車(chē)曉巖CHE Xiao-yan；胡新艷HU Xin-yan

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)與信息科學(xué)學(xué)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(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)不僅可使學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本概念、基本理論和基本分析方法，同時(shí)也可運(yùn)用課程知識(shí)去分析、解決實(shí)際的工程技術(shù)問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課程的重要組成部分，是訓(xùn)練技能和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要手段。因此，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠幫助學(xué)生彌補(bǔ)理論學(xué)習(xí)的不足。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面 本校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備為模塊化實(shí)驗(yàn)箱，開(kāi)設(shè)的多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。課堂上，老師先講授實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理，演示操作過(guò)程及結(jié)果，然后學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的步驟進(jìn)行連線。學(xué)生不能發(fā)揮主觀能動(dòng)性，不去思考為什么是這樣的電路設(shè)計(jì)可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?？可不可以采用其他的方法、電路[1]？

1.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境方面 實(shí)驗(yàn)室的硬件環(huán)境容量有限。學(xué)生只能在規(guī)定的授課時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如果想擴(kuò)展自己的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，時(shí)間受限。而如果實(shí)驗(yàn)室自由開(kāi)放，也會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題。由于學(xué)生對(duì)設(shè)備和儀器的不熟悉，容易造成損失，影響正常教學(xué)的進(jìn)行。

1.3 課程特點(diǎn)方面 高頻電子線路的工作頻率較高和非線性的特點(diǎn)影響了學(xué)生對(duì)結(jié)果的觀察分析。操作過(guò)程中，受示波器通頻帶的限制，學(xué)生在示波器上看到的波形太密集，不能明確這就是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不能讀取數(shù)據(jù)，從而影響指標(biāo)計(jì)算的準(zhǔn)確性。

從以上幾個(gè)方面考慮，在上學(xué)期的教學(xué)過(guò)程中，引入了軟件仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行互補(bǔ)。

2 軟件仿真實(shí)驗(yàn)

引入仿真實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了學(xué)生的分析設(shè)計(jì)能力。在進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)前，充分利用學(xué)?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)資源，在該課程的教學(xué)材料導(dǎo)航下進(jìn)行預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)。結(jié)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(jìn)行電路設(shè)計(jì)。

圖1 軟件仿真流程圖

仿真軟件眾多，Pspice軟件是目前應(yīng)用較為廣泛的電子線路仿真軟件，或者是應(yīng)用以Pspice 為內(nèi)核功能擴(kuò)展的仿真軟件Multisim 軟件，可以根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)和元器件參數(shù)對(duì)電路進(jìn)行仿真分析[2]。圖2所示為Multisim11 仿真的模擬乘法器實(shí)現(xiàn)調(diào)幅電路，圖3 為虛擬示波器顯示調(diào)幅波形的界面。

圖2 模擬乘法器調(diào)幅電路設(shè)計(jì)

3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

開(kāi)設(shè)綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)或者合理安排相關(guān)課程設(shè)計(jì)時(shí)間，多方面提高學(xué)生的理解能力和綜合應(yīng)用能力?？紤]到趣味性，題目為實(shí)現(xiàn)發(fā)射的無(wú)線調(diào)頻話筒和實(shí)現(xiàn)接收的7 管超外差式收音機(jī)。指導(dǎo)教師給出所要設(shè)計(jì)的單元或整機(jī)的性能參數(shù)，由學(xué)生自己去設(shè)計(jì)電路、仿真、焊接和調(diào)試電路，以達(dá)到性能要求[3]。

由此規(guī)定了綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)或課程設(shè)計(jì)的三個(gè)性質(zhì)：一是教學(xué)性，學(xué)生在教師指導(dǎo)下針對(duì)該課程學(xué)習(xí)工程估算、設(shè)計(jì)的方法；二是實(shí)踐性，包括電路設(shè)計(jì)、印刷板設(shè)計(jì)、電路的組裝和調(diào)試等實(shí)踐內(nèi)容；三是主動(dòng)性，以學(xué)生為主體，教師只起引導(dǎo)作用，主要任務(wù)由學(xué)生獨(dú)立完成，學(xué)生的主觀能動(dòng)性對(duì)設(shè)計(jì)的完成起決定性作用。學(xué)生較強(qiáng)的動(dòng)手能力就是依靠實(shí)踐性教學(xué)體系來(lái)培養(yǎng)的。

圖3 虛擬示波器顯示調(diào)幅波形的界面

以超外差式收音機(jī)為例。

方案論證：根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求查閱資料，確定超外差接收機(jī)方框圖以及基本功能模塊組成：高頻小信號(hào)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(duì)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(shí)現(xiàn)難易等多方面進(jìn)行方案論證。然后將總體指標(biāo)分配給每個(gè)模塊，即明確每個(gè)模塊的性能要求。

工程估算：確定每一個(gè)模塊的單元電路，計(jì)算單元電路以達(dá)到模塊指標(biāo)的要求，計(jì)算本級(jí)時(shí)要特別注意相鄰級(jí)對(duì)本級(jí)性能的影響。確定本級(jí)元器件的數(shù)據(jù)和型號(hào)，按指標(biāo)要求計(jì)算出元器件值結(jié)合經(jīng)驗(yàn)選取元器件，體現(xiàn)工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。

設(shè)計(jì)制作：引入計(jì)算機(jī)輔助分析軟件，對(duì)模塊電路功能進(jìn)行仿真。利用學(xué)校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室資源，設(shè)計(jì)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(jìn)行調(diào)試，使電路性能達(dá)到設(shè)計(jì)要術(shù)。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫(xiě)出總結(jié)報(bào)告：內(nèi)容應(yīng)包括從指標(biāo)要求到調(diào)試結(jié)果分析等各個(gè)方面。通過(guò)書(shū)寫(xiě)報(bào)告可以系統(tǒng)地掌握工程設(shè)計(jì)方法，可以更深刻地理解所學(xué)到的理論知識(shí)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在高頻電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，充分利用學(xué)校的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)資源，在硬件實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上引入軟件仿真、綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)課程設(shè)計(jì)，不但改善了硬件實(shí)驗(yàn)室容量有限的情況，還通過(guò)上學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐證明，發(fā)揮了學(xué)生的主動(dòng)性，提高了實(shí)驗(yàn)水平。

[1]李士軍,李健.高頻電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院學(xué)報(bào),2010,12:92-93.

[2]馬茵，馬瑛.高頻電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].考試周刊，2011，18：23-24.