內容簡介

該教材是在“十一五”國傢級規劃教材的基礎上，按照國傢卓著計劃和省重點教材要求修訂的，教材以提高學生卓著工程實踐創新能力為目標，匯聚瞭作者團隊多年來潛心教書育人、科學研究和服務社會的通信電路相關成果，不僅包含瞭通信電路知識，更重要的是書中介紹瞭如何使學生真正掌握通信電路知識、實踐與應用知識解決實際工程問題的教學方法。全書共分為基礎理論與實踐應用2篇，基礎理論篇包括5章，即高頻小信號調諧放大器，高頻調諧功率放大器，LC正弦波振蕩器，振幅調製與解調，角度調製與解調。為突齣理論對實踐的指導性，在基礎理論篇的每章最後給齣瞭案例分析，作為相應章節理論聯係實際的實例。實踐應用篇包括3章，按照“三層次實驗”教學體係進行編寫，分彆為基礎型實驗指導，提高型實驗指導，研究創新型實驗指導。實踐應用篇中，還包含瞭基於高頻電路原理、實踐和應用各個層麵的教學特點、研究方法與管理理念的係統探討與整理，凝練成的一套切實可行的教學方法，供需要者參考。本書含PPT等教學資源。

作者簡介

硃昌平，2002年起在河海大學物聯網工程學院任教，教授，博士生導師。主持國傢自然科學基金麵上項目3項，發錶論文90餘篇，其中被SCI、EI摘錄30餘篇。齣版學術專著3本，申請發明專利30餘件（授權發明專利20餘件），榮獲2009年度中國電子學會電子信息科學技術三等奬。 2002年初創建的河海大學聲通315科教協同團隊常年穩定成員已超百人，已培養優秀的本科畢業生300餘人、研究生30多人。在CSSCI期刊《高等工程教育研究》和國傢核心期刊《實驗室研究與探索》和《實驗技術與管理》發錶教研論文70餘篇，獲江蘇省教學成果奬3項（一等奬1項，二等奬2項）。2008年12月獲全國寶鋼優秀教師奬， 2010年9月獲常州市第三屆“十佳師德標兵”榮譽稱號，2011年獲江蘇省教學名師奬。

目錄

第1篇 基 礎 理 論
第1章 高頻小信號調諧放大器 2
1．1 概述 2
1．2 單調諧放大器電路分析 4
1．3 高頻調諧放大電路的Y參數等效分析 7
1．4 實用案例分析 9
第2章 高頻調諧功率放大器 13
2．1 概述 13
2．2 調諧功率放大器的工作原理 15
2．2．1 電路基本結構 15
2．2．2 工作原理分析 16
2．3 調諧功放實用電路分析 20
2．3．1 迴路饋電方式分析 20
2．3．2 匹配網絡 22
2．4 實用案例分析 24
第3章 LC正弦波振蕩電路 27
3．1 概述 27
3．2 反饋型自激振蕩器原理 29
3．2．1 工作原理 29
3．2．2 相位平衡條件判斷準則 30
3．3 三點式振蕩電路分析 30
3．3．1 電感反饋三點式振蕩器 31
3．3．2 電容反饋三點式振蕩器 31
3．3．3 改進型電容反饋三點式振蕩器 32
3．3．4 典型電路分析 34
3．4 晶體振蕩電路分析 35
3．4．1 石英晶體特性 35
3．4．2 石英晶振電路分析 36
3．5 實用案例分析 37
第4章 振幅調製與解調 42
4．1 概述 42
4．2 調幅的理論分析 44
4．3 調幅波産生電路 48
4．3．1 高電平調幅電路 48
4．3．2 低電平調幅電路 49
4．3．3 單邊帶調幅電路 52
4．4 檢波電路 53
4．4．1 包絡檢波 54
4．4．2 同步檢波 57
4．5 接收機中的自動增益控製 58
4．6 案例分析 60
第5章 角度調製與解調 68
5．1 概述 68
5．2 調角信號分析 70
5．2．1 調頻信號的時域分析 70
5．2．2 調相信號的時域分析 71
5．2．3 調角信號的頻譜特性 72
5．3 調頻電路分析 73
5．3．1 直接調頻電路分析 74
5．3．2 間接調頻電路分析 77
5．4 調頻波的解調 78
5．4．1 相位鑒頻電路 79
5．4．2 比例鑒頻電路 82
5．4．3 脈衝計數式鑒頻 83
5．4．4 鎖相環鑒頻 84
5．5 自動頻率控製 84
5．6 案例分析 85
第2篇 實 踐 應 用
第6章 基礎型實驗指導 94
6．1 基礎型實驗的“五環”過程管理辦法 94
6．2 基礎型實驗課題 96
6．2．1 高頻振蕩器 96
6．2．2 高頻功率放大器 101
6．2．3 集成乘法器調幅 104
6．2．4 頻率調製與解調 108
6．2．5 晶體管混頻器 113
6．3 基礎型實驗的仿真課題 115
6．3．1 LC西勒振蕩器 115
6．3．2 小信號調諧放大器 118
6．3．3 二極管包絡檢波器 121
第7章 提高型實驗指導 126
7．1 課程設計的“六環”過程管理辦法 126
7．2 課程設計指導 128
7．2．1 高頻電路的一般設計方法 128
7．2．2 高頻電路設計舉例及參考課題 128
7．2．3 高頻電路的安裝與調試 146
7．3 專業綜閤實踐的“七環”過程管理辦法 151
7．4 專業綜閤實踐課題舉例 153
7．4．1 基於變模鎖相頻率閤成技術的高頻信號源設計 153
7．4．2 自適應無綫數據傳輸係統 158
7．4．3 水下超聲定位信號的發射與接收 164
7．4．4 水聲傳感網中的高效調製解調器的設計 167
7．4．5 超聲電源的動態匹配裝置及其方法實踐探索 171
7．4．6 鎖定放大器的設計 174
第8章 研究創新型實驗指導 179
8．1 畢業設計“十環”過程管理辦法 179
8．2 工程實踐教學方法 182
8．2．1 “卓越計劃”課堂有效教學實踐探索 182
8．2．2 講授好“卓越計劃”高頻電路理論與實踐課程的探索 187
8．2．3 “卓越計劃”之高頻電路課後輔導的“三環”實施方案 192
8．2．4 “卓越計劃”高頻電路有效作業“六環”探索 196
8．2．5 高頻電路“閉捲”、“半開捲”、“開捲”結閤的考試方法研究 202
8．2．6 解決通信電路基本實驗與課程設計跨度過大的探索 206
8．2．7 高頻電路實驗教學與學生實踐創新能力培養 209
8．3 研究創新型課題舉例 213
8．3．1 寬帶多普勒流量計的設計 213
8．3．2 基於超聲及CPLD技術的SF6氣體濃度的智能監控 218
8．3．3 基於集成鎖相環頻率閤成器的射頻信號源 228
8．3．4 水聲語音實時傳輸係統 232
8．3．5 無綫電能傳輸裝置 237
8．3．6 基於聲音檢測技術的睡眠質量檢測係統 241
附錄A OrCAD PSpice仿真軟件的使用 249
附錄B 電子技術實用知識 254
附錄C “梯隊導師製”的實施辦法 260
參考文獻 263

前言/序言

再 版 說 明

本教材的第1版重點對學生實踐環節的設計、管理與指導應用進行瞭編寫，取得瞭良好的教學效果。為瞭適應近年來教育部實施的“卓越計劃”人纔培養要求，使學生實踐能力與企業工程實踐需求相結閤，編寫組在廣泛調研和係統論證後，對第1版內容進行瞭修改與擴充。具體的修訂內容如下：

1．增加瞭基礎理論篇

為使本教材自成體係，在第2版中增加瞭基礎理論篇，重點闡述無綫電通信係統中各單元模塊的基本原理和經典結構，為後續實踐類篇章進行必要的理論鋪墊。具體內容編寫時，突顯瞭實踐類教材緊貼實踐的特色，以問題驅動學習，即通過對關鍵內容所涉及的實踐問題進行提問，提煉本部分重要概念和知識點，使學生在學習過程中可以帶著問題去思考分析，同時能夠對自己的學習情況有一個客觀、清晰的認識。此外，為突齣理論對實踐的指導性，第1版“第4章實踐問題分析與解決”中的內容，被分類放在第2版理論篇對應章節的最後，作為相應章節理論聯係實際的案例分析。

2．實踐應用篇中增加瞭新的教學學術研究成果與學生實踐創新研究課題

在第1版的“第3章研究創新型實驗指導”中，增加瞭“工程實踐教學方法”總結。編寫組根據國傢“卓越計劃”實施的要求和特點，依托團隊多年來在培養學生過程中總結形成的“科教協同團隊管理機製與實踐平颱建設”、“科教協同團隊實踐創新能力培養機製”和“科教協同課程建設以點帶麵培養機製”，對高頻電路原理、實踐和應用各個層麵的教學特點、研究方法與管理理念進行瞭係統的探討與整理，凝練成一套切實可行的教學方法，編寫於書中，以供讀者參考。

此外，在保留第1版內容的基礎上，增加瞭提高型和研究創新型實驗的課題數量。編寫組成員所在團隊通過長期對工程項目的實踐與摸索，逐步凝練和規範齣一套適閤於工科學習的操作模式，主要包括：提齣問題、分析問題、解決問題、總體優化以及推廣應用這5個環節。編寫組以這5個環節為主綫，展現每個實驗課題。同時將學生中的優秀應用研究成果以項目總結報告的形式給齣，展現最新研究進展和成效，以保證實踐內容與時俱進，為廣大學生自主開展工程創新實踐提供藉鑒與參考。

編 者

2015年12月 　

於河海大學

第1版 前言

如何提高學生實踐創新能力既是社會關注的焦點，也是高等教育教學改革的熱門話題。近年來，作為實踐教學的主要環節，實驗教學模式改革及與之配套的實驗教材編寫受到普遍關注。2002年教育部頒布《普通高等學校本科教學工作水平評估指標和等級標準》，對實踐教學中的綜閤性、設計性實驗提齣瞭一定的要求；2005年由江蘇省教育廳製定的《江蘇省高等學校基礎課實驗教學示範中心驗收標準》中，又在重要二級指標“教學內容”中，明確提齣“實驗內容應包括基礎型實驗、提高型實驗、研究創新型實驗三個層次”；2007年年初教育部頒發1號和2號文件對如何確保實踐教學質量更是作齣瞭明確的指示。為瞭增進電氣信息類專業的實踐教學改革，建立“三層次實驗”教學培養模式和與該模式配套的實驗教學管理體係，使實驗室真正成為電氣信息實踐創新人纔的培養基地，適應社會對電氣信息專業人纔實踐創新能力的要求，本教材對近年來實施“三層次實驗”實踐的探索進行瞭總結，下麵從“三層次實驗”體係建設以及相應的教學指導兩個方麵給予介紹。

一、“三層次實驗”教學體係的介紹

每個學校的情況不盡相同，因而無法用一種統一的模式來對“三層次實驗”教學的體係進行定義，國傢鼓勵各高校立足自身實際探索“三層次實驗”教學的體係，使學生的實踐教學質量得到保證，下麵把作者所在的江蘇省電子信息技術實驗教學示範中心實施情況做一概要介紹，希望能對讀者有所幫助並希望得到讀者的指正。

1．“三層次實驗”教學的背景及意義

“三層次實驗”教學體係是切閤當前高等教育迅速發展的背景而提齣的務實舉措。隨著高校在籍學生人數的迅速增加，學生的知識結構和層次更趨於復雜化，在夯實學生理論知識的同時，培養其實踐動手能力的任務將變得更加嚴峻。針對這種現狀，在實驗教學中開展分層次教學改革勢在必行。

“三層次實驗”教學體係分為基礎型實驗、提高型實驗和研究創新型實驗三個層次。分級進行，循序漸進，從基礎到綜閤，再到設計與創新，符閤從簡單到復雜的普遍認知規律和實驗教學規律。在以學生為本，以知識傳授、能力培養、素質提高協調發展的教育理念（即KAQ模式）下，構建以學生能力培養為核心，旨在加強學生實踐、創新能力，促進學生知識、能力、素質綜閤協調發展的“三層次實驗”教學體係，符閤當今社會對高校學生實踐創新能力的要求。為確保學生在基礎實驗、課程設計、畢業設計等實踐環節中受到良好的訓練，從實踐中獲得真本領，需要對實踐的每一環節進行嚴格管理，管理者需要在每一環節中對老師和學生提齣明確要求，使每一環節均有章可循。

2．“三層次實驗”教學體係的功能及管理辦法

（1）基礎型實驗

基礎型實驗主要指電氣信息類專業學生應知應會的原理性實驗，基礎型實驗是學生實踐能力發展的基礎，也是傳統實驗教學的主要任務。為確保全體學生均能很好地完成基本實驗，從而明確基礎型實驗的兩種功能：一是按教學大綱要求麵嚮全體學生開齣基礎型實驗；二是麵嚮部分學生進行“揚優補差”的強化實驗，因為在學生中存在一定的個體差異，學有餘力的同學往往希望對某些問題進行深入鑽研，還有部分基礎較差的同學在規定的時間內無法達到基本要求。因此，實驗室在結束某個單元實驗前專門安排時間對學生開放，滿足不同層次學生的需求。本書提齣在進行實驗的整個過程中須遵循一套完整的規範流程，在基礎實驗中嚴格按照五個環節的過程管理辦法進行，每一環節有明確的要求，即“五環過程管理辦法”。

（2）提高型實驗

提高型實驗與基礎型實驗的本質區彆在於實驗內容一定要具備綜閤性、設計性和應用性三大特徵。在實踐中對提高型實驗提齣瞭兩大功能：一是保證全體同學均能接受具備綜閤性、設計性和應用性三大特徵的課程設計訓練，使每位學生均實現由一門課程的基礎單元實驗訓練上升到具備一門課程及相關專業基礎的、有應用意義的綜閤係統設計；二是讓希望在課程設計基礎上有進一步深入鑽研願望的同學進入實驗室，實驗室給他們創造寬鬆的實踐環境，讓他們在實驗室進行有一定難度設置閾值的專業綜閤實踐，使他們獲得跨專業多門課程的綜閤性、設計性和應用性的係統設計訓練。本書提齣在進行課程設計和專業綜閤實踐的整個過程中須遵循一套完整的規範流程，分彆為“六環過程管理辦法”與“七環過程管理辦法”。

（3）研究創新型實驗

由於大三、大四年級正是開始接觸專業課程，深入學習專業綜閤技術的大好時機，如何組織好高年級同學的實踐活動，讓學生紮紮實實在實驗室學到過硬的專業本領，通過加強畢業設計的過程管理和讓部分學生參與教師的科研工作、提前接觸畢業設計課題，對提高高年級學生實踐創新能力有很好的作用。

研究創新型實驗教學兩大功能在於：一是通過給每位學生提供必要的實驗條件，嚴格畢業設計過程管理，使全體學生均通過畢業設計受到具備研究與創新性專業課題的訓練，為學生的就業和發展打好專業基礎；二是讓部分實踐創新成績優秀的同學加入教師的科研工作，藉鑒研究生的科研能力培養模式，讓本科生參與到教師的科研課題中並承擔部分基礎性工作，讓他們在畢業前通過實踐增長見識、開闊視野、提高創新能力，為他們今後繼續深造或就業奠定良好的基礎。本書提齣在進行畢業設計和參加教師科研的整個過程中須遵循一套完整的規範流程，分彆為“十環過程管理辦法”與“實踐創新梯隊導師製管理辦法”。

二、本教材內容介紹

本教材基於“三層次實驗”教學體係進行編寫，全書分基礎型實驗、提高型實驗和研究創新型實驗及實踐問題分析與解決4章，並將軟、硬件的基本知識和如何通過梯隊導師製落實對學生實踐創新指導的探索體會以附錄的形式增加到後麵，希望這種編寫方法能對學生的實踐創新指導有所幫助。

1．基礎型實驗內容介紹

考慮到當前各高校在開設基礎型實驗時，大都藉助於不同廠傢提供的實驗箱，而不同的實驗箱所涉及的實驗電路和實驗內容一般是不同的，所以，基礎實驗內容的編寫，不追求多而全，而是秉承為讀者在實際操作中提供一種思路和方法的思想，組織編寫瞭這部分內容。

首先，精選高頻電子綫路課程中的核心性電路，作為基礎實驗電路。

其次，在每個實驗的內容中，強化實驗所要達到的目的，減弱學生為瞭做實驗而做實驗的思想，強調實驗所解決的問題。

再次，在實驗內容中，強化實驗電路的原理，包括原理性電路與實際實驗的硬件電路之間的差彆，讓學生體會輔助性元件的作用，以培養良好的識圖習慣。同時，弱化實驗步驟，以發揮學生的主觀能動性，為其創造性地完成實驗提供機會。

最後，實驗中配有適當的計算機輔助仿真的內容。它不是對硬件測試內容的簡單重復，而是對那些通過硬件電路不易實現或無法實現的實驗部分，藉助計算機仿真實現；另一方麵，對電路的設計和優化進行仿真，可以體現計算機仿真在電路設計中的作用。

基礎型實驗是對理論教學中涉及的一些基本結論，通過實際電路的觀測加以驗證；對於高頻電路來說，更重要的是，通過基礎實驗，使學生接觸真實的電路，感受實際電路與理論教學中使用的原理性電路之間的區彆，理解輔助性元件在高頻電路中不可或缺的作用，加深對高頻電路設計復雜性的認識。而要使學生獲得這樣的感受，需要教師啓發和引導。因此，在每個基礎實驗中，編者添加瞭這方麵的內容，並對如何加強實驗過程管理進行瞭介紹。

2．提高型實驗內容介紹

提高型實驗主要是指導學生利用理論教學中以及基礎實驗操作中學習到的知識，自行動手設計、製作滿足基本技術指標要求的高頻電路。考慮到學生剛剛接觸高頻電路，從理論學習到真槍實乾會遇到許多問題，所以，本書在編寫時，對高頻電路的一般設計方法進行瞭介紹，並針對典型的無綫電收發係統進行瞭設計舉例。主要是想通過示例，講述一種電路設計的思路，以及一些基本電路的設計方法。

然而，從最初設計的電路到最後的實現電路之間，往往會有許多不同。尤其對高頻電路，更是如此，這就是電路製作、調試中必然遇到的問題。對這部分內容的介紹，