spContent=本课程为通信工程大类和电子信息工程大类专业学科基础课程,也是上述专业学科大学一年级学生学习的一门具有较强专业课性质的课程。本课程在讲授电子电路对电信号的时域、频域分析、处理与设计方法的基础上,重点讲解电路模型、电路分析方法的基础知识和基本工具,分别讨论了基本放大电路、多级放大电路与集成运算放大器、负反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号发生与变换电路、AC/DC电源电路等典型电子电路的基本原理及分析设计 方法。
本课程为通信工程大类和电子信息工程大类专业学科基础课程,也是上述专业学科大学一年级学生学习的一门具有较强专业课性质的课程。本课程在讲授电子电路对电信号的时域、频域分析、处理与设计方法的基础上,重点讲解电路模型、电路分析方法的基础知识和基本工具,分别讨论了基本放大电路、多级放大电路与集成运算放大器、负反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号发生与变换电路、AC/DC电源电路等典型电子电路的基本原理及分析设计 方法。
—— 课程团队
课程概述
本课程为通信工程大类和电子信息工程大类专业学科基础课程,也是上述专业学科大学一年级学生学习的一门具有较强专业课性质的课程。本课程在讲授电子电路对电信号的时域、频域分析、处理与设计方法的基础上,重点讲解电路模型、电路分析方法的基础知识和基本工具,分别讨论了基本放大电路、多级放大电路与集成运算放大器、负反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号发生与变换电路、AC/DC电源电路等典型电子电路的基本原理及分析设计方法。
本课程强调从系统工程角度对电子系统的基本架构、设计、搭建以及各部分功能电路的原理和应用进行自顶向下的学习,通过将本课程加入基于挑战的学习框架之中,能够提高学生主动学习的兴趣和热情,使学生具有真实掌握本课程教学目标的切身体会和实际经验,最终达到将学生培养成为不仅具有扎实基础和操作能力,更具有解决复杂工程问题能力的优秀工程人才。学生通过学习本课程,能运用数学、自然科学、工程科学的语言表述电子电路的时域、频域分析与设计问题,能对电子电路建立数学模型并求解;能运用相关科学原理,识别和判断电子电路时域、频域分析与设计问题的关键环节;能针对电子电路时域、频域设计的特定指标,完成单元电路的设计;能就电子电路的时域、频域分析与设计问题,以口头、文稿、图表等方式,准确表达自己的观点,回应质疑,理解与业界同行和社会公众的差异性。
综上,在本课程的学习过程中,学生将学会使用电路分析和设计工具,养成工程思维和应用能力,增强系统观念,为将来成为通信和电子信息工程专业工程人才打下坚实基础。
授课目标
本课程使学生掌握通信系统的核心--无线通信射频系统的基础理论、射频电路设计与测试方法、射频系统和电路最新进展和未来方向,为学生今后开展通信电路与系统技术研究和产品开发打下坚实的基础。本课程的射频电路理论学习与实际设计结合紧密,通过射频电路设计实验实践,使学生了解和掌握射频电路设计技能,着重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,提高学生的实践动手能力和创新能力,融合家国情怀与制度自信、科学精神与工匠精神、法治意识与工程伦理等课程思政元素,最终达到培养基础理论扎实、解决工程问题能力强、具有系统概念、热爱社会主义建设事业的高级专业技术人才的目标。
课程大纲
绪论
课时目标:使学生理解电磁波传播特性、无线通信信道媒介的特点、无线通信系统典型结构,掌握无线通信系统中射频前端电路功能与性能要求、射频电路特点,了解无线通信及射频电路技术现状与发展趋势。要求学生关注与了解射频电路技术发展中的一些重要进展及其背景,体会技术的创新与发展过程;要求学生学习无线电频谱管理,明白通信行业的生产、设计、研究与开发中需要遵循一些技术管理与规定。
(1) 电磁波传播特性、电磁波频段划分、无线通信信道特性与容量
(2)无线通信系统的典型结构、射频前端电路功能与特性
(3) 无线通信及射频电路技术发展趋势
无线通信收发机系统结构
课时目标:使学生理解无线通信收发机的性能指标定义,掌握超外差式、零中频式、低中频式、数字中频式等各种无线通信接收机、发射机、收发机系统中射频前端电路的结构、特性及应用领域,了解典型的单芯片无线收发机射频前端结构和发展趋势。
(1) 无线通信收发机射频前端的性能指标
(2)无线通信接收机射频前端结构与特性
(3) 无线通信发射机射频前端结构与特性
(4) 典型的单芯片无线收发机射频前端结构与特性
传输线理论
课时目标:使学生了各类传输线的结构、特性及在射频电路中的应用,理解和掌握传输线的集总元件电路模型和电报方程;理解传输线上的电压波传播特性和波的特征参量、传输线特征阻抗的物理意义,掌握端接负载的无耗传输线的输入阻抗计算方法;掌握端接开路、短路等特殊终端的无耗传输线的输入阻抗及在射频电路中的应用。
(1) 传输线类型及其集总元件电路模型
(2) 电报方程与电压波传播特性
(3) 端接负载的传输线的输入阻抗
(4) 端接特殊(开路/短路)负载的传输线在射频电路中的应用
射频网络参数与分析
课时目标:使学生理解射频网络的Z参数、Y参数、H参数、T/ABCD参数、散射参数的定义、物理意义、测量方法及应用条件,掌握各网络参数互相转换的计算方法、S参数与阻抗的关系及应用。
(1) Z/Y/H/T/ABCD参数与网络分析
(2) 散射(S)参数与网络分析
Smith圆图与阻抗转换
课时目标:使学生理解阻抗与反射系数之间的一一对应关系,掌握Smith阻抗、导纳、阻抗-导纳圆图定义、特点及应用方法;了解阻抗转换(匹配)的功能,2元件L-型/3元件PI-型及T-型等集中元件式、传输线式、集中元件-传输线组合式等基本阻抗转换电路的拓扑结构及特点;掌握解析法、Smith圆图法设计阻抗匹配电路的方法。
(1) Smith圆图
(2) 串并联谐振回路及选频特性
(3) 阻抗转换电路与设计
通信系统噪声和非线性失真
课时目标:使学生理解电路与系统中的各类噪声产生机理及其产生的效应,掌握噪声性能参数-等效噪声温度、噪声系数的定义,二端口网络级联链路噪声系数的计算方法;理解电路与系统中存在整流、谐波、增益压缩、交调等非线性现象的机理及效应,掌握P1dB、IP3等非线性特性参数的定义,以及二端口网络级联链路的IP3的计算方法;理解无线通信接收机灵敏度、动态范围的定义,掌握无线收发链路性能指标分析与计算方法。
(1)噪声及特性分析
(2)非线性及特性分析
(3) 无线通信收发链路性能指标分析
通信系统功能电路--射频滤波器
课时目标:使学生了解LPF、HPF、BPF、BSF等滤波器的基本电路结构及传输特性,理解插入损耗、带外抑制度、带宽、端口回波损耗等滤波器性能参数定义,掌握巴特沃斯、切比雪夫、高斯等无源低通、高通、带通、带阻滤波器的设计方法。
(1) 滤波器基本结构与性能参数
(2) 低通滤波器原型电路
(3) 滤波器设计方法
通信系统功能电路--射频放大器
课时目标:使学生了解射频放大器的功能、种类及性能参数定义,掌握射频放大器的基本电路拓扑结构、原理及特性,掌握放大器的设计步骤与性能分析方法。
(1)放大器性能参数及相关理论
(2) 放大器基本结构及功能电路设计
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预备知识
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
1. Wireless Communication Electronics: Introduction to RF Circuits and Design Techniques, Sobot, Robert, Springer, 2012年。
2. 射频电路工程设计,Richard Chi-His Li著/鲍景富等译,电子工业出版社,2011年。
3. 无线通信射频电路技术与设计,文光俊、谢甫珍、李建等编著,电子工业出版社,第一版,2010年10月出版。