計算機仿真在高頻電子線路教學改革中的應用

張曉軍+陸興華

摘 要：高頻電子線路是一門專業性強、難度大的學科，因此在該科目的教學上不僅需要改革，同時還應當合理的將計算機仿真應用到教學中，提高教學效率和教學質量。結合實際情況對高頻電子線路教學中的改革進行了闡述，并對Multisim 11的應用進行了介紹，希望對相關工作人員能有所幫助。

關鍵詞：計算機仿真;高頻電子線路;電子專業;教學改革

中圖分類號：TN401 ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? 文章編號：2095-1302（2014）12-00-03

0 ?引 ?言

高頻電子線路是電子專業和通信專業的一門基礎課程。在學習過程中需要不僅需要學生掌握專業知識中的基本概念，同時也要掌握課程中的分析方法，并依據所學內容解決在實際中遇到的問題——學習的目的在于解決問題。要想實現教學目標則需要在教學上進行改革，將計算機仿真應用到高頻電子線路教學中。

1 ?教學方法改革

在高頻電子教學中應用計算機仿真技術一共有三種，分別是：探究式教學、情境式教學、課程統籌教學。

1.1 ?探究式教學

在高頻電線路教學中，數學推導是教學過程中難以取舍的部分。取，不僅會占用教學課堂上的大量時間，而且容易使學生產生厭煩心理;舍，則會使最終結論顯得干癟得不到有利的支撐，同學在教學過程中也將會損失一次難得的思維訓練。因此，仿真輔助教學出現在了高頻電子線路教學中[1]。利用計算機呈現數學推導結果，也就是通過改變計算機仿真電路參數，學生對輸出結果進行記錄，然后由學生對結果受參數的影響規律進行總結，使學生建立合理的數學模型。通過對計算機的應用，本來乏味的教學將會顯得不那么乏味，教學在教學過程中的主要任務就是進行適當的引導和對主要步驟進行說明，對于學生可以自身推導的內容，應當使用輔助教學手冊給學生一定指導，達到事半功倍的教學效果[2]。

1.2 ?情景教學

在高頻電子線路教學內容中，概念多、難點多、數學推導多，同時還會涉及到非線性分析法，因此學生在學習過程中經常會覺得枯燥、難學。通過實驗展示可以使教學中的難點得到化解。但在實際教學中，因為受到空間和時間條件的限制，在實際教學中實物演示受到了制約。在高頻電子線路教學中要找到教學過程中的教學難點、抽象點，要準備例如振蕩器平衡的調制系數、穩定條件等多個仿真實驗，在課堂情境教學中應用，為學生在認識上提供更加便利的條件，提高教學效率。

1.3 ?課程統籌教學

通常情況下，在高頻電子線路教學中，理論課與實驗課是分開的，兩者相互獨立，這樣在實際教學過程中難免會出現理論與實踐脫節情況，主要表現在時間和內容上脫節，教學過程中的驗證性試驗無法在及時的加深學生對教學內容的理解，導致了教學效果大大降低。在教學過程中為了完整性經常會對一些操作簡單、結論明顯的實驗也安排相應的實驗環節，這浪費了實驗課程。在教學過程中應當對這一現象進行合理改革，對課堂教學和實驗教學中的內容進行統籌，課堂教學結束后，應當安排相應的驗證性實驗;部分理論課程可以在實驗課程上進行，可以一邊做實驗一邊傳授理論知識[3]。針對每個驗證性實驗，設計相應的仿真預習，利用計算機仿真代替實驗內容，通過預習報告的方式完成。通過實踐證明，采用此種教學方式不僅解決了教學時間，而且提高了學生在自我學習中的管理能力。此外，計算機仿真通過計算機對實驗條件和環境進行了模擬，學生可以進行多次實驗，并且可以對實驗過程中的參數進行自行修改，這樣不僅縮短了實驗時間，而且對實驗設備也起到了一定保護作用，避免學生在實驗過程中因為操作不當而給設備造成損傷。

2 ?仿真教學應用實例

Multisim 11是高頻電子線路教學中經常被應用的一種軟件，仿真分析具體步驟如下：依據設計和原理創建電路原理圖，然后依據實驗情況對電路圖選項進行設置，開啟仿真開關，使電路運行，再借助仿真儀器，獲取理想的仿真結果[4]。

解調、調制電路是組成通信設備的重要部分，解調和調制方式對系統的性能有著巨大影響，同時也是在高頻電子線路學習中的難點。

2.1 ?普通AM（調幅）信號波形仿真

調幅是振幅調制的簡稱，調幅包括：抑制載波、普通調幅等，普通調幅是其中最基本的一種，其余調幅都是有普通調幅演變來的。依據調幅信號形成的基本原理，在Multisim11下創建普通調幅電路，如圖1所示。

圖1 ?普通調式電路

開啟仿真后可以可在雙蹤示波器上看到低頻調制信號與普通調幅信號波形對比圖，如圖2所示。

對直流電壓V3進行調整，使電路調幅系數進行改變但V3與1 V相等時，調幅系數將超過1，圖3則為方正波形，發生調幅現象，已調波在經歷檢波后將無法恢復到原有的形態，屬于嚴重失真，因此在實際教學中應當盡量避免此現象的發生。

圖2 ?普通調幅電路仿真波形

圖3 ?過調幅仿真波形

2.2 ?二極管包絡檢波器仿真波形

二極管構成的包絡檢波器性能強，結構簡單，因此被廣泛應用與檢波電路教學中，經過解調后輸出的信號能夠對輸入信號的包絡進行合理反映，仿真電路如圖4所示。

開啟仿真，對電路參數進行調整，便可得到獲得調解后信號與輸入信號兩者的對比。但在對電路參數調整過程中，如果沒有對電路參數進行正確選擇，二級管包絡檢波器在實際工作中極有可能發生負峰切割失真和惰性失真。因此，在實際操作過程中要注重電路參數的調整[5]。

圖4 ?二極管包絡檢波電路

3 ?計算機仿真應用需要做好輔助工作

（1）整合教學內容

對課堂、實驗教學內容進行整合，在使用計算機仿真前，教師需要做大量工作。首先，教師要對教學中的內容進行詳細統籌。例如，在教學過程中，哪些部分課堂講解的內容需要利用計算機仿真代替，哪些教學內容應當通過計算機仿真演示，又有哪些內容使需要通過計算機仿真對學生進行指導。

（2）編制輔助教學手冊

對高頻電子線路教學內容進行整合后，教學應當精細編制輔助教學手冊，對進行過程進行指導。輔助教學手冊中的內容應當通俗易懂，計算機仿真的思路、目的、步驟等內容要言簡意賅，便于學生理解和運用。

（3）改革考核制度

考核是檢驗教學成果的主要手段，既然在高頻電子線路教學中引入了計算機仿真，那么在考核中也應當有所體現。在考核過程中不僅要涵蓋大綱的教學要求，同時也要加入計算機仿真考核。在考核上應當做出合理的改革，主要體現在總成績的構成上，總成績的構成如表1所示。

表1 ?成績構成表

總成績構成 所占比例（%）

理論課成績 45

平時成績 20

計算機仿真成績 15

實驗成績 20

通過實踐應用表明，合理的考核結構，不僅能夠使計算機仿真教學在高頻電子線路教學中起到更好的作用，同時對學生的學習起到了一定督促作用。

4 ?結 ?語

將計算機仿真軟件應用到高頻電子線路教學中，可以將教學中抽象難懂的內容進行展示，通過改變參數獲取不同波形，不僅可以提高學生的學習興趣，同時也可以加深學生對知識的理解，是一種值得推廣的方法。

參考文獻

[1]晉建秀，陳艷峰.多媒體環境下的高頻電子線路課堂教學研究[J].中國現代教育裝備，2011，8（11）：12-14.

[2]李銳君，王莉麗.Multisim 10在高頻小信號諧振放大器教學中的應用[J].科技信息，2011，10（11）：43-45.

[3]黃培根，任清褒.Multisim l0計算機模擬虛擬仿真實驗室[J].北京：電子工業出版社，2011，11（10）：14-15.

[4]于波，呂秀麗，李玉爽.Multisim 11在高頻電子線路教學中的應用[J].現代電子技術，2011，34（11）：193-198.

[5]韓碩.虛擬儀器技術在教學中的開發與應用[J].裝備制造技術，2011，10（9）：239-241.

3 ?計算機仿真應用需要做好輔助工作

（1）整合教學內容

對課堂、實驗教學內容進行整合，在使用計算機仿真前，教師需要做大量工作。首先，教師要對教學中的內容進行詳細統籌。例如，在教學過程中，哪些部分課堂講解的內容需要利用計算機仿真代替，哪些教學內容應當通過計算機仿真演示，又有哪些內容使需要通過計算機仿真對學生進行指導。

（2）編制輔助教學手冊

對高頻電子線路教學內容進行整合后，教學應當精細編制輔助教學手冊，對進行過程進行指導。輔助教學手冊中的內容應當通俗易懂，計算機仿真的思路、目的、步驟等內容要言簡意賅，便于學生理解和運用。

（3）改革考核制度

考核是檢驗教學成果的主要手段，既然在高頻電子線路教學中引入了計算機仿真，那么在考核中也應當有所體現。在考核過程中不僅要涵蓋大綱的教學要求，同時也要加入計算機仿真考核。在考核上應當做出合理的改革，主要體現在總成績的構成上，總成績的構成如表1所示。

表1 ?成績構成表

總成績構成 所占比例（%）

理論課成績 45

平時成績 20

計算機仿真成績 15

實驗成績 20

通過實踐應用表明，合理的考核結構，不僅能夠使計算機仿真教學在高頻電子線路教學中起到更好的作用，同時對學生的學習起到了一定督促作用。

4 ?結 ?語

將計算機仿真軟件應用到高頻電子線路教學中，可以將教學中抽象難懂的內容進行展示，通過改變參數獲取不同波形，不僅可以提高學生的學習興趣，同時也可以加深學生對知識的理解，是一種值得推廣的方法。

參考文獻

[1]晉建秀，陳艷峰.多媒體環境下的高頻電子線路課堂教學研究[J].中國現代教育裝備，2011，8（11）：12-14.

[2]李銳君，王莉麗.Multisim 10在高頻小信號諧振放大器教學中的應用[J].科技信息，2011，10（11）：43-45.

[3]黃培根，任清褒.Multisim l0計算機模擬虛擬仿真實驗室[J].北京：電子工業出版社，2011，11（10）：14-15.

[4]于波，呂秀麗，李玉爽.Multisim 11在高頻電子線路教學中的應用[J].現代電子技術，2011，34（11）：193-198.

[5]韓碩.虛擬儀器技術在教學中的開發與應用[J].裝備制造技術，2011，10（9）：239-241.

3 ?計算機仿真應用需要做好輔助工作

（1）整合教學內容

對課堂、實驗教學內容進行整合，在使用計算機仿真前，教師需要做大量工作。首先，教師要對教學中的內容進行詳細統籌。例如，在教學過程中，哪些部分課堂講解的內容需要利用計算機仿真代替，哪些教學內容應當通過計算機仿真演示，又有哪些內容使需要通過計算機仿真對學生進行指導。

（2）編制輔助教學手冊

對高頻電子線路教學內容進行整合后，教學應當精細編制輔助教學手冊，對進行過程進行指導。輔助教學手冊中的內容應當通俗易懂，計算機仿真的思路、目的、步驟等內容要言簡意賅，便于學生理解和運用。

（3）改革考核制度

考核是檢驗教學成果的主要手段，既然在高頻電子線路教學中引入了計算機仿真，那么在考核中也應當有所體現。在考核過程中不僅要涵蓋大綱的教學要求，同時也要加入計算機仿真考核。在考核上應當做出合理的改革，主要體現在總成績的構成上，總成績的構成如表1所示。

表1 ?成績構成表

總成績構成 所占比例（%）

理論課成績 45

平時成績 20

計算機仿真成績 15

實驗成績 20

通過實踐應用表明，合理的考核結構，不僅能夠使計算機仿真教學在高頻電子線路教學中起到更好的作用，同時對學生的學習起到了一定督促作用。

4 ?結 ?語

將計算機仿真軟件應用到高頻電子線路教學中，可以將教學中抽象難懂的內容進行展示，通過改變參數獲取不同波形，不僅可以提高學生的學習興趣，同時也可以加深學生對知識的理解，是一種值得推廣的方法。

參考文獻

[1]晉建秀，陳艷峰.多媒體環境下的高頻電子線路課堂教學研究[J].中國現代教育裝備，2011，8（11）：12-14.

[2]李銳君，王莉麗.Multisim 10在高頻小信號諧振放大器教學中的應用[J].科技信息，2011，10（11）：43-45.

[3]黃培根，任清褒.Multisim l0計算機模擬虛擬仿真實驗室[J].北京：電子工業出版社，2011，11（10）：14-15.

[4]于波，呂秀麗，李玉爽.Multisim 11在高頻電子線路教學中的應用[J].現代電子技術，2011，34（11）：193-198.

[5]韓碩.虛擬儀器技術在教學中的開發與應用[J].裝備制造技術，2011，10（9）：239-241.