高頻電子線路實驗教學研究

車曉巖CHE Xiao-yan；胡新艷HU Xin-yan

（青島農業大學理學與信息科學學院，青島 266109）

（College of Information Science and Engineering，Qingdao Agricultural University，Qingdao 266109，China）

0 引言

高頻電子線路是通信、電子信息類專業的一門重要專業基礎課。通過本課程的學習不僅可使學生掌握通信系統的基本概念、基本理論和基本分析方法，同時也可運用課程知識去分析、解決實際的工程技術問題。實驗教學是課程的重要組成部分，是訓練技能和培養創新能力的重要手段。因此，加強實驗教學環節，能夠幫助學生彌補理論學習的不足。

1 實驗教學現狀

1.1 實驗內容方面 本校的實驗設備為模塊化實驗箱，開設的多為驗證性實驗。課堂上，老師先講授實驗目的、原理，演示操作過程及結果，然后學生按照實驗指導書的步驟進行連線。學生不能發揮主觀能動性，不去思考為什么是這樣的電路設計可以達到實驗目的？可不可以采用其他的方法、電路[1]？

1.2 實驗環境方面 實驗室的硬件環境容量有限。學生只能在規定的授課時間內完成實驗內容，如果想擴展自己的實驗知識，時間受限。而如果實驗室自由開放，也會帶來一系列問題。由于學生對設備和儀器的不熟悉，容易造成損失，影響正常教學的進行。

1.3 課程特點方面 高頻電子線路的工作頻率較高和非線性的特點影響了學生對結果的觀察分析。操作過程中，受示波器通頻帶的限制，學生在示波器上看到的波形太密集，不能明確這就是實驗現象，不能讀取數據，從而影響指標計算的準確性。

從以上幾個方面考慮，在上學期的教學過程中，引入了軟件仿真實驗進行互補。

2 軟件仿真實驗

引入仿真實驗，增強了學生的分析設計能力。在進行硬件實驗前，充分利用學?，F有的網絡教學平臺資源，在該課程的教學材料導航下進行預習學習。結合教材的原理電路和工程估算的方法，參考如圖1 所給出的流程圖進行電路設計。

圖1 軟件仿真流程圖

仿真軟件眾多，Pspice軟件是目前應用較為廣泛的電子線路仿真軟件，或者是應用以Pspice 為內核功能擴展的仿真軟件Multisim 軟件，可以根據電路的結構和元器件參數對電路進行仿真分析[2]。圖2所示為Multisim11 仿真的模擬乘法器實現調幅電路，圖3 為虛擬示波器顯示調幅波形的界面。

圖2 模擬乘法器調幅電路設計

3 優化實驗項目

開設綜合性設計性實驗或者合理安排相關課程設計時間，多方面提高學生的理解能力和綜合應用能力?？紤]到趣味性，題目為實現發射的無線調頻話筒和實現接收的7 管超外差式收音機。指導教師給出所要設計的單元或整機的性能參數，由學生自己去設計電路、仿真、焊接和調試電路，以達到性能要求[3]。

由此規定了綜合性設計性實驗或課程設計的三個性質：一是教學性，學生在教師指導下針對該課程學習工程估算、設計的方法；二是實踐性，包括電路設計、印刷板設計、電路的組裝和調試等實踐內容；三是主動性，以學生為主體，教師只起引導作用，主要任務由學生獨立完成，學生的主觀能動性對設計的完成起決定性作用。學生較強的動手能力就是依靠實踐性教學體系來培養的。

圖3 虛擬示波器顯示調幅波形的界面

以超外差式收音機為例。

方案論證：根據設計指標要求查閱資料，確定超外差接收機方框圖以及基本功能模塊組成：高頻小信號放大器、本地振蕩器、混頻器、中頻放大器、檢波器以及低頻放大器。針對每一功能模塊，確定采用晶體管電路還是集成電路，或者混合電路。從電路的性能、實現難易等多方面進行方案論證。然后將總體指標分配給每個模塊，即明確每個模塊的性能要求。

工程估算：確定每一個模塊的單元電路，計算單元電路以達到模塊指標的要求，計算本級時要特別注意相鄰級對本級性能的影響。確定本級元器件的數據和型號，按指標要求計算出元器件值結合經驗選取元器件，體現工程設計的特點。

設計制作：引入計算機輔助分析軟件，對模塊電路功能進行仿真。利用學校創新實驗室資源，設計制作印刷電路板，在印刷電路板上焊接電路，或在面包板上搭接電路，然后進行調試，使電路性能達到設計要術。分析實驗結果，寫出總結報告：內容應包括從指標要求到調試結果分析等各個方面。通過書寫報告可以系統地掌握工程設計方法，可以更深刻地理解所學到的理論知識。

4 結束語

在高頻電子線路實驗教學過程中，充分利用學校的計算機和網絡資源，在硬件實驗基礎上引入軟件仿真、綜合性設計實驗和相關課程設計，不但改善了硬件實驗室容量有限的情況，還通過上學期的教學實踐證明，發揮了學生的主動性，提高了實驗水平。

[1]李士軍,李健.高頻電子線路實驗教學改革探索[J].吉林農業科技學院學報,2010,12:92-93.

[2]馬茵，馬瑛.高頻電子線路實驗教學方法改革的思考[J].教育研究，2010，12：152-154.

[3]石博雅.高頻電子線路實驗教學改革探討[J].考試周刊，2011，18：23-24.