高频电子线路教案

1高频电子线路教案说明：1.教学要求按重要性分为3个层次，分别以“掌握★、熟悉◆、了解▲”表述。学生可以根据自己的情况决定其课程内容的掌握程度和学习目标。2.作业习题选自教材：张肃文《高频电子线路》第五版。3.以图表方式突出授课思路，串接各章节知识点，便于理解和记忆。2周次：1课时：3教学内容1.第一章绪论第一节无线电通信发展简史第二节无线电信号传输原理第三节通信的传输媒质目的要求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讲授思路1.课程简介：高频电子技术的广泛应用课程的重要性课程的特点详述学习方法与前导课程(电路分析和模拟电路)的关系课程各章节间联系和教学安排参考书和仿真软件2.简述无线电通信发展历史3.信号传输的基本方法：图解信号传输流程哪些环节涉及课程内容两种信号传输方式：基带传输和调制传输▲三要素：载波、调制信号、调制方法各种数字调制和模拟调制方法▲详述AM、FM、PM（波形）4.详述无线电发射机和接收机组成:◆图解无线电发射机和接收机组成（各单元电路与课程各章对应关系）超外差式和直接放大式比较5.简述常用传输媒质：常用传输媒质特点及应用有线、无线双绞线、同轴电缆、光纤天波、地波各自适用的无线电波段（无线电波段划分表）作业布置思考题：1、画出超外差式接收机电路框图。2、说明超外差式接收机各级的输出波形。3周次：2课时：3教学内容1.第二章选频网络第一节串联谐振回路第二节并联谐振回路第三节串、并联阻抗的等效互换与回路抽头时的阻抗变换目的要求1.掌握串联谐振回路的谐振频率、品质因数和通频带的计算2.掌握串联谐振回路的特性和谐振时电流电压的计算3.掌握串联谐振回路的谐振曲线方程4.了解串联谐振回路的相位特性曲线5.了解电源内阻和负载电阻对串联谐振回路的影响6.掌握并联谐振回路的谐振频率、品质因数和通频带的计算7.掌握并联谐振回路的特性和谐振时电流电压的计算8.掌握并联谐振回路的谐振曲线方程9.了解并联谐振回路的相位特性曲线10.了解电源内阻和负载电阻对并联谐振回路的影响11.了解低Q值并联谐振回路的特点12.熟悉串并联电路的等效互换计算13.了解并联电路的一般形式14.熟悉抽头电路的阻抗变换计算讲授思路★◆▲1.选频网络概述：选频网络(后续章节的基础)谐振回路（电路分析课程已讲述）滤波器单振荡回路耦合振荡回路（耦合回路+多个单振荡回路）串联谐振回路并联谐振回路2.详述串联谐振回路：串联谐振回路电路图详述回路电流方程的推导（运用电路分析理论）谐振状态特性非谐振状态特性★计算谐振频率、特性阻抗、能量关系、★幅频特性曲线、▲相频特性曲线阻抗特性、电压特性、空载品质因数▲计算有载品质因数★计算通频带（电源内阻和负载电阻对品质因数的影响）串联谐振回路适用场合3.简述并联谐振回路：参照串联谐振回路的讲述过程运用串联、并联电路的对偶性44.详述串并联电路的等效互换和抽头电路的阻抗变换：运用上述标准串联或并联谐振回路的已知结论，分析复杂谐振回路混联电路到串联或并联电路推导抽头电路到无抽头电路的等效互换◆推导串并联电路的等效互换电感抽头电容抽头（依据等效前后阻抗虚实部恒等）谐振回路的应用电路只需推导串联或并联电路形式之一不考虑互感、谐振条件下推导◆推广到一般情况（非谐振、有互感）抽头电路等效互换举例5周次：3课时：3教学内容1.第二章选频网络第五节耦合回路第六节滤波器的其他形式目的要求1.了解耦合回路的一般性质2.掌握耦合回路频率特性曲线及方程3.掌握耦合因数η不同时曲线形状的变化及特点4.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讲授思路1.详述耦合回路：单振荡回路缺点（阻抗变换不灵活+选频特性不理想）耦合回路+多个单振荡回路互感耦合串联型（串并联电路可等效互换）电容耦合并联型推导耦合回路反射阻抗（电路分析课程已讲述）★推导耦合回路频率特性方程（节点电压法或KCL）▲反射阻抗性质★频率响应曲线克服单振荡回路缺点：阻抗变换不灵活临界耦合、过耦合、欠耦合★推导通频带克服单振荡回路缺点：选频特性不理想2.简述各种滤波器特点及应用：LC选频网络缺点（选频特性不理想+体积大）LC集中选择性（选频特性好）石英晶体、陶瓷和表面声波滤波器（选频特性好+体积小）▲根据Q值、通频带、插入损耗比较各种滤波器优缺点作业布置思考题：1、在调谐放大器的回路两端并联一个电阻，放大器的通频带将如何变化？2、串联谐振回路发生谐振时，电容两端的电压大小与输入电压有什么关系？3、若已知并联谐振回路的R、L、C，则并联谐振频率为多少？4、耦合回路的频率响应曲线当η1和η＞1时，曲线的形状有什么不同？5、并联谐振回路发生谐振时，流过电感的电流大小与输入电流有什么关系？6、若已知串联谐振回路的R、L、C，则谐振回路的品质因数为多少？7、选频网络分为两大类。除选用谐振回路外，还可以采用哪些滤波器形式？8、反射电阻和反射电抗的大小与什么有关？9、理想的LC并联谐振和串联谐振的等效阻抗各等于多少？10、谐振回路通频带与品质因数存在什么关系？11、LC并联谐振回路选频性能的好坏由什么指标衡量？12、耦合电路反射电抗的性质与原电路电抗性质存在什么关系？13、空载品质因数与有载品质因数相比，哪个更大？14、LC并联谐振回路相频特性曲线具有斜率单调变化的特点。利用其曲线的线性部分，可以完成什么功能？习题：第54页题2.5第54页题2.76周次：4课时：3教学内容1.第三章高频小信号放大器第一节概述第二节晶体管高频小信号等效电路与参数第三节单调谐回路谐振放大器第四节多级单调谐回路谐振放大器目的要求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.了解晶体管混合π等效电路的画法4.掌握晶体管y参数等效电路y参数的计算5.了解晶体管的高频特性参数6.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7.了解级间耦合网络的形式8.了解多级谐振放大器的特性和计算讲授思路1.高频小信号放大器概述：高频小信号放大器（有选频网络，第三章内容）调谐放大器（谐振回路作负载）非调谐放大器（阻容放大+滤波器）单调谐回路双调谐回路（串并联谐振回路作负载）（耦合振荡回路作负载）集成电路放大器由主要性能指标比较其优缺点★详述电压增益和功率增益、通频带、选择性、稳定性、噪声系数定量指标，由等效电路计算获得定性指标（第二节至第五节）（第六节和第九、十节）2.晶体管高频小信号参数等效电路：晶体管工作于高频晶体管混合π等效电路晶体管的高频特性参数（模拟电路课程已讲述）★详述晶体管y参数等效电路▲频率特性曲线（并联结构+并联谐振电路，便于求解）▲计算maxfffT、、混合π等效电路中，根据y参数定义，求解y参数公式73.详述单调谐放大器分析计算：单调谐放大器电路原理图小信号等效电路（运用晶体管y参数等效电路、抽头电路的阻抗变换）推导电压增益公式推导功率增益公式★谐振时电压增益★谐振时功率增益归一化电压增益公式最大功率传输时电压增益★最大功率传输时功率增益（不考虑回路损耗）（不考虑回路损耗）★通频带矩形系数★最大功率传输时功率增益（考虑回路损耗）4.简述多级单调谐放大器特性和计算：多个单调谐放大器级间耦合网络（简述各种形式）多级单调谐放大器▲推导归一化电压增益公式▲通频带矩形系数8周次：5课时：3教学内容1.第三章高频小信号放大器第五节双调谐回路谐振放大器第六节谐振放大器的稳定性与稳定措施第七节谐振放大器的常用电路和集成电路谐振放大器2.第三章作业讲解和答疑3.第一章、第三章复习和习题练习目的要求1.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2.了解yre对谐振放大器稳定性的影响3.了解单向化方法4.了解分立元件和集成电路谐振放大器的应用讲授思路1.详述双调谐放大器分析计算（参照单调谐放大器讲述过程）：双调谐放大器电路原理图小信号等效电路（运用晶体管y参数等效电路、抽头电路的阻抗变换、耦合回路结论）推导电压增益公式★谐振时电压增益（临界耦合、过耦合、欠耦合）★归一化电压增益公式（临界耦合、过耦合、欠耦合）★通频带（临界耦合）矩形系数（临界耦合）2.简述yre对谐振放大器稳定性的影响：yre（分析单、双调谐放大器时忽略）反馈导纳▲实部改变输入回路Q值或正反馈虚部引起失谐自激条件稳定系数及稳定性判断稳定电压增益▲单向化方法（中和、失配法）3.简述谐振放大器的应用：谐振放大器分立元件放大器举例（谐振回路+滤波器）集成电路放大器举例（谐振回路+滤波器）4.第二章作业讲解和答疑5.第一章、第二章复习和习题练习：提问学生、要求学生在黑板上解答9作业布置思考题：1、双调谐放大器为什么优于单调谐放大器？2、小信号谐振放大器不稳定的主要原因是什么？单向化方法的主要方法有哪些？3、若已知单调谐放大器的中心频率f0和品质因数Q，则其通频带为多少？4、调谐放大器的级数增多，选择性会如何变化？5、双调谐回路谐振放大器通频带与品质因数有什么关系？6、高频时晶体管常用什么等效模型进行分析？7、单调谐回路谐振放大器在满足最大功率传输条件时，最大功率增益等于多少？8、什么是特征频率fT？9、最高工作频率fmax指什么？10、谐振放大器的稳定系数S为多少时放大器自激？11、晶体管y参数与哪些因素有关？12、半功率点又称为什么？习题：第121页题3.10第122页题3.1710周次：6课时：3教学内容1.第四章非线性电路、时变参量电路和变频器第一节概述第二节非线性元件的特性第三节非线性电路分析法第四节线性时变参量电路分析法目的要求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3.了解非线性元件的频率变换作用4.了解非线性电路不满足叠加定理5.掌握非线性电路的幂级数分析法和折线分析法6.了解时变跨导电路的分析方法7.了解模拟乘法器电路的分析方法8.了解开关函数分析法讲授思路1.简述非线性元件和非线性电路：元件线性非线性特性分析（伏安特性曲线，直流和动态电阻）应用（频率变换）近似工作于线性状态工作于非线性状态（含开关状态）线性电路（第四章）非线性电路（第五至第十章，不满足叠加定理）图解分析法解析分析法（特性曲线）（特性方程）★详述幂级数分析法（通用方法）针对PN结的特殊方法大信号：指数函数分析法★小信号：详述折线分析法（幂级数分析法特例）2.简述时变参量电路：元件非时变参量时变参量时变参量电路电抗性：时变电容电阻性（第八章）▲时变跨导▲开关元件（时变电阻/电导）模拟乘法器（时变增益）三极管变频二极管变频模拟乘法器变频三种变频方法：频率成分依次减少11周次：7课时：3教学内容1.第四章非线性电路、时变参量电路和变频器第五节变频器的工作原理第六节晶体管混频器第七节二极管混频器第八节差分对模拟乘法器混频电路第九节混频器中的干扰第十节外部干扰2.第三章作业讲解和答疑3.第三章复习和习题练习目的要求1.熟悉变频器主要性能指标的定义2.掌握晶体管混频器变频电压增益、最大变频功率增益和实际变频功率增益的计算3.熟悉二极管混频器的种类和工作原理4.了解模拟乘法器混频电路的应用5.了解混频器干扰的种类6.了解混频器干扰的克服方法。7.了解外部干扰的种类讲授思路1.变频器概述：变频（混频）功能：频谱搬移◆性能指标变频增益、选择性、失真和干扰、噪声系数定量指标，由等效电路计算获得定性指标（第六节至第八节）（第九、十节）2.详述晶体管混频器分析计算：晶体管混频器原理性电路分析方法：看作输入sv的小信号放大器（时变跨导随本振电压ov变化）四种组态选择本振电压ov基极注入的共射电路组态分析（共射电路便于分析）简化型等效电路（参照高频小信号放大器y参数等效电路，occicoefeiegggyyy）求解等效电路参数icg、ocg、cg1g/2（1g为时变跨导)(tg的基波分量）由混合π等效电路根据icg、ocg定义求解直接积分法：)(tg函数已知图解法：)(