《通信电子系统设计实践》教学大纲
课程编号：TE201007
课程名称：通信电子系统设计实践 英文名称：Praxis TelecommunicationElectronic System Design
学分/学时： 2.5/40 课程性质： 必修课
适用专业：工科各专业 建议开设学期：第1学期
先修课程：无 开课单位：通信工程学院
一、课程的教学目标与任务
1.掌握面向复杂工程问题的项目开发和管理的流程和步骤，通过自主设计项目方案，锻炼学生创新综合能力，通过分组完成项目，锻炼协同合作和管理能力。
3. 掌握常用的仪器、设备的正确使用方法，学会简单通信系统调试和整机指标的测试方法，提高学生的动手能力和从事电子电路实验的基本技能。
2. 通过通信方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件，电路组装和调试检测等环节，初步掌握简单实用通信系统的分析方法和工程设计方法。
3. 巩固和加深学生对通信信息系统所用芯片、电子元器件、通信基本知识的理解，提高他们综合运用所学知识的能力。
4. 培养学生根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。
5. 了解与课题有关的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成项目开题，质量监控，流程控制，项目结题等文档，正确地反映设计与实验的成果。
7. 培养严肃、认真的工作作风和科学态度。通过通信电子系统设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。
体验实验通过项目设计的方式，让学生体验一个电子产品的生产完整过程，学生将综合体验包括项目文档及项目管理、基础测量、常用模块、电子制作、质量控制等知识，通过调查研究、查阅资料、方案论证与选定；设计方案和选取电路及元器件完成设计任务。
通过项目设计学习使学生能够加深理解电子系统的基本原理和设计方法，利用实验板和微控制芯片进行无线控制智能小车的基本应用开发。通过多个层次不同知识点的融合和大量实践，使学生可以在实践中不断地发现问题并解决问题。
二、课程具体内容及基本要求
（一）通信电子系统设计实践概述（2课时）
了解项目设计要求。掌握基本的项目概况，明确最终产品设计完成要求。
1. 基本要求
（1）了解项目设计的基本构架和主要参数要求；
（2）了解功能指标要求。
2. 重点与难点
重点：根据项目要求，理解选择方案，并且查阅背景知识和技术难点相关资料。
难点：完整电子产品的实现过程。
3.作业与课外习题要求：
查阅资料，了解电子系统设计的基本流程。
（二）电子设计基本能力-项目管理及文字素质（5学时）
体验与项目相关的计算机基本操作。使用文本编辑器编辑产品说明书，完成产品开发设计报告。了解常用的实验数据处理方法。使用软件制作项目管理文档。
1. 基本要求
1） 掌握计算机基本文档操作，完成产品说明书；
2） 完成产品开发设计报告。
3） 完成实验数据处理，熟悉数据处理和绘图方法。
4） 掌握项目管理文档编辑软件，完成项目管理文档。
2. 重点与难点
重点：了解项目完成过程中涉及到的项目管理及相关文档类型。
难点：能够实现项目完成过程中涉及到的项目管理及相关文档。
3.作业与课外习题要求：
查阅资料，了解项目管理基本概念，使用各类文档软件。
（三）电子设计基本能力-基本电路特性测量体验（10学时）
本实验加深对通信工程所用到的各种基本类型电路的认识，验证基尔霍夫电流定律和电压定律；RLC元件在正弦交流电路中基本特性认识；认知三极管的基本放大功能和开关电路功能；采用集成运算放大器构建比较器、振荡器等功能电路；采用数字集成电路完成基本的应用。
1. 基本要求
1） 认识电阻路，使用万用表测量电阻、电压和电流，并组建串并联电路分析。
2） 测量电阻网络，验证基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律。
3） 信号的产生与测量，用示波器测量正弦波和方波的时域参数，用频谱仪测量频域参数。
4） 认识电容和电感，观察期充放电过程的信号变化，测量正弦波通过RC、RL、LC电路后的波形。
5） 采用信号源和频谱分析仪分析不同RC、RL、LC构成的滤波器的频率特性。
6） 认识三极管及放大电路，测量电压与电流特性，并实现音频放大功能和开关电路功能。
7） 采用运放集成电路实现MIC音频放大和SPK音频功放等电路。
8） 采用数字集成电路实现跑马灯及PWM生成器。
2.重点与难点
重点：基本电子设计的种类。
难点：基本电子设计的实现。
3.作业与课外习题要求：
根据生活和学习经验，设计小型电子系统完成一定功能。
（四）通信与信息系统（4学时）
本实验以无线对讲系统为实验参照平台，着重对通信与信息系统的基本现象进行体验。实验设计目标是包括实现一个AM/FM（调幅/调频）对讲机系统。包括发送机和接收机以及相关电路，同时介绍采用模块进行电子设计的基本过程，并熟悉如何调试对讲机平台。并通过实际通信实验体验无线网络的链路交换过程，中继通信系统，以及业务传输协议和局域网功能实现。
1. 基本要求
1） 利用信号源与扬声器、电键实现莫尔斯码电报传输。；
2） 利用信号源和天线发射无线电信号，并用天线、调谐回路接收无线电信号，利用蜂鸣器和灯光实现无线电报传输。
3） 产生幅度/频率调制信号，并用简易AM或FM接收器进行接收。
4） 实现无线数字通信。
2.重点与难点
重点：通信系统各部分的基本现象。
难点：通信系统各部分的实现和调试
3.作业与课外习题要求：
查阅通信系统相关资料，理解系统构成。
（五）电子产品制作（9学时）
收音机的项目设计目标是实现一个FM（调频）收音机。介绍项目的主要内容，如何组织完成，过程中设计到哪些知识、软件。同时介绍电子设计的基本过程，如何绘制电路原理图。
1. 基本要求
1） 学习使用CAD系统进行电路原理图绘制；
2） 绘制PCB原理图并实现电路系统；
3） 团队合作完成质量控制检查，电路仿真，电路错误发现和问题解决，帮助其他成员完成项目。
4） 工程管理和计划安排，包括时间安排，人员组织安排，项目安排。
5） 在项目过程中遵守安全指南进行安全操作。
2.重点与难点
重点：电子制作的流程工艺。
难点：电子制作的基本方法与实现。
3.作业与课外习题要求：
观察生活中接触到的电子产品，进行分析其生产过程如何实现。
（六）无线智能小车项目（10学时）
在工程平台构造一个实用的智能小车产品，产品的具体要求由实验教师每年根据实际情况进行说明。该系统必须包含以下部分：小车行驶控制，红外/超声/颜色传感器应用，无线通信收发模块等。
1.基本要求：
1) 理解产品要求，设计无线通信产品的各个模块
2) 了解微处理器系统基本知识
3) 熟练掌握微处理器系统编程实例
4) 能够按照项目要求实现相应功能并完成技术报告
2.重点与难点
重点：智能小车系统的原理。
难点：智能小车系统的实现。
3.作业与课外习题要求：
设计采用智能小车解决生活中的实际问题。
三、教学安排及方式
总学时 40 学时，其中：讲授 8 学时，实验 8 学时，线上 24 学时。
序号
课程内容
学时
教学方式
1
项目概述
1
讲授
2
项目管理概述Project实例
—-产品项目管理时间安排
1
讲授
3
WORD实例--产品说明书
1
线上实验
4
Excel实例—实验数据处理
1
线上实验
5
PowerPoint实例—产品开发设计
1
线上实验
6
网页制作实例—产品宣传
1
线上实验
7
基本电子线路概述
1
讲授
8
电阻及网络测量
--VI曲线、戴维宁定理
1
实验
9
RC\LC\RLC电路充放电过程
1
实验
10
二极管电路模块发光、稳压、防击穿
1
线上实验
11
三极管电路模块特性
1
实验
12
三极管电路模块电路应用
--放大、开关
2
线上实验
13
运算放大器--LM324放大器和比较器
2
线上实验
14
数字电路--PWM控制电机
1
实验
15
无线电发射与接收
--发射电路、天线接收
1
实验
16
无线通信系统概述
1
讲授
17
电报收发（莫尔斯码）
1
实验
18
调制解调
1
实验
19
FM接收器—概述
1
讲授
20
FM接收器—PCB板绘制
2
线上实验
21
FM接收器—质量控制
1
实验
22
FM接收器—音频放大电路仿真
1
线上实验
23
FM接收器—LM386调试
1
线上实验
24
FM接收器—电路焊接
1
线上实验
25
FM接收器—电路调试
2
线上实验
26
无线通信产品应用概述
1
讲授
27
微处理器系统介绍（MBED）
1
讲授
28
微处理器系统实例
2
线上实验
29
小车行驶、转弯
2
线上实验
30
小车循迹
2
线上实验
31
小车无线控制
2
线上实验
32
无线通信产品总结
1
讲授
注1：教学方式包括面授和线上，其中面授包括：讲授、实验、上机、实践、研讨五种。
注2：实践教学中有关常识以学生自学为主，实践教学中教师以讲授、课堂实验辅导、讨论以及线上实验相结合的方法进行，着重围绕项目的思路、方案、电路调试和现象观察展开。
注3：线上实验是指学生自己到实验室完成，具体教学过程是线上视频教学，部分实验仍然要使用相关仪器设备和人员。
四、考核及成绩评定方式
本课程为考查科目，学生按要求完成各个实验并实现一个实际的电子产品，上交工程文档和技术报告。教师对学生的项目实践设计制作完成情况、工程文档与技术报告等方面进行综合评分。按100分考核，然后评定为优秀、通过、不通过三个等级。
最终成绩由实验过程成绩和报告成绩等组合而成。各部分所占比例如下：
平时实验过程成绩：60%。主要考核对每次实验的理解、实施和掌握程度。分两次考评，电子设计基本能力结束后给出平时1成绩，占总分30%；电子产品制作结束后给出平时2成绩。
项目报告成绩：40%。主要考核项目完成程度，以及语言及文字表达能力。学生可根据项目完成情况撰写项目报告，要求符合项目管理文档要求，体现实验过程和结果，进行问题分析和解答，并在一定形式下进行宣讲、答辩，最后评定课程项目报告成绩。
过程成绩提交时间和总评成绩计算说明表
序号
成绩提交时间
名称或说明
C1
教学内容15后、教学内容17前次授课前
平时1
C2
教学内容25后、教学内容26前次授课前
平时2
C3
教学内容32结束后
项目报告成绩
总评成绩 ＝ C1*0.3 + C2*0.3+ C3*0.4
注：上表用于说明授课过程中分项成绩提交时间，教师应在规定的时间内提交对应成绩，提前或逾期无法提交，一旦提交无法修改。大纲可以根据需要自行定义提交成绩的次数、时间和名称或说明，总评成绩计算必须与考核和成绩评定方式中描述的一致。
五、教材及参考书目
教材：
“通信电子系统设计实践”实验手册。
参考书目：
1.通信原理（第7版），樊昌信,曹丽娜主编，国防工业出版社
2.《DigitalDesign》2nd edition, Frank Vahid, Wiley.
3.《模拟电子线路》,杨凌 主编. 清华大学出版社.
六、说明
（一）课程设计场所及相关设施要求
本课程使用多种教学方式，其中讲授、实验主要场所是实验室。要求学生进行考勤和设计进度检查，同时对设计过程中遇到的疑难问题进行解答或指导学生查阅相关资料。线上实验主要场所可以是能够接入网络的任何地方。
（二）其他说明
（执笔人：康槿 审核人：陈彦辉）
2018年 9 月 4 日