第一章 选频网络与阻抗变换 第四节 宽带阻抗变换网络 高频电子线路教学课件

高频电子线路教学大纲一、课程概述本课程是电子信息工程、通信工程、电子技术应用、检测与信息处理、生物医学工程等专业必修的一门专业技术基础课，有很强的理论性、工程性和实践性。

二、课程定位本课程是电子信息工程、通信工程、电子技术应用、检测与信息处理、生物医学工程等专业必修的一门专业技术基础课，有很强的理论性、工程性利实践性。

三、学习目的本课程的任务是研究各种无线电设备和系统中高频电路的原理、线路和分析方法。

使学生通过本课程的学习能够掌握其理论基础，而且有一定的分析和解决高频电路问题的实际能力。

初步建立信息传输系统整体的概念。

了解重要新技术的发展趋势。

为后续专业课的学习打好基础。

四、与其它课程的关联本课程必须在电路分析理论、信号与系统、低频电子线路、数字电路与系统等课程学过以后开设。

五、知识体系与结构（-）教学内容第1章绪论（2学时）了解模拟通信系统的组成原理、发送设备与接收设备的组成框图，通信系统中信号的表示方法（数学表达式、波形、频谱），了解通信系统中信道的分类和无线电波的传播方式。

主要内容包括：1. 1无线通信系统概述；1.2信号、频谱与调制；1.3本课程的特点。

重点：建立系统概念。

第2章高频电路基础（8学时）掌握高频电路的基本元器件、基本电路以及高频电路系统中的基本问题、基本方法和基本指标等。

本部分内容是学习通信电子线路的重要基础，要求掌握选频网络的作用与分类，串、并联谐振回路谐振频率、阻抗、品质因数、广义失谐、通频带的概念及串、并联谐振回路的特点与参量的计算；串、并联阻抗等效互换与回路抽头时的阻抗变换关系；对于耦合回路主要掌握反射阻抗的概念与耦合回路的等效阻抗；了解LC集中选择性滤波器，石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器的工作原理、特性和各种滤波器的优缺点及应用。

以LC谐振回路为重点。

了解电子噪声的来源与特性及噪声系数的计算与测量。

主要内容包括：2.1高频电路中的元件、器件和组件2.2电子噪声重点与难点：重点：选频网络。

⾼频电⼦线路教案.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。

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。

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）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4. 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η<1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。

第一章 选频网络与阻抗变换思考题与习题1.1 已知LC 串联谐振回路的C =100pF ，0f =1.5MHz ，谐振时的电阻5r =Ω，试求：L 和0Q 。

解：由0f =得2612011(2)(2 1.510)10010L f C ππ-==⨯⨯⨯⨯6112.610112.6H H μ-=⨯=66002 1.510112.6105LQ r ωπ-⨯⨯⨯⨯==212.2=1.2 对于收音机的中频放大器，其中心频率0f =465kHz ，0.7BW =8kHz ，回路电容C=200pF ，试计算回路电感L 和e Q 的值。

若电感线圈的0Q =100，问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求？ 解：由0f =得 2220012533025330585.73(μH)(2)0.465200L f C f C π===≈⨯由 00.7ef BW Q =得 00.746558.1258e f Q BW ===00310001100171(k )2246510210eo Q R Q C f C ωππ-===≈Ω⨯⨯⨯⨯ 058.12517199.18(k )100e eo Q R R Q ∑==⨯=Ω 外接电阻 017199.18236.14(k )17199.18eo e R R R R R ∑∑⨯==≈Ω--1.3 有一并联回路在某频段内工作，频段最低频率为535kHz ，最高频率1605 k Hz 。

现有两个可变电容器，一个电容器的最小电容量为12pF ，最大电容量为100 pF ；另一个电容 器的最小电容量为15pF ，最大电容量为450pF 。

试问： 1）应采用哪一个可变电容器，为什么？ 2）回路电感应等于多少？ 3）绘出实际的并联回路图。

解：1）max max min min '16053'535f C f C === 因而maxmin'9'C C =但100912<， 45030915=> 因此应采用max min = 450PF, = 15pF C C 的电容器。

《高频电子线路》课程考试大纲课程编号：课程名称：高频电子线路课程英文名：Electronic circuit of high frequency课程类型：本科专业必修课学时、学分：总学时54学时4学分（其中理论课44学时，实验课10学时）开课单位：信息学院开课学期：三年级第二学期考试对象：电子信息工程专业本科生考试形式：闭卷考试所用教材：1.《高频电子线路》（第二版），高吉祥主编，电子工业出版社；2.《高频电路原理与分析》（第三版）曾兴雯等编著西安电子科技大学出版社一、学习目的和任务 《高频电子线路》课程是高等学校电子信息工程、通信工程等专业的必修专业基础课。

本课程以分立元件构成的基本非线性电路为基础，以集成电路为主体，通过课堂讲授使学生理解无线通信系统中的各种主要的高频电子电路的组成、电路功能、基本工作原理，并掌握其分析方法及应用；通过实验教学、开放实验室、课外实验等实践环节使学生加深对基本概念的理解，掌握基本电路的设计、仿真与调试方法（用计算机采用EDA软件）。

同时为后续专业课的学习打好基础。

二、制定考试大纲的目的和依据 制定《高频电子线路》课程的考试大纲是为了使教师和学生在教与学的过程中共同建立明确的目标和要求，使考试成绩能比较正确和客观地反映学生掌握本课程的水平，同时还能起到检验教师教学效果的作用。

按照考试大纲考试能够进一步促进课程教学的改革，并为提高教学质量提供了依据。

本大纲制定的考核要求，主要是依据《高频电子线路》课程所使用的电子工业出版社出版、高吉祥编著的《高频电子线路》一书，并依据该门课程的教学大纲而制定的。

三、考试大纲内容考核目标章节知识点a b c 题目类型分值分配100%第一章绪论通信系统及其组成√填空题合计5%第二章高频电路基础-谐振回路高频电路中的有源器件（非线性二极管、变容二极管、PIN二极管、三极管、场效应管、集成电路）√填空题高频电路中的无源组件（串、并联谐振回路、耦合振荡回路、石英晶体谐振器）√填空题简答题合计5%第三章高频谐振放大器单级单调谐高频小信号谐振放大器的组成、基本工作原理及主要性能参数√填空题计算题多级单、双调谐高频小信号谐振放大器的主要性能√填空题参数（带宽、矩形系数）计算题第四章C类高频功率放大器的组成、工作原理、性能分析、三种工作状态、外特性√简答题填空题15%合计√综合分析改错15%第五章频谱的线性搬移电路线性时变电路的工作状态、表达式、特点√简答题单二极管电路工作在线性时变状态下进行频谱线性搬移的工作原理√简答题填空题二极管平衡电路工作在线性时变状态下进行频谱线性搬移的工作原理√简答题填空题二极管环形电路工作在线性时变状态下进行频谱线性搬移的工作原理√简答题填空题合计5%第六章振幅调制、解调及混频振幅调制信号：AM信号、DSB信号、SSB信号的分析（数学表达式、波形图、频谱图）√填空题画图题高电平调制与低电平调制的概念√填空题集电极调幅电路产生AM信号的工作原理简答题单二极管调制电路产生AM信号的工作原理（信号的数学表达式、波形图、频谱图等）√画图题简答题二极管平衡调制电路的工作原理、波形分析√画图题简答题双平衡调制电路的工作原理、波形分析√画图题简答题差分对调制电路的工作原理、波形分析√简答题SSB调制电路（滤波法、移项法）的工作原理、波形分析√填空题简答题调幅信号的解调方法√填空题二极管峰值包络检波器工作原理√画图题简答题同步检波器（乘积型、叠加型）的工作原理√计算题画图题混频器的功能、工作原理√填空题三极管混频器的工作原理√简答题合计20%第七章频率调制与解调调频信号分析（表达式、波形、主要参数）√填空题画图题调频信号的产生（直接法、间接法）√填空题直接、间接调频电路的工作原理√简答题鉴频的方法（振幅鉴频、相位鉴频、直接脉冲计数式鉴频）√简答题填空题互感耦合相位鉴频器的工作原理√简答题比例鉴频器的工作原理√简答题合计25%第八章反馈控制电路自动增益控制电路的工作原理√简答题自动频率控制电路的工作原理√简答题锁相环的基本工作原理√简答题频率合成器的概念√填空题合计10% 说明：1、考试形式：分为闭卷、开卷、闭卷+开卷、实验操作、实验操作+闭卷考试等，本课程采用闭卷考试形式。

金陵科技学院信息技术学院«高频电子线路»教学大纲适用专业：通信工程、电子信息课程编号：0806205097 总学时数：48学时一、本课程的性质, 任务和基本要求:性质: 必修课任务：使学生掌握通信电子线路的基本分析方法和基本部件的工作原理，为后续专业课程打下基础。

基本要求:掌握无线通信设备基础理论知识及典型电路原理，通过与实践课程的紧密配合，在提高对理论理解的同时，增强分析解决实际问题的能力。

二．教学内容：理论总学时：40学时绪论本课程以通信系统为主要研究对象，讨论无线电技术设备和系统中的高频放大，振荡，频率变换等电子线路的基本原理和应用。

本课程包含以下内容：高频小信号放大器，高频功率放大器，正弦波振荡器，混频器，调制与解调电路等；本课程重原理，应用性强，学生应认真对待实验。

要点：1、无线电波段的划分：粗略了解中波，短波，超短波及微波的频段范围；2、电波传播速度c，频率f，波长λ三者关系：c=λf；3、了解无线电波三种传播方式：沿地面传播（地波），直线传播（直线波），依靠电离层传播（天波）；了解中长波；短波，超短波，微波各自的传播方式及应用场合；4、了解无线通信系统的基本组成框图及各部分作用；5、了解调制的概念；为什么要调制；如何调制（即有哪三种调制方式）；6、了解模拟通信的发送设备和接收设备的组成框图及各部分作用；7、超外差接收机的基本组成框图及各部分作用。

重点：1、电波传播速度c，频率f，波长λ三者关系：c=λf2、无线电波三种传播方式：沿地面传播，直线传播，依靠电离层传播；中长波；短波，超短波，微波各自对应的传播方式；3、无线通讯系统的基本组成框图及各部分作用；4、调制的概念：为什么要调制，调制的三种方式；三种信号概念：基带信号、载波信号、已调波信号的含义。

5、模拟通信的发送设备和接收设备的组成框图及各部分作用6、超外差接收机的基本组成框图、各部分作用；与直接式接收机相比的不同和优势难点：超外差接收机的基本组成框图及各部分作用第一章选频网络与阻抗变换要点：1、了解选频与滤波电路的主要原理；2、掌握串联和并联谐振回路的如下概念：总阻抗Z（或总导纳Y），谐振频率ω0，固有品质因数Q0,通频带BW0.7，矩形系数Kr0.1；掌握谐振回路的单位谐振曲线特征，会由曲线定性看指标；3、串联和并联谐振回路的主要参数计算方法（ω0；Z；Kr0.1）及其应用；4、部分接入回路的阻抗变换；5、双耦合回路的基本概念：掌握双耦合回路的谐振曲线特征及其矩形系数Kr0.1；6、典型滤波器电路原理及其应用场合（含：LC谐振式、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器）；重点：1、选频与滤波电路的基本原理；2、掌握串联和并联谐振回路的主要参数计算方法（ω0；Z；Kr0.1）及其应用场合；学会由单位谐振曲线定性看指标；3、阻抗变换的典型电路及原理；4、各类典型滤波器电路特点及其应用场合。

第1章绪论1.1 教学基本要求一、了解“高频电子线路”课程研究的主要内容和特点。

二、掌握无线电发送设备、接收设备的基本组成、简单工作原理。

三、建立无线电信号的发送与接收的初步概念。

四、了解通信的传输媒质，无线电信号的传播方式。

1.2 重点、难点接收设备、发送设备的组成框图及其简单的工作原理、工作波形、各部分的作用。

1.3 教学主要内容与重点、难点剖析一、主要教学内容“高频电子线路”讨论的主要内容通信系统组成，通信系统根据信道分类无线通信系统发送设备的主城框图及简单工作原理接收设备的组成及简单工作原理无线电信号的划分及传播方式。

二、重点、难点剖析“高频电子线路”课程是电子信息、通信等专业的一门技术基础课。

研究的主要内容是以通信系统为主要对象，研究构成发送设备、接收设备的各单元电路，典型线路的工作原理。

本课程讨论的功能电路的工作频率范围在几百千赫至几百兆赫的高频频段，主要特点是电路负载不再是纯电阻，而是以RLC谐振回路作负载，利用有源器件(晶体管、场效应管或集成电路)的非线性特性实现电路的各种功能，由于电路工作在高频频段，所以有源器件的极间电容不能忽略，研制电路时必须考虑分布电容对电路的影响。

分析电路的"功能"，通常是利用电路的输入信号和输出信号的数学表示式、波形和频谱来实现，所谓电路的"功能"。

是指基本电路能够完成的信号传输和信号变换处理的具体工作任务。

当然，对于同一功能电路，可以用不同的器件和不同的电路形式构成，但功能电路的功能和输入信号、输出信号的频谱关系是不会变的。

1、无线通信系统（1）无线通信系统的基本组成（2）声音是如何通过自由空间传到远方的？（3）无线电发送设备组成框图交变的电振荡可以利用天线向空中辐射出去，为何不能将交变的音频信号通过天线直接向空中辐射？（A）高频部分的作用（B）调制的概念（4）无线电接收设备组成框图最简单的接收机方框图及工作原理。

期末复习大纲
第0章绪论
基础知识：
1.高频通信系统的组成发送端框图和接收端框图
2.各个模块的作用（分布到各章）
第1章选频网络
基础知识：
1.选频网络电路的组成、作用
2.耦合回路四种谐振
3.串并联、耦合回路谐振曲线
计算分析：
1.串并联回路+抽头指标计算
2.耦合回路指标计算
第2章小信号放大器
基础知识：
1.单调谐谐振放大器电路的组成、特点、指标
计算分析：
1.单调谐谐振放大器+多级指标计算
2.单调谐谐振放大器指标推导（增益、通频带、矩形系数）（包括多级）
第3章变频电路
基础知识：
1.变频电路的作用
2.时变跨导电路分析原理
3.开关函数分析原理
4.各种器件的噪声
计算分析：
1.二极管混频器分析
2.三极管混频器分析
第4功率放大器
基础知识：
1.功率放大器的作用、原理
计算分析：
1.各种功率指标(包括图的分析)计算
2.参数对功放工作状态的影响（Rp、Vbm）
第5章正弦波振荡器
基础知识：
1.LC三端式振荡器判断准则
2.石英晶体振荡器的谐振频率理解
第6章振幅调制与解调
基础知识：
1.调制、解调的含义、作用
2.高电平调幅（集电极调幅、基极调幅）的原理
3.单边带信号产生的方法
4.惰性失真、负峰切割失真的原理及避免方法
5.同步检波的方法
计算分析：
1.调幅波性质的计算
2.包络检波器的分析
第7章角度调制与解调
基础知识：
1.调频的方法
计算分析：
1.调角波性质的计算
2.变容二极管调频的计算。