通信电子线路
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课程评价
spContent=本课程包含四大关键词:通过学习调幅和调频系统电路,以构建通信最重要概念之一“调制”。所涉频段为“高频”,工作状态多为“非线性”,从完备知识体系结构和方法论上说,本课程可提供较大帮助。会学才能学会,正确的学习方法也需学习。本课程探寻“智慧学习”模式,以将知识的学习上升为智慧的进阶!
—— 课程团队
课程概述

      《通信电子线路》是通信工程、电子信息工程、电磁与无线通信等专业的专业基础必修课程,主要介绍通信系统中高频电子线路的基本原理、非线性电子线路的基本分析方法以及在通信中的典型应用。学习本课程将对通信系统形成较完整的知识体系结构,并能进行通信系统中发射机和接收机高频电路的分析和设计,为专业课的学习及将来从事相关工作打下良好的基础。该课程注重理论联系工程实际,既学到该学科的基本理论知识,同时培养分析和解决实际问题的能力。
       本课程是华中科技大学具有优良教学质量的传统课程,课程开设时间已四十多年,在国家级教学名师严国萍教授带领下,于2008年获“
国家级精品课程”称号,2013年获“国家级精品资源共享课程”称号,已在“爱课程”网站上线运行五年。本课程教材严国萍教授主编的《通信电子线路(第二版)》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,同时有配套习题辅导教材和实验教材,自主研发的《通信电子线路》实验教学系统推广应用到30多所学校。
       本课程的慕课负责人黄佳庆一直承担《通信电子线路》的教学,并主要参与国家级精品资源共享课程的建设和维护,在精品课程于“爱课程”网站上线五年过程中积累多方面经验,教学团队合作默契。本课程慕课建设将继续继承和发扬本课程已有国家级精品课程和国家级精品资源共享课程的优良传统,并不断通过教学创新提升教学质量,以适应和应对新时期机器智能所带来的巨大挑战。
       本课程慕课建设原则是,注重知识体系结构的系统性,强调慕课学习时间的碎片化不能影响到知识体系的系统化,并通过
知识地图的形式显式描绘出来;注重概念清楚及其实时学习效果检测,即以讲懂别人为评价标准;在每章最后有习题教学视频,帮助大家融会贯通,达到举一反十、举一反百...;最后一章为仿真实验教学视频,以期理论结合实际,锻炼实际的设计/应用能力。在知识学习的同时,特别重视正确学习方法的学习。本课程也提供建议的学习方法,简单但可操作性强,且有效性较为明显,并针对机器智能替代人类智能的巨大挑战,建议开启智慧学习模式,在贯穿本课程所有知识的学习过程中,一起探寻如何将知识的学习逐步上升为智慧的进阶!

 

 

 

 

 

 

授课目标

    目标分为两个层面,前三点为知识层面,第四点为学习方法层面,往往最后一点更为重要(会学才能学会)。

1. 构建‍高频电路的系统知识体系结构(显式画出本课程的知识地图)

2. 掌握‍非线性电路分析方法

3. 能够分析/设计高频电子线路(学以致用,用以促学,学用相长)


4. 在上述三点涉及知识的学习过程中,有意识不断打磨适配自己的‍智慧学习模式,将知识的学习逐‍步上升为智慧的进阶(知识易得,智慧难求)!


课程大纲

《通信电子线路》

课程大纲

 

简介

知识点

学习周

第1章

绪论

为什么学?

1.0 引言

第1周

学什么?

1.1 课程概述

怎么学?

1.2 课程学习方法

第2章

从52Hz的故事开始讲起~

2.1.0 选频网络

第2周

串谐就是CLR的串吗?

(是)

2.1.1 串谐-上

(Q、ξ)

2.1.1 串谐-下

(Q、ξ)

并谐就是CLR的并吗?

(不,是CLRp的并)

2.1.2 并谐-上

(Q、ξ、Rp[难点]

2.1.2 并谐-下

(Q、ξ、Rp[难点]

如何理解R与Rp的互换?

2.1.3 串并转换

阻抗转换的“小神器”

2.1.4 抽头

第3周

如何解决耦合回路“鸡生蛋”“蛋生鸡”循环影响的问题?(去耦)

2.1.5 耦合回路—反射阻抗

2.1.6 耦合回路—谐振[难点]

如何分析串并混联?

2.1.7 石英晶体滤波器

2.1.8 陶瓷滤波器

初识非线性方法

2.2 非线性分析基础

高频魔法“隔空点灯”是真的吗?为什么人可在高频上万伏人工闪电下安然无恙?

2.3 特斯拉线圈(选学)

 

第2章小结和习题

 

第2章测试题

第3章

 

 

3.1 分类和质量指标

第4周

为什么是π型等效?为什么还要转成Y参数等效?

3.2 放大管高频等效电路

如何求“金三角”ABQ?

3.3.1 单级高频谐振小放-上

(Av Av0   B Q0/QL[难点]

3.3.1 单级高频谐振小放-下

(Av Av0   B Q0/QL[难点]

 

3.3.2 多级高频谐振小放

((Av0)m    Bm

 

3.4.1 自激原因和条件

(Av0s

 

3.4.2 克服自激方法

 

第3章小结和习题

 

第3章测试题

第4章

[难点]

为什么高频功放管导通时间不足50%,效率却可达78%?

4.1.1 高频谐振功放原理

(丙类、反偏)

第5周

4.1.2 高频谐振功放功率与效率

什么是折线法?如何定量计算效率ηc和功率Po

4.2.1 高频谐振功放计算

(θcηcPo[难点]

 过压、欠压的纠结

4.2.2 动态特性与负载特性

(Vbm、Vcc、Rp[难点]

 

 

 

第6周

 

4.3 高频功放电路-直流馈电

为什么又多出效率ηk和功率PA

4.3 高频功放电路-输出回路

(ηkPA

 

4.4 晶体管倍频器

 

第4章小结和习题

 

第4章测试题

第5章

为什么可以起振?如何获得起振“第一桶金”?为什么正反馈不会无限制下去而使振荡管崩盘烧毁?

5.1.1 反馈型振荡器基本原理

第7周

如何起振?

5.1.2 起振条件

如何达到平衡?

5.1.3 平衡条件

如何达到稳定的平衡?

5.1.4 稳定条件

 LC振荡器

5.2.1 互感耦合振荡器

5.2.2 电感三端LC振荡器

5.2.3 电容三端LC振荡器

什么是相位平衡的“黄金法则”?

5.2.4 相位平衡条件判断准则

 

5.3 振荡器稳定性问题

第8周

晶体振荡器

 

5.4.1 皮尔斯振荡器

5.4.2 密勒振荡器

5.4.3 泛音晶体振荡电路

5.4.4 串联型晶体振荡器

 

第5章小结和习题

 

第5章测试题

第6章

为什么调制?

6.1 调制

第9周

什么是调幅?

阿姆斯特朗如何发明沿用至今仍广泛使用的超外差调幅?

6.2.1 普通调幅

6.2.2 抑制载波双边带调幅

6.2.3 单边带调幅

6.2.4 残留边带调幅

如何调幅?

(低电平调幅电路)

6.3.1 简单二极管调幅电路

6.3.2 平衡调幅电路

6.3.3 环形调幅电路

6.3.4 模拟相乘器调幅电路

滤波法、相移法、修正相移滤波法

6.3.5 单边带调幅电路

如何调幅?

(高电平调幅电路)

6.3.6 集电极调幅

6.3.7 基级调幅

如何检波?

6.4.1 大信号峰值包络检波

第10周

6.4.2 包络检波失真[难点]

6.4.3 同步检波

为什么混频?如何混频?

什么是线性时变分析法?

6.5.1 混频(变频)

 

6.5.2 混频器的干扰[难点]

 

第6章小结和习题

 

第6章测试题

第7章

为什么用吹笛子传递信息比吹哨子抗干扰能力强?

7.0 调角

第11周

调相指数mp本质是什么?

7.1.1 调相[难点]

调相指数mf本质是什么?

7.1.2 调频[难点]

为什么仅从波形很难分辨是调频波还是调相波?

7.1.3 调频与调相比较

为什么只有调频收音机而没有调相收音机?

7.1.4 调角频谱与频宽

如何调频?

阿姆斯特朗继发明超外差调幅后又是如何发明抗干扰性能更好的调频?

7.2.0 调频方法

第12周

7.2.1 直接调频方法与电路

7.2.2 间接调频方法与电路

如何鉴频?

为什么通常在鉴频器之前加限幅器?

7.3.1 鉴频方法

7.3.2 相位鉴频

7.3.3 比例鉴频

如何理解调频机制“带宽换信噪比”?为什么说调频是信息论中香农定理在模拟通信中的一个实例验证?

7.4 调频制抗干扰性能

 

第7章小结和习题

 

第7章测试题

仿

仿真入门

8.1 Multisim入门介绍

第1周

8.2 Multisim电路图的绘制

第2周

8.3 Multisim电路仿真设置

第3周

模块级仿真

8.4 高频谐振小放的仿真

第5周

8.5 高频谐振功放的仿真

第7周

8.6 高频振荡器的仿真

第9周

系统级仿真

8.7 通信电子线路综合仿真

第12周

 


预备知识

1.《电路理论》

2.《信号与系统》

3.《低频电子线路》

注:为降低前期课程遗忘对于学习本课程的影响,凡涉及相关前期知识点,本课程中均会适当回顾与复习。

证书要求

成绩构成:单元测验占40%,课堂讨论占10%,期末考试占50%。
课程成绩按百分制计,60分≤成绩<85分者将获得合格证书,成绩≥85分者将获得优秀证书。

 


参考资料

[1] 《通信电子线路(第二版)》,科学出版社,严国萍、龙占超、黄佳庆,2016.12,普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
 
[2] 《高频电子线路学习指导与题解》,华中科技大学出版社,严国萍。
 
[3] 《高频电子线路(第五版)》,高等教育出版社,张肃文,普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
 
[4] 
国家级精品资源共享课程《通信电子线路》课程负责人:严国萍教授,国家级教学名师,“爱课程”网站http://www.icourses.cn/coursestatic/course_2552.html

 

常见问题

Q :  该如何学习《通信电子线路》这门课?

A :  本课程设置了多条“游览线路”,以最少时间代价满足不同层次需求


(1)精华一日游:(仅仅就是来瞅瞅的~最好能看到一些有趣或实用的)
         了解简单但足够有效的学习方法(干货,非老生常谈),感受高频世界的神奇,体会非线性世界的魔力,倾听前人发明高频电路的艰辛路程。例如:

    52Hz的故事(一个世界上最孤独鲸鱼的故事)
    一个关于调频机制诞生的技术与资本碰撞的略带忧伤的故事
    隔空点灯是真的吗?
    人在上万伏人工闪电下安然无恙的秘诀是什么?
    为什么用吹笛子的方式传递信息比用吹哨子传递信息的抗干扰能力强?


(2)常规知识游:适合本专业学习者,学习高频电路知识、非线性电路分析方法等


(3)智慧深度游:适合在学习知识的过程中希望同时提升面对机器智能巨大挑战的学习者,适合希望开启和打磨一套适配个体的智慧学习模式的学习者

 

Q:学习《通信电子线路》这门课需要什么前期基础?

A:有最基本的电路知识即可。若用到前期知识点,本课程会适当加以复习,便于顺利过渡到本课程知识点的学习。


Q :  为什么强调智慧学习?

A :  钱学森早在上世纪1997年提出“大成智慧学”,指出“大成智慧”是在知识爆炸、信息如潮的时代所需要的新的思维方式和体系。在当今时代随着第四次工业革命序幕的拉开,机器智能逐步替代人类智能,这种大趋势已不可逆转,只是时间的早晚问题。我们现在的学习若仅以知识学习为目标,很明显是远远不够。即使加上能力的培养都还不够,因为可能还是跟不上机器智能的提升!“知识易得,智慧难求”,唯有以智慧的进阶为目标,开启智慧学习模式,恐怕才能从根本上应对机器智能的挑战。


Q :  什么是智慧学习?

A :  凡是提升智慧的学习都可以称之为智慧学习,智慧学习的含义至少包括:创新学习,连通学习,跨界跨学科学习…… 智慧学习最本质的特征是创新学习。目前来看,人脑具有的创新能力是机器无法替代的。至于智慧学习的其他含义,也正是我们在学习本课程过程中可以一起探讨的开放问题。