高频电子线路（A）

《高频电子线路A》教学大纲

课程编号：IB3123006

课程名称：高频电子线路英文名称：Radio Frequency Circuits                              

学分/学时：4/80课程性质：专业课（课程选修课）

适用专业：通信工程、信息工程、空间信息与数字技术

建议开设学期：第五学期

先修课程：电路分析基础、信号与系统、模拟电子线路基础

开课单位：通信工程学院

一、课程的教学目标与要求

本课程是通信工程、信息工程、空间信息与数字技术等专业必修的一门专业基础课。

本课程的教学目标：设置本课程是为了使学生了解通信电路主要部件的组成、特点、性能指标，以及在通信系统中的地位与作用；掌握高频电路中的基本概念、基本原理和基本方法以及典型电路，看懂一般的实际电路；通过课程内容的学习，能较深刻地理解非线性电路的分析方法及特点；初步建立起信息传输系统的整体概念；了解重要新技术的发展趋势。为后续的专业课的学习打好基础。本课程对学生达到如下毕业要求有贡献：

1.能够将数学、物理和电路与系统的知识用于解决通信电子线路问题。

2.能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，分析通信系统及其单元电路的复杂工程问题，以获得有效结论。

3.能够设计针对复杂的通信电路问题的解决方案，设计满足特定需求的系统电路和单元电路（部件），并能够在设计环节中体现创新意识，同时考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

4.能够针对复杂通信电路问题，选择与使用恰当的元器件、电路形式和现代仿真工具，进行仿真，并能够理解其局限性。

5.能够在通信电路设计、实现和测试中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。

6.具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

本课程完成后，学生将具备以下能力：

1.能够将高等数学与工程数学、系统与系统、电路分析与模拟电子线路等课程的知识用于解决高频通信电子线路问题。

2.能够应用数学、大学物理和先修专业基础课以及其它有关课程中的基本原理，分析通信系统电路及其单元电路的复杂工程问题，以获得有效结论。

3.能够设计针对复杂的通信电路（系统电路或单元）问题的解决方案，设计满足特定需求的（完整或部分）系统电路和单元电路（部件），并能够在设计环节中体现新器件与新方法，同时考虑辐射、干扰、电波法规等因素。

4.能够针对复杂通信电路问题，选择与使用恰当的元器件、电路形式和现代仿真工具，进行仿真，并能够理解其局限性。

5.能够在通信电路设计、实现和测试中理解并遵守工程师的职业性质与责任以及基本职业道德的含义，并履行责任。

6.认识通信电路发展迅速、技术更新周期短的特点，对于自我探索和学习的必要性有正确的认识。

本课程是工程性较强的一门课程，在实施过程中理论教学和实践教学并重，理论课48学时，实践课32学时，单独开设实验课28学时（详见电子线路实验III教学大纲），是每位选课学生必须完成的。

二、课程具体内容及基本要求

（一）绪论(2学时)

通信系统的组成、频段和波段的划分、高频信号的特性、本课程所述各部件在通信系统中的地位与作用、本课程的特点与研究方法。

1.基本要求

（1）了解通信系统的历史与发展和本课程的特点；

（2）掌握通信系统的组成、调制的作用及其方法、高频信号的特性；

（3）熟练掌握无线电波频段或波段的划分及各段特点。

2.重点、难点

重点：通信系统的组成、调制的作用及其方法、无线电波频段或波段的划分及各段特点。

难点：高频信号的传播特性。

（二）高频电路基础（4学时）

高频电路中常用的元器件和基本电路及其特性；谐振回路与阻抗变换；噪声的来源与特性、噪声系数与噪声温度；接收机的灵敏度。

1.基本要求

（1）了解常用的元器件的高频特性及其等效电路、各种滤波器和高频组件、噪声的来源；

（2）熟练掌握谐振回路的特性和用法；

（3）了解热噪声的特性，熟悉噪声系数与噪声温度的概念，熟悉接收机灵敏度的概念。

2.重点、难点

重点：谐振回路的特性、接收机灵敏度。

难点：阻抗变换、等效噪声带宽的概念、噪声系数与噪声温度的概念。

（三）高频谐振放大器（6学时）

高频小信号放大器的工作原理和稳定方法；高频谐振功率放大器的工作原理和实际线路。

1.基本要求

（1）掌握高频小信号放大器的工作原理、实际电路和稳定方法、高频功率放大器的工作原理；

（2）熟练掌握高频功率放大器的简单计算和实际线路。

（3）了解高频功放的高频效应、高效功放和功率合成的方法与RF模块。

2.重点、难点

重点：高频小信号放大器的工作原理和稳定方法、高频功率放大器的工作原理及实际线路。

难点：高频小信号放大器的稳定方法。

（四）正弦波振荡器（6学时）

反馈振荡器的基本原理；变压器反馈振荡器和LC振荡器的线路与分析；振荡器的稳定性；晶体振荡器。

1.基本要求

（1）掌握反馈振荡器的基本理论，变压器反馈振荡器、LC振荡器和晶体振荡器的线路；

（2）熟练掌握三端式振荡器的电路与分析；

（3）熟悉振荡器频率稳定度的概念，了解提高频率稳定度的措施。

（3）了解VCO、高稳定度晶振电路与特性，振荡器中的几种特殊现象。

2.重点、难点

重点：振荡条件、振荡电路、稳定度的概念。

难点：振荡条件、三端式振荡器电路与分析

（五）频谱的线性搬移电路（6学时）

频谱线性搬移的分析方法；二极管、三极管、差分对和其它频谱线性搬移电路及其原理。

1.基本要求

（1）掌握频谱线性搬移的分析方法和各种频谱线性搬移电路及其原理；

（2）熟练掌握二极管、三极管、差分对频谱线性搬移电路及其分析方法。

2.重点、难点

重点：频谱线性搬移的分析方法，二极管和差分对频谱线性搬移电路及其原理。

难点：器件非线性分析，平衡对消原理，负载和输出电压反作用分析，差分对分析。

（六）调幅、检波与混频（8学时）

AM、DSB、SSB信号分析；振幅调制及解调电路；混频原理与电路；混频器中的干扰。

1.基本要求

（1）掌握AM、DSB、SSB信号特征，振幅调制的低电平调制电路及解调电路，混频原理与电路，混频器中的干扰；

（2）熟练掌握AM、DSB和SSB信号的产生方法，二极管峰值包络检波器的电路与工作原理，了解二极管峰值包络检波器的性能参数；

（3）熟练掌握组合频率干扰、副波道干扰和交调与互调干扰分析。

2.重点、难点

重点：AM、DSB和SSB信号的特点及产生方法，二极管峰值包络检波器的电路与工作原理，混频的原理与电路分析，组合频率干扰、副波道干扰和交调与互调干扰分析。

难点：DSB与SSB信号波形，同步检波，干扰分析。

（七）角度调制和解调电路（6学时）

    角度调制信号分析；调频原理与调频电路；鉴频与鉴相的原理与方法；鉴频电路；调频收发信机和附属电路；新型调频系统。

1.基本要求

（1）掌握角度调制信号特征，调频原理与变容二极管直接调频电路；

（2）掌握鉴频与鉴相方法，相位鉴频电路及正交鉴频原理；

（3）了解调相原理与方法、调频收发信机和附属电路、新型调频系统。

2.重点、难点

重点：FM信号特性，变容二极管直接调频原理与电路，鉴频与鉴相方法，相位鉴频电路与正交鉴频原理。

难点：调频的频谱分析，鉴频与鉴相方法，正交鉴频原理。

（八）反馈控制电路（6学时）

AGC、AFC原理与电路；PLL的基本原理、组成、基本性能分析和应用；频率合成的概念、方法和频率合成器电路。

1.基本要求

（1）掌握AGC、AFC的概念、原理与电路；

（2）熟练掌握PLL的概念、组成原理和简单性能分析；

（3）了解频率合成的概念与方法，以及锁相频率合成器和DDS电路。

2.重点、难点

重点：AGC和AFC的原理与电路，PLL的组成原理、简单性能分析和应用，频率合成的概念、方法和锁相频率合成器电路。

难点：动态范围的概念，AFC的原理，PLL的基本方程与捕获分析，DDS的概念与原理。

（九）实践专题研讨（32学时）

高频电路集成化新技术与高频集成电路的最新发展动态；单元电路计算机仿真；整机线路与系统设计计算机仿真。

1.基本要求

（1）了解高频集成电路的类型、组成原理和最新的高频集成化技术；

（2）了解高频集成电路的最新发展趋势与展望；

（3）掌握使用一种仿真软件（如ADS、Multisim等）实现整机线路及其中关键单元电路的模拟仿真，熟悉仿真环境下对电路性能参数的优化设计。

2.重点、难点

重点：高频集成电路新技术，实际系统整机线路分析，无线通信系统设计、链路预算。

难点：整机线路与单元电路的关系；系统指标的分析与分解，链路预算与指标分配；整机线路及其中关键单元电路的仿真实现。

三、教学安排及方式

总学时 80学时，其中：讲授 48学时，实践（多种形式）32学时。实验单独设课。

序号

课程内容

特点

学时

教学方式

1

绪论

科学性

2

讲授

2

高频元器件及其特性、谐振回路、高频组件、滤波器

基础性

2

讲授

3

噪声来源、等效噪声带宽的概念，噪声系数与接收灵敏度的基本概念

基础性

2

讲授

4

高频小信号放大器

科学性

2

讲授

5

高频谐振功放的组成与原理、工作状态

科学性

2

讲授

6

高频谐振功放实际电路

实用性

2

讲授

7

振荡原理与振荡条件分析

科学性

2

讲授

8

LC振荡器原理与线路

实用性

2

讲授

9

改进型LC振荡器及振荡器稳定度的基本概念、压控振荡器、晶体振荡器

实用性

2

讲授

10

习题课（1）

互动性

2

讲授

11

频谱线性搬移电路分析方法

科学性

2

讲授

12

二极管电路及其平衡电路

实用性

2

讲授

13

三极管电路及差分对电路

实用性

2

讲授

14

调幅信号分析

科学性

2

讲授

15

AM低电平调制电路、DSB低电平调制电路、SSB调制方法

实用性

2

讲授

16

二极管峰值包络检波电路的基本工作原理、同步检波

实用性

2

讲授

17

混频电路与混频器干扰

实用性

2

讲授

18

调角信号分析

科学性

2

讲授

19

调频原理及电路、调相原理

实用性

2

讲授

20

鉴频与鉴相方法、相位鉴频电路、正交鉴频原理

实用性

2

讲授

21

AGC与AFC原理与电路

科学性

2

讲授

22

PLL原理与分析

科学性

2

讲授

23

FS原理与方法

科学性

2

讲授

24

习题课（2）

互动性

2

讲授

25

高频电路集成化新技术与高频集成电路的最新发展动态

实践性

8

预习+讲授+研讨

26

单元电路计算机仿真

实践性

12

预习+讲授+研讨

27

整机线路与系统设计计算机仿真

实践性

12

预习+讲授+研讨

四、本课程对培养学生能力和素质的贡献点

本课程是通信与信息领域的专业基础课之一，是硬件开发和设计的重要组成部分，其中涉及高等数学、信号与系统等方面的数理基础，包括信号与电路的高频特性、放大器稳定理论、振荡理论、非线性电路理论、调制理论和反馈控制理论等基础理论，高频单元电路和系统电路的相关知识，以及针对高频单元电路和系统电路的分析、设计与测试方法。通过本课程的学习与训练，可使学生了解高频电路与系统的基本概念和发展趋势，掌握高频电子线路硬件分析、设计、开发、测试和应用的基本能力，具备综合运用高频电路理论和相关技术分析解决工程问题的基本能力，掌握文献检索、资料查询和运用现代信息技术手段获取相关信息的基本方法。

五、考核及成绩评定方式

理论课最终成绩由平时作业成绩、期中考试成绩、期末考试成绩及专题研讨成绩组成，实验课成绩单独给出。理论课成绩各部分所占比例如下：

平时作业成绩：10%。主要考核对每堂课知识点的学习、理解和掌握程度，主要依据有课堂情况、作业情况和平时考察情况。

期中考试成绩：10%。主要考核在学期过半阶段学生对所学习知识的掌握程度。书面考试形式，题型为：选择题、填空题、计算题等。

期末考试成绩：50%。主要考核高频电子线路知识和能力的掌握程度，以书面考试形式考核。题型一般为：选择题、填空题、分析与计算题、（综合）设计等。

专题研讨成绩：30% （每个专题各占10%）。主要考核文献检索及整理相关信息能力、围绕具体研讨题目的自主学习能力、理论联系实际的能力、研究成果的展示能力。学生可根据自己的专业方向及研究兴趣自拟题目或根据任课教师提出的题目，通过自学使用仿真软件例如ADS或 Multisim等，进行计算机仿真，给出一定形式的仿真结果及说明。

注：各部分比例仅是课程教学过程的一个参考，每年可以根据教学情况可以进行适当地调整。

六、教材及参考书目

教材：《高频电子线路》（第三版），曾兴雯、刘乃安、陈健、付卫红编，高等教育出版社

参考书目：

1.曾兴雯主编，《高频电子线路辅导书》（第2版），北京：高等教育出版社。

2.张肃文主编，《高频电子线路》（第五版）,北京：高等教育出版社

3.《Radio Frequency Circuit Design》,W.Alan Davis

4.董在望等，《通信电路原理（第二版）》，北京：清华大学出版社

5.《射频微电子学》，Behzad Razavi 

七、说明

（一）与相关课程的分工衔接

本课程为专业基础课，在基础课和专业课之间起承上启下作用。本课程需要在电路分析基础、信号与系统、模拟电子线路基础等课程学过以后开设。其后续课程是专业课，如通信原理、无线通信、移动通信等。

（二）其他说明

    1. 每位任课教师必须在规定时间内完成以上教学内容，必须透彻掌握本课程的全部内容，并熟练运算有关的习题，必须研究教学法，突出重点，狠抓概念，启发思维，鼓励创新，倾听学生意见，及时调整自己的教学工作。

    2. 课后作业是学生巩固概念、掌握方法的一个重要环节。一般课内外时间比为1：2。

    3. 本大纲适用于通信工程学院各专业，对电子工程、物理与光电等学院可参考。

（执笔人：刘乃安       审核人：曾兴雯）

年      月     日

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