高頻電子線路仿真實驗的設計與實現

宋澤瑞++張恒

摘要：隨著社會的不斷發展，人們對電子技術的需求日益增加，電子線路逐漸走進人們的視野，被廣泛應用到社會生活的各個方面。本文通過介紹高頻電子線路仿真實驗的特點，設計了基于電路原理的通信系統仿真實驗和基于硬件電路的仿真實驗， 利用Matalb軟件中的SIMULINK仿真和PSPICE仿真軟件， 對模擬通信系統仿真實驗和發射機與接收機部分電路仿真實驗進行模擬操作。說明了仿真技術在電子技術實驗教學中的應用方法和過程， 是對實驗課程的教學方法和教學模式改革的探索與實踐。

關鍵詞：高頻電子線路；仿真實驗；實驗教學

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）02-0183-01

1 高頻電子線路仿真實驗的特點

顧名思義，高頻電子線路的仿真實驗與一般實驗有所不同，在具體內容和實驗操作上更具有針對性和可操作性，不再使用傳統的實驗內容和試驗方法，在操作上實現了一定的創新性[1]。由于高頻電子線路實驗的順暢完成需要有較為完備的硬件電路作為輔助，而其他部分具有相對提高性的、方法較為復雜的實驗通常過程較為綜合，容易受到外界因素的約束，制約實驗的準確性[2]。所以，通過運用仿真實驗的軟件可以擴展實驗的內容并且減少相關操作因素的制約，不受實驗時間的約束，可以進一步提高研究實驗的效率。

2 對于高頻電子線路設計的仿真實驗

人們在對高頻電子線路的研究時，過于關注對整個線路體系的認識，而忽視對個別內容進行認知。在高頻電子線路的仿真實驗中，可以讓研究者從實驗操作的角度出發，在對通信系統概念有一定掌握的基礎上進一步了解各個單元電路之間的聯系。因此，在仿真實驗中，要注意突出電路本身的特征，才能夠更好地對所設計的方面的體系和結構有系統的了解。

2.1 針對電路原理進行的通信系統仿真實驗

在對通信系統仿真實驗的設計時，很多研究者僅僅停留在了解公式的基礎上，而對于參數對信號變化的影響以及實驗公式之間的聯系性沒有具體的、有針對性的了解。因此，選取數學模型作為設計基礎進行有關通信系統的仿真實現，在實驗中可以依據每一模塊有實驗原理的特定單元電路進行建立，通過對仿真實驗的結果進行分析和梳理，可以強化人們對此的理解，達到修改仿真參數并且優化實驗設計的目的。

2.2 Matlab軟件中的Simulink的軟件設計

Matlab中的Simulink作為一種可視化的軟件工具，其不同之處在于可以創建有遞接結構的模型，使得用戶可以創建自己個性化的子系統。此外，Simulink具有不同的模塊庫，方便了不同研究領域的實驗設計。在高頻電子線路實驗設計中一般使用Simulink的輸入源、接收源和數學運算等功能進行軟件仿真設計。圖1為超外差接收機Matlab/Simulink仿真模型。

3 高頻電子線路仿真實驗的實現研究

3.1 模擬通信系統的仿真實驗研究

Matlab中的SMULNK工具可以實現數學模型到軟件模型的轉化，方便實驗進行動態仿真，這類仿真實驗突出系統概念，對于實驗的順利完成具有更高的操作性。相比傳統的不可視建模實驗，用戶可以對Matlab中的Simulink進行直接的建模，在使用過程中更加的簡單和方便，具有廣泛的通信以及自動控制功能。在仿真實驗的操作過程中，研究中還應該充分關注系統的設計類型，確定仿真模型與數學模型是否一一對應。另外，研究者在顯示界面可以通過波形的動態變化進一步分析具體發射和接收的環節。

3.2 對電路仿真實驗的Protel軟件設計

Protel軟件是當前高頻電子線路設計輔助軟件中應用最廣泛的設計軟件之一，這款軟件區別于傳統的設計軟件的地方在于具有強大的印制板設計功能，可以進行電路原理圖設計。作為通用模擬程序的有序典型，Protel軟件被應用到高頻電子線路設計的很多方面。

4 結語

為了達到高頻電子線路仿真實驗的預期效果，對于仿真實驗內容的設計是至關重要的環節。研究人員要提前設計與實驗相關的內容，并且與實驗的硬件進行結合，本文所設計的兩種仿真實驗是對仿真技術發展的進一步探索，希望可以為日后這類實驗提供一些借鑒。

參考文獻

[1]趙偉娜，馮娟.“高頻電子線路”啟發式教學方法探討[J].福建電腦，2016，（11）：91+126.

[2]黃鵬.醫療方艙電磁兼容設計與基于FEKO系統仿真軟件的仿真研究[D].中國人民解放軍軍事醫學科學院，2016.