本工作原理6.2振荡器的平衡与稳定条件6.3反馈型LC振荡器线路6.4振荡器的频率稳定问题6.5石英晶体振荡器6.6负阻振荡器6.7RC振荡器课程思政主题：用矛盾观点探究振荡的平衡条件和起振条件。1.要求：（1）了解：石英晶体振荡器的组成、特点、分类及RC正弦波振荡器；（2）理解：LC振荡器的基本工作原理、克拉泼振荡电路、西勒振荡电路；（3）掌握：振荡器的起振、平衡、稳定条件，LC三点式振荡器的交流通路及振荡频率计算。2.作业内容：（1）课后习题6-3、6-5、6-7；（2）在MOOC讨论区讨论LC振荡器和RC振荡器的本质区别是什么？3.教学方法：案例3：正弦波振荡器组装及调试41，2，3，4，57第7章振幅调制与解调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包络检波课程思政主题：用联系和发展的观点看待多种振幅调制的机理，辩证地分析各种振幅调制方式的优越性与局限性。1.要求：（1）了解：振幅调制的类型及已调信号的基本特性；（2）理解：调制和解调的含义、惰性失真、负峰切割失真；（3）掌握：AM、DSB、SSB信号的特点、波形图、频谱图，基极调幅电路、集电极调幅电路、模拟乘法器调幅电路、二极管平衡调幅电路、包络检波的工作原理。2.作业内容：（1）课后习题7-4、7-5、7-14；（2）总结低电平调幅电路和高电平调幅电路分析方法与区别。3.教学方法：讲授式、案例式启发式相结合。案例4：调幅发射机组装及调试41，2，3，4，58第8章角度调制与解调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8.8相位鉴频器8.9比例鉴频器课程思政主题：用联系的观点看待调频电路中直接调频与间接调频之间的区别，辩证分析两种调频方式的优劣。1.要求：（1）了解：鉴频特性曲线、扩展调频波最大频偏的方法；（2）理解：直接调频、比例鉴频器、相位鉴频器的工作原理；（3）掌握：调频信号和调相信号的定义、数字表达式、调频信号波形、频谱结构及主要参数的计算，变容二极管直接调频、间接调频电路的原理及分析方法。2.作业内容：（1）课后习题8-3、8-5、8-15。（2）在MOOC讨论区讨论PM和FM通频带的区别主要体现在哪里？3.教学方法：讲授式、讨论式、案例式与启发式相结合。案例5：调幅收音机组装及调试案例6：半双工调频无线对讲机组装及调试41，2，3，4，59第10章反馈控制电路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1.要求：（1）了解：自动增益控制原理、锁相环路的分析与应用；（2）理解：自动频率微调原理、锁相环路的数学模型；（3）掌握：锁相环路的基本工作原理。2.作业内容：课后习题9-3、9-5。3.教学方法：讲授式与启发式相结合。21，2实验内容见表4所示。表4实验安排情况序号实验项目名称实验目的要求学时分配实验类型每组人数必开选开课程目标1单调谐高频小信号放大电路掌握静态工作点、谐振时放大器动态范围及放大器的通频带2验证3必开2，42丙类高频功率放大器掌握丙类功放的工作电压、输入输出峰值电压测量方法2验证3必开2，43振幅调制与解调掌握全载波调幅、实现抑制载波调幅的方法2综合3必开2，44频率调制与解调掌握频率调制方法2综合3必开2，4五、课程考核及成绩评定1.考核方式：课堂表现（提问讨论、出勤考核、任务分析讨论）、实验环节（实验表现、知识掌握、报告撰写）、平时测验、习题作业（计算题、综合应用题）、大作业（3人一组，提交论文、PPT汇报答辩）、期末考试（闭卷）。2.成绩构成：期末成绩60%+平时成绩40%（课堂表现、实验环节、平时测验、习题作业、大作业）。3.考核评价标准见表5所示。表5教学目标评价标准成绩类型分值权重类别权重考核/评价细则课程目标毕业要求指标点平时成绩1000.4课堂表现0.1能否足量查阅资料;能否熟练运用知识;能否积极参加任务讨论;能否阐明自己的观点;团队合作程度;出勤率。1，2，4，51.3，4.1实验环节0.3实验报告能否完整、规范;实验过程能否协作、合规;实验结果能否准确、清晰。2，41.3，4.1平时测验0.2做两三次平时测验，每次满分100分。1，21.3习题作业0.2能否按要求及时完成;能否清晰掌握基本概念;能否正确运用基本知识。每次作业按10分制单独评分，取各次成绩的平均值作为习题作业成绩。1，21.3大作业0.2能否合理提出解决问题方案;能否规范撰写科技论文;能否高质量制作PPT;能否