高频电子线路授课教案.docx
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高频电子线路授课教案
西安邮电大学课程教案
课程名称：
高频电子线路
授课教师：
赫建国
授课教师所在学院：
电子工程学院
授课班级：
授课学期：
1、基本信息：
课程名称：
高频电子线路
课程性质：
●必修
○限选
○选修
○素拓
○跨学科
授课专业班级：
通工1415
学生人数：
所处年级：
○一年级
○二年级
●三年级
○四年级
总学时：
48
理论课时：
48
实验课时：
学分：
3
课程教材：
高频电子线路
上课时间：
周三3-4
周五3-4
上课地点：
A444
A344
答疑时间：
周一5-6
答疑地点：
2#实验楼503室
先修课程：
电路分析基础、信号与系统、电子技术基础
本课程在授课对象所学专业人才培养中的作用与地位
本课程为通信工程、电子信息工程专业的一门重要专业基础必修课，是一门工程性和实践性很强的课程。
学习本课程应具备《高等数学》、《大学物理》、《电路分析》、《电子技术基础》等理论方面的知识。
后续课程为《通信原理》等专业课程。
本课程在知识传授、能力提升、素质培养各方面的教学目标
通过学习本课程的基本原理和基本方法，使学生能够认识高频电路的特点，以及高频设备在通信系统中的作用，掌握无线电传输的基本技术，使学生从电子线路角度理解通信含义；并培养学生适应新技术新器件不断更新的能力。
学生情况分析
二、课程大纲
3、教学日历
4、学生作业及平时考核情况记录表
第1次课课堂教学设计方案（绪论）
1、本次课教学目标：
掌握无线电发送设备的组成和原理，无线电接收设备的组成与原理，高频电子线路课程的研究对象。
2、本次课教学重点：
学习无线电发送设备的组成和工作原理，无线电接收设备的组成与工作原理。
3、本次课教学难点：
理解频率变换的目的、原理和实现方法。
4、本次课教学方法：
本次课的教学方法采用任务驱动教学法。
由无线通信中必须涉及的设备——天线，对所处理信号频率的要求，诱导到需要进行频率变换。
5、本次课教学过程设计
由电子线路系列课程的名称，《电子技术基础》、《数字电路逻辑设计》和《高频电子线路》，讲述每门课程主要涉及的内容。
诱导到本门课程主要涉及正弦信号的频率处理。
再由无线通信中必须涉及的设备——天线，对所处理信号频率的要求，诱导到需要进行频率变换。
学习无线电发送设备的组成和工作原理，结合电装内容——收音机组装，学习无线电接收设备的组成与工作原理。
第2次课课堂教学设计方案（串联谐振电路）
1、本次课教学目标：
掌握LC串联谐振电路的组成、工作原理和特性；
掌握LC串联谐振电路的分析过程；
掌握LC串联谐振电路的技术指标，fo、B0.7、Imo，的物理意义和计算方法。
2、本次课教学重点：
LC串联谐振电路的技术指标，fo、B0.7、Imo，的物理意义和计算方法。
3、本次课教学难点：
LC串联谐振电路实现频率选择的工作原理。
4、本次课教学方法：
本次课的教学方法采用任务驱动教学法和启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
由收音机进行电台选择的需求，导引出频率选择电路；
从电感和电容的阻抗是频率的函数，导出LC串联谐振电路；
对LC串联谐振电路进行分析，计算出回路电流，计算出负载电阻两端的电压；
分析负载电阻两端电压的表达式，得到它的选频能力；
获得LC串联谐振电路的技术指标，fo、B0.7、Imo，的物理意义和计算方法。
作业：
必做第5题，选做第6题。
第3次课课堂教学设计方案（并联谐振电路）
1、本次课教学目标：
掌握LC并联谐振电路的组成、工作原理和特性；
掌握LC并联谐振电路的分析过程；
掌握LC并联谐振电路的技术指标，fo、B0.7、Imo，的物理意义和计算方法。
2、本次课教学重点：
LC并联谐振电路的特点；技术指标，fo、B0.7、Imo，的物理意义和计算方法。
3、本次课教学难点：
LC并联谐振电路实现频率选择的工作原理。
4、本次课教学方法：
鉴于教材中采用的L和r串联，再与C并联的电路模型的分析过程中出现近似过程，使用对偶原理直接从LC串联谐振电路出发获得LC并联谐振电路的技术指标的计算方法。
5、本次课教学过程设计
由LC串联谐振电路只适应小RS和RL，使用对偶原理获得LC并联谐振电路；进行电路分析，获得LC并联谐振电路的技术指标，fo、B0.7、Imo，的计算方法；证明LC并联谐振电路适应大RS和RL。
最后建立L和r串联，再与C并联的电路模型与L、C、G并联的电路模型的关系。
作业：
必做第7题，选做第4题。
第4次课课堂教学设计方案（部分接入并联谐振电路）
1、本次课教学目标：
掌握部分接入LC并联谐振电路的组成、工作原理和特性；
了解串、并联谐振电路的阻抗变换作用；
了解其它形式滤波器电路。
2、本次课教学重点：
部分接入LC并联谐振电路降低负载电阻损耗的原理；部分接入LC并联谐振电路等效为标准LC并联谐振电路的方法。
3、本次课教学难点：
部分接入LC并联谐振电路降低负载电阻损耗的原理。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
由LC串联谐振电路只适应小RS和RL，LC并联谐振电路适应大RS和RL，这个实际情况出发。
基于LC并联谐振电路探讨降低负载损耗的方法。
降低RS和RL两端电压可以降低它们的功耗，给出部分接入LC并联谐振电路。
由能量守衡原理导出部分接入LC并联谐振电路等效为标准LC并联谐振电路的方法。
介绍串、并联谐振电路的阻抗变换作用。
介绍其它形式滤波器电路。
由晶体的电抗——频率特性作出它的等效电路，说明可以采用LC电路的分析方法。
作业：
必做第9题。
第5次课课堂教学设计方案（习题课）
1、本次课教学目标：
通过习题课进一步加深LC选频电路工作原理和分析方法的理解和掌握；
通过阻抗测量电路的分析和计算，建立理论和实践之间的联系，学习利用理论知识解释应用电路的工作原理。
2、本次课教学重点：
LC选频电路的技术指标，fo、Iom/Uom、Qo/QL，与电路参数的关系；
如何根据电路技术指标和电路参数判断电路的功能。
3、本次课教学难点：
理论与具体应用之间联系的建立。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
首先回顾必做的第5题、第7题和第9题，由此复习LC选频电路工作原理和分析方法。
接着完成第4题的分析。
这个题具有多种分析方法，包括电感可以在一个范围内选值，使得调整电容数值引起的谐振频率fo的变化范围覆盖要求的频率范围；添加一个补偿电容，合理选择电感数值，刚好覆盖要求的频率范围。
最后完成第4题的分析，实现阻抗测量。
第6次课课堂教学设计方案（Y参数等效电路）
1、本次课教学目标：
掌握三极管非线性器件线性化的另一种方法——Y参数等效电路的形式、特点；
了解三极管π参数等效电路的形式和特点；了解如何由π参数等效电路元件数值获得Y参数等效电路的元件数值。
2、本次课教学重点：
三极管Y参数等效电路的形式、特点。
3、本次课教学难点：
如何由三极管π参数等效电路元件数值获得Y参数等效电路的元件数值。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
首先回顾三极管H参数等效电路的形式、特点。
它的测量需要满足开路测量条件，这在工作频率较高时很难满足。
给出三极管Y参数等效电路的形式，说明它只需要短路的测量条件，这在工作频率较高时容易满足。
介绍三极管π参数等效电路。
电路中元件参数生产商将提供。
在不具备测量条件时，利用它可以计算得三极管Y参数。
介绍三极管β值的估算式。
作业：
必做第5题，选做第7题。
第7次课课堂教学设计方案（单调谐电路放大器）
1、本次课教学目标：
掌握三极管单调谐电路放大器的分析方法。
2、本次课教学重点：
三极管单调谐电路放大器的分析方法。
内容包括交流等效电路的绘制、小信号等效电路的绘制、部分接入电路到标准LC并联电路的转换、放大器谐振电压增益表达式的获得。
3、本次课教学难点：
整理出一套完整的三极管单调谐电路放大器的分析方法。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
首先回顾《电子技术基础》课程中三极管放大电路的分析方法。
基于作业第9题所给出的电路，通过三极管单调谐电路放大器的交流等效电路的绘制、小信号等效电路的绘制、部分接入电路到标准LC并联电路的转换这些过程，最终获得放大器谐振电压增益计算表达式、谐振频率计算表达式以及加载品质因数计算表达式。
上述过程要求学生跟着完成。
作业：
必做第9题。
第8次课课堂教学设计方案（多级单调谐电路放大器）
1、本次课教学目标：
掌握多级三极管单调谐电路放大器的分析方法。
掌握三极管单调谐电路放大器技术指标，AVO、B0.7和Kr，的物理意义。
2、本次课教学重点：
多级完全一样的三极管单调谐电路放大器级连电路的分析方法。
实际放大器电路中一些附加器件的功用。
3、本次课教学难点：
整理出一套完整的三极管单调谐电路放大器的分析方法。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
基于作业第10题所给出的电路，强调这个实际电路中各个附加器件的功用。
再次通过三极管单调谐电路放大器的交流等效电路的绘制、小信号等效电路的绘制、部分接入电路到标准LC并联电路的转换这些过程，最终获得放大器谐振电压增益计算表达式、谐振频率计算表达式以及加载品质因数计算表达式。
推导多级放大器带宽（B0.7）m的计算式。
介绍放大器稳定性和噪声的概念。
作业：
必做第10题。
第9次课课堂教学设计方案（习题课）
1、本次课教学目标：
通过习题课进一步加深小信号谐振放大电路工作原理和分析方法的理解和掌握；
2、本次课教学重点：
小信号谐振放大电路的分析步骤。
3、本次课教学难点：
提高电路技术指标的计算精度；
理解加载品质因数和空载品质因数的概念和计算方法。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
首先完成第5题的计算，再次介绍这种近似计算方法在对于给定工作频率情况下，判断三极管是否满足要求的作用。
接着完成第9题的分析。
找多个学生在黑板上分步骤联合完成。
每完成一个布置，教师或者学生给予讲评。
没有公开进行电路分析的学生在作业本上进行电路分析。
电路分析布置包括绘制交流等效电路、小信号等效电路、电路技术指标AVO和B0.7的计算。
对计算精度提出要求。
最后完成第10题的分析。
这里只要求电路技术指标AVO和B0.7的计算。
重点防在多级放大器带宽的计算。
第10次课课堂教学设计方案（非线性元件的特性）
1、本次课教学目标：
掌握非线性元件和电路的判断方法；
掌握非线性元件的频率变换作用；
理解非线性元件不满足叠加定理的意义和实际处理之间的区别。
2、本次课教学重点：
掌握非线性元件的频率变换作用。
3、本次课教学难点：
叠加定理在电路分析中的地位。
非线性元件不满足叠加定理的意义和实际处理之间的区别。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
完全按照教材非线性元件的特性这节的内容顺序讲述。
第一部分利用同一工作点和不同工作点的交流电阻与直流电阻的关系来判断器件和电路具有线性，或者非线性特点；
第二部分图解法和计算法说明具有非线性特性的系统具有频率变换的作用；
第三部分利用计算法说明具有非线性特性的系统不满足叠加定理。
作业：
必做第8题。
第11次课课堂教学设计方案（幂级数分析法）
1、本次课教学目标：
掌握非线性元件和电路的幂级数分析方法；
声明，本节的折线分析法放到功率放大器一章，结合丙类功率放大器的分析一起讲解。
2、本次课教学重点：
掌握非线性元件和电路的幂级数分析方法；
掌握信号的频域表示方法。
3、本次课教学难点：
信号频谱的概念；信号时域表示和频域表示之间的联系；信号频域表示方法。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
由信号无线传输的必须设备——天线对信号频率的要求到处频率变换的需求；由三角函数积化和差公式导出对乘法器的需求；由非线性传输函数可以展开成幂级数来获得乘法器。
由已知幂级数描述的系统特性开始，设输入信号为2个幅值和频率已知的正弦信号，通过数学运算获得输出信号的频谱。
这里分别画出输入信号的频谱图和输出信号的频谱图。
给出获取输出信号频率成分的表达式。
作业：
必做第11题。
第12次课课堂教学设计方案（时变参量分析法）
1、本次课教学目标：
掌握开关函数分析方法；
掌握二极管混频器电路的分析方法；
了解混频器干扰的相关概念。
2、本次课教学重点：
时变参量——开关函数，实现频率变换的原理；
平衡混频器降低输出频率分量的原理。
3、本次课教学难点：
平衡混频器的工作原理；
混频器干扰的主要种类和判断方法。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
回顾叠加定理，强调满足条件——线性和时不变。
以开关函数分析方法为例，介绍实现频率变换的第二种方法——时变参量分析法。
使用幂级数分析法，分别分析单端混频电路、平衡混频电路的工作，介绍双平衡混频电路。
介绍混频干扰的概念、来源、分类以及解决方法。
作业：
必做第17、34题。
第13次课课堂教学设计方案（习题课）
1、本次课教学目标：
通过习题课进一步加深对实现频率变换电路的分析方法的掌握。
理解平衡混频电路降低输出频率分量的现实意义，理解在输出中不需要的频率分量所产生的干扰的危害，这些混频干扰的分类以及降低它们影响的方法。
2、本次课教学重点：
幂级数分析法在单端混频电路和平衡混频电路中的使用，后者对降低输出频率成分的原理。
3、本次课教学难点：
混频干扰的分类以及降低它们影响的方法。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
采用单端混频电路，首先通过计算说明只添加信号将导致信号的幅度信息失真；然后通过计算说明输入包含信号和一个幅值、频率都为常量的本振信号能够即实现频率变换，又能够保留信号的幅度信息；再说明调整本振信号频率可以将信号变换到希望的高频频率范围。
采用幂级数分析法，设混频二极管特性与单端混频电路相同，分析平衡混频电路，对比两种混频电路的输出频率成分。
讨论混频干扰。
第14次课课堂教学设计方案（谐振功率放大器的工作原理）
1、本次课教学目标：
掌握按照导通角对放大器种类的划分方法；
降低放大器导通角的方法；
采用选频电路克服失真的原理。
2、本次课教学重点：
丙类功率放大器的工作原理：
采用发射结直流反偏降低导通角，采用LC电路滤除谐波干扰。
3、本次课教学难点：
降低放大器的导通角提高它的效率，进而提高放大器的输出功率。
。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
由输出功率与效率和管耗的表达式出发，在给定管耗的前提下，通过提高电路效率来加大输出功率。
回顾甲类和乙类放大器的工作过程，得出降低导通角可以提高电路效率的结论。
描述丙类功率放大器的工作原理：
采用发射结直流反偏降低导通角，采用LC电路滤除谐波干扰。
解释丙类功率放大器输入和输出的电流和电压波形图，给出输出功率、直流供给功率和效率的计算式。
作业：
必做第4题，选做第1、2、3题。
第15次课课堂教学设计方案（折线分析法）
1、本次课教学目标：
掌握非线性电路的折线分析方法；
了解集电极电流脉冲分解的目的和方法；
掌握高频功率放大器动态特性曲线的绘制方法、放大器的工作状态以及电路条件对放大器工作的影响。
2、本次课教学重点：
高频功率放大器动态特性曲线的绘制方法。
3、本次课教学难点：
高频功率放大器动态特性曲线的绘制方法。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
首先讲解非线性电路的折线分析方法，集电极电流脉冲分解的目的和方法。
接着回顾《电子技术基础》课程中三极管电路的图解分析法，由此引出高频功率放大器动态特性曲线的绘制方法。
以高频功率放大器动态特性曲线为基础，讨论负载电阻、信号幅度、电源电压对工作状态的影响。
介绍高频功率放大器的电路组成；了解丙类倍频器，宽带高频功率放大器，功率合成器。
作业：
必做第7、9题，选做第4、5、6题。
第16次课课堂教学设计方案（习题课）
1、本次课教学目标：
通过习题课进一步加深对高频功率放大器工作原理的理解；进一步熟练电路的分析方法。
2、本次课教学重点：
使学生能够灵活地根据所给的电路条件，完成谐振功率放大器电路的分析。
3、本次课教学难点：
谐振功率放大器电路导通角的计算，集电极电流脉冲幅值的计算。
这部分内容没有相应的作业题。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
分别采用三极管的转移特性和输出特性，利用举例的方法介绍谐振功率放大器电路导通角的计算，集电极电流脉冲幅值的计算。
以第5题为例，复习高频功率放大器动态特性曲线的绘制方法，复习电路工作原理。
以第9题为例，完成谐振功率放大器电路的分析。
强调功率放大器需要注意三极管的安全性。
复习涉及三极管安全性的技术指标。
第17次课课堂教学设计方案（振荡器的工作条件）
1、本次课教学目标：
掌握基于正反馈的振荡器工作条件：
起振条件、平衡条件和稳定条件。
掌握变压器耦合LC振荡器的工作过程。
2、本次课教学重点：
掌握基于正反馈的振荡器工作条件：
起振条件和平衡条件。
3、本次课教学难点：
变压器耦合LC振荡器是否满足工作条件的判定。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
复习反馈电路的一般方框图和一般表达式。
由1+AF=0导出振荡器的工作条件。
由变压器耦合LC振荡器为基础，介绍振荡器的平衡条件、起振条件以及稳定条件。
总结变压器耦合LC振荡器是否满足工作条件的判定步骤：
绘制交流等效电路，使用瞬时电压法判断反馈极性。
注意变压器的同名端。
作业：
图7.6.1电路。
第18次课课堂教学设计方案（三点式振荡器）
1、本次课教学目标：
掌握三点式LC振荡器的工作判据的证明过程；
能够在电路分析中熟练地使用。
2、本次课教学重点：
能够在电路分析中熟练地使用三点式LC振荡器的工作判据判断电路是否满足工作条件。
3、本次课教学难点：
不同情况下使用三点式LC振荡器的工作判据判断电路是否满足工作条件。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
分别由图7.6.2和图7.6.3电路，通过绘制交流等效电路并进行化简，导出三点式LC振荡器的工作判据。
使用例7.6.1学习电路的分析方法。
重点为电路工作频率的计算。
使用作业第6题，利用LC并联电路的阻抗特性与工作频率与电路固有谐振频率的关系，整理出处理这种题型是否可能满足三点式LC振荡器的工作判据的具体步骤。
作业：
必做第6题。
第19次课课堂教学设计方案（晶体振荡器和RC振荡器）
1、本次课教学目标：
了解振荡器工作频率稳定性的概念；
掌握判断晶体振荡器能否正常工作的判断方法；
掌握判断RC振荡器能否正常工作的判断方法。
2、本次课教学重点：
判断晶体振荡器能否正常工作的判断方法和判断RC振荡器能否正常工作的判断方法。
3、本次课教学难点：
移相式RC振荡器和桥式RC振荡器满足振荡器相位条件电路结构的证明。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
首先讲述振荡器工作频率稳定性的概念以及晶体振荡器能否正常工作的判断方法；
接着复习波特图的概念，由此导出移相式RC振荡器能否正常工作的判断方法；
对于桥式RC振荡器，写出反馈网络的传输系数，分别由定性和定量两种方法，导出桥式RC振荡器能否正常工作的判断方法。
作业：
必做第33题。
第20次课课堂教学设计方案（调幅波的性质）
1、本次课教学目标：
掌握调幅波的数学表达式以及频谱描述方法；
了解调幅波中的功率关系；
了解不同种类调幅信号的特点。
2、本次课教学重点：
普通调幅信号的数学表达式描述、波形图描述以及频谱描。
上述三种描述方法之间的关系。
3、本次课教学难点：
任意调制信号情况下，调幅指数的计算。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
首先按照单一频率调制信号、载波和普通调幅信号的顺序，同时写出数学表达式、画出波形图和频谱图，讲述调幅灵敏度和调幅指数的物理意义；
给出具有多个频率分量的调制信号情况下，普通调幅信号的频谱图。
再由普通调幅信号的频谱图，计算出信号的能量利用率。
由此导出抑制载波的双边带调幅信号和单边带调幅信号。
最后由三种调幅信号的频谱图总结出它们的特点。
作业：
必做第4、5题。
第21次课课堂教学设计方案（调幅电路）
1、本次课教学目标：
掌握高电平调幅电路的工作原理；
了解基于运算放大器的调幅电路分析。
2、本次课教学重点：
高电平调幅电路的工作原理。
3、本次课教学难点：
建立谐振功率放大器各极电源电压对输出功率的影响和高电平调幅电路工作之间的关系。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
首先复习谐振功率放大器各极电源电压对输出功率的影响，由此导出高电平调幅电路的工作原理，比较集电极调幅和基极调幅电路之间的特点。
复习运算放大器电路的分析方法。
基于普通调幅信号的数学表达式，采用合适的运算放大器电路组合，实现普通调幅电路。
比较高电平调幅电路和基于运算放大器的低电平调幅电路之间的特点。
作业：
必做第7、8题。
第22次课课堂教学设计方案（检波电路）
1、本次课教学目标：
掌握包络检波电路的工作原理；
了解同步检波电路的工作原理。
2、本次课教学重点：
包络检波电路的工作原理，包络检波电路的特殊失真——惰性失真和负峰切割失真。
3、本次课教学难点：
检波电路的特殊失真——惰性失真和负峰切割失真的产生原因以及克服方法。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
介绍包络检波电路对普通调幅信号的解调过程，定性介绍电路电阻R的阻值对输出信号波形的影响；
介绍检波电路的特殊失真——惰性失真和负峰切割失真的产生原因以及克服方法；
简单介绍同步检波电路的工作原理。
作业：
必做第16、17题。
第23次课课堂教学设计方案（调频波的性质）
1、本次课教学目标：
掌握调频波的数学表达式；
掌握调相波的数学表达式；
掌握调频波和调相波数学表达式之间的转换关系。
2、本次课教学重点：
调频波和调相波的数学表达式，调频波和调相波数学表达式之间的转换关系。
3、本次课教学难点：
调频波和调相波的数学表达式，调频波和调相波数学表达式之间的转换关系。
4、本次课教学方法：
采用启发式教学法。
5、本次课教学过程设计
按照单一频率调制信号、载波，调频信号和调相信号，的顺序，写出数学表达式。
数学表达式包括4种。
调频信号：
来自物理定义、包括频偏、频率积分获得调相表达式、调频信号
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