李候清

【摘要】不斷發(fā)展的社會和不斷進步的科學，使得人們的需求大大改變，理所當然，電子技術在改變中是必不可少的，不管是學生還是電子線路工作人員都把電子線路作為其學習和研究的內容。想要學習和研究高頻電子線路終究都離不開實驗探索，本文通過對高頻電子線路仿真實驗特點的分析和了解，設計了高頻電子線路的仿真實驗并進行研究。

【關鍵詞】高頻電子線路，設計，實踐

前言：高頻電子線路之所以被大眾熟知和關注，是因為其在電子信息類技術中扮演著不可缺少的角色。如果我們想要了解甚至研究高頻電子線路，實驗操作這一步是必不可少的。一般來說，高頻電子線路，學生的操作只能局限于實驗箱上，很難升級硬件，也很難更新內容。本文根據(jù)高頻電子線路課程的特點結合3大電子仿真軟件SPICE、EWB、MATLAB的特點，優(yōu)化了高頻電子線路的實驗內容。

一.高頻電子線路仿真實驗的特點

在教學過程中，老師的教學方式是先進行理論教學，然后再進行實驗驗證，最后進行綜合性課程設計，但是這樣的教學方式達不到很好的效果，傳統(tǒng)的課堂教學都注重于理論分析、實驗物件的介紹，難以給學生留下深刻的印象，導致學生對所學習內容的興趣慢慢消失。如果在授課過程中，能夠在對電路進行理論分析的同時加入仿真軟件SPICE、EWB、MATLAB的仿真演示，從而達到理論講解和驗證的同時進行，這樣既增強了教學的靈活性和直觀性，也能夠在有效的學識內，讓學生加深對基本理論知識的理解，這比傳統(tǒng)的教學方法更有效率，更有活力。

二.高頻電子線路仿真實驗的設計

我們在對高頻電子線路的了解中，不能僅停留在個別內容的認知，而進行應該對整個高頻電子線路體系達到認知的效果，這有利于我們對相關領域技術的領悟。

1對于電路原理的通信系統(tǒng)仿真實驗。對于在教學中，學生的理解只停留在公式層面上的問題，我們可以設計以教學為基礎的通信系統(tǒng)仿真實驗，讓學生加深對數(shù)學模型的理解。因為實驗中的每一個模塊都是根據(jù)該模塊所代表的單元電路來實線原理的建立，使數(shù)學模型更具有關聯(lián)性和形象性。

2對于硬件電路的仿真實驗。為了使得硬件測試與軟件仿真相結合，設計了硬件電路的仿真實驗。我們可以了解到，高頻電子線路是電子技術類課程的其中一種。課程中除了相關的原理外，還有大量關于電路分析與設計的問題。

在軟件仿真實驗中，我們可以觀測到一些現(xiàn)象，這些現(xiàn)象是無法在硬件電路實驗中所觀察到的。比如，振蕩電路中有些參數(shù)對時間的影響，又比如電路參數(shù)的相關條件對電路性能的影響等等。另外，我們可以節(jié)約實驗的花費，不必花大量的錢購買相關儀器。如果學生掌握了仿真軟件的使用方法，那就為后期的電路設計應用鋪好了道路，能夠更好地認識電路的分析、設計和優(yōu)化。

三.高頻電子線路仿真實驗的實踐

1.模擬通信系統(tǒng)的仿真實驗研究。Matlab中的Simulink是一種具有可視化功能的工具，與傳統(tǒng)的模式相比更容易被大眾所接受，因為它具備更靈活、更直觀的優(yōu)點。Simulink可以很簡單靈活的把數(shù)字模型轉化為軟件模型，從而可以進行動態(tài)的仿真實驗，這種仿真注重了可操縱性，也注重了系統(tǒng)的概念。在操作系統(tǒng)中，為了使大家更清楚的了解系統(tǒng)的結構、仿真模型、數(shù)字模型這三者的對應關系，在顯示的界面，我們還可以清楚的了解到具體的發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)。

2.電路仿真實驗研究。Protel是應用最廣泛的電路輔助設計軟件，它與其他軟件最大的區(qū)別就在于具有很強大的印制版設計功能和電路原理圖設計功能。電路仿真實驗已經在高頻電子線路實驗中進行了多方面的應用。

3.接收機電路仿真實驗研究。進行接收機的電子線路仿真實驗的目的是專門為了突出二極管包絡檢波器的特有性能以及小信號調諧放大器的特有性能等等。我們在進行這兩種實驗的時候發(fā)現(xiàn)，改變硬件的參數(shù)操作非常不方便，一方面是浪費時間，另一方面也浪費精力。所以我們根據(jù)在實際操作中出現(xiàn)問題才設置了這類的仿真實驗，達到解決這方面的很多問題。新方案中信道檢查這一功能，能夠很迅速的檢測到各路信號能否滿足幅值要求，不滿足要求的能通過報警然后發(fā)出通知，讓我們知道系統(tǒng)的出錯位置在哪里，并且達到很具體的效果。針對粗碼信號，我們主要需要檢查是否存在高低電平的變化。針對精碼信號可以根據(jù)比較精碼信號的A/D量，來判斷這五種幅值標準是否達到要求 。這五種檢測項目的要求分別如下所示：（a）峰值幅值小于或者等于98%；（b）、峰值幅值大于或等于75%；（c）、谷值幅值大于等于或2%；（d）、谷值幅值小于或等于25%；（e）、幅值的誤差小于10%。

四.編碼連續(xù)性的實時性檢查

如果想要保證整個系統(tǒng)正常工作的基本功能，你們就需要編碼的正確率，什么叫做編碼正確，直接的來說，就是沒有出現(xiàn)跳碼。如果一旦出現(xiàn)跳碼，有關系統(tǒng)都將失去控制，甚至導致整個系統(tǒng)的癱瘓。正因為如此，我們在編碼器信號處理系統(tǒng)中增加了了實時進位檢查的功能，這個不僅能夠準確的檢測編碼器編碼，而且在發(fā)現(xiàn)錯誤時，還能迅速出現(xiàn)報警然后通知上位機系統(tǒng)，這樣就能夠讓上位機能及時的采取相應施，避免了失控造成大的巨大損失。

實驗中，我們還采用了拋物線擬合算法，通過等時間采樣連續(xù)的幾個位置點以此推算出未來位置點得位置，假如未來點的位置出現(xiàn)的偏差是在游走在誤差范圍內的，我們就判定出編碼是連續(xù)的，相反如果出現(xiàn)報警并通知上位機系統(tǒng)，那就是不連續(xù)的。

五.結束語

我們利用各種仿真軟件對高頻電子線路進行了仿真分析，了解其特點，測試了調幅信號的輸出波形的變化規(guī)律和檢波后的波形變化規(guī)律；觀察并分析了電路中關鍵節(jié)點的 頻譜關系，得到的結果是一致的，即虛擬仿真結果與理論分析相對應。我們將仿真軟件高效合理地應用到高頻電子線路的實驗教學中，可讓很多抽象的理論教學變得更簡單明了，讓學生更有效的從實驗中了解到相關知識。希望通過一系列的仿真實驗，也能夠為？集成電路（IC）是整個電子信息產業(yè)奠定基礎.隨著電子計算機技術的飛快進步，高頻電路的集成化已經成為高頻電子線路發(fā)展的一個重要方向.一方面可以節(jié)省時間另一方面也可以節(jié)省費用，縮短周期。因此，各種簡潔方便的仿真軟件不斷涌現(xiàn)，并得到廣泛的認可。

參考文獻：

[1]吳青萍，羅錦宏；PSPICE在高頻電路仿真分析中的應用[J]；常州信息職業(yè)技術學院學報；2003，（02）

[2]馬立華，席惠；MATLAB在電力電子實驗教學中的應用[J]；實驗室研究與探索；2005，（02）

[3]劉靜波；；高頻電子線路實踐教學的建設和探索[J]；電氣電子教學學報；2006，（04）