梁韶華++羅俊琦

摘 要隨著無(wú)線通信技術(shù)的高速進(jìn)步，高頻電子線路應(yīng)用頻率不斷增加，社會(huì)對(duì)“高頻電子線路”課程教學(xué)工作提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)及要求。為了最大程度地培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用技能，強(qiáng)化“高頻電子線路”課程的教學(xué)效果，應(yīng)當(dāng)要構(gòu)建工程應(yīng)用背景下“高頻電子線路”教學(xué)模式。筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)理論知識(shí)，在本文中探討了工程應(yīng)用背景下“高頻電子線路”在課程教學(xué)研究中的應(yīng)用，供讀者參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】高頻電子線路 工程應(yīng)用 教學(xué)

1 引言

“高頻電子線路”是電子信息工程及通信工程專(zhuān)業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程。讓學(xué)生學(xué)習(xí)“高頻電子線路”的目的是培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)發(fā)優(yōu)化無(wú)線電通信技術(shù)的能力。在實(shí)際的教學(xué)工作中，不少學(xué)生反映“高頻電子線路”課程的學(xué)習(xí)難度較大，因此筆者在下文中就“高頻電子線路”教改工作提出一些實(shí)質(zhì)性的建議。

2 仿真電子

經(jīng)驗(yàn)表明，若希望能最為有效地完成二極管功率放大、二極管調(diào)頻及發(fā)射綜合電路設(shè)計(jì)工作，則必須在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)各級(jí)功能電路的相關(guān)性能指標(biāo)進(jìn)行認(rèn)真、合理的分析，并且要做好關(guān)于各類(lèi)電子元器件參數(shù)的計(jì)算工作，如此方能最大程度地提升電路調(diào)試的成功率。

在初步設(shè)置好各類(lèi)參數(shù)后，由于高頻電子線路復(fù)雜程度高、回路信號(hào)頻率相對(duì)較高，因此仿真運(yùn)算的運(yùn)算量將十分龐大，參量?jī)?yōu)化工作的難度極高。部分設(shè)計(jì)者在電路調(diào)試過(guò)程中，由于OrCAD所提供的Probe板塊能夠非常有效方便地確定相關(guān)測(cè)量點(diǎn)信號(hào)的波形是否存有失真現(xiàn)象，在斷定某個(gè)測(cè)量點(diǎn)波形發(fā)生失真后可重復(fù)性地對(duì)各類(lèi)元器件參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。應(yīng)當(dāng)看到，綜合電路的調(diào)試工作具有較高的難度，并且一般需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，電路設(shè)計(jì)人員必須要明確這一點(diǎn)。通常情況下，如果綜合電路中某一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的性能不能滿(mǎn)足相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)對(duì)整個(gè)電路造成巨大的影響。筆者認(rèn)為，為了最為有效地提升線路設(shè)計(jì)工作的效率，應(yīng)當(dāng)由每一功能分立級(jí)電路的獨(dú)立性設(shè)計(jì)工作開(kāi)始，隨之開(kāi)展一級(jí)級(jí)的關(guān)聯(lián)優(yōu)化工作 ，這是因?yàn)榕c低頻電子線路相較，高頻電子線路的預(yù)算量更為龐大且呈高量級(jí)變化，與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)高頻電子線路的過(guò)程中要注意照顧到各類(lèi)元器件及接線分布阻抗。

3 “高頻電子線路”實(shí)驗(yàn)

（1）列出5個(gè)與調(diào)頻發(fā)射接收模塊、調(diào)幅發(fā)射接收模塊相關(guān)的實(shí)驗(yàn)主題，選擇其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)主題來(lái)開(kāi)展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)工作。

（2）依據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)指定的步驟來(lái)開(kāi)展驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)工作，對(duì)電路的各項(xiàng)參數(shù)的含義及組成要素進(jìn)行了解與理解，基于此得出有關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，隨后將電路創(chuàng)新型設(shè)計(jì)及復(fù)原設(shè)計(jì)的任務(wù)交給學(xué)生。

（3）依照已設(shè)計(jì)完畢的電路對(duì)電子元器件的型號(hào)加以明確，盡快地制定相應(yīng)的元器件清單，參閱清單后將購(gòu)買(mǎi)清單中電子元器件的任務(wù)交給學(xué)生，如此能夠促使學(xué)生主動(dòng)地查閱相關(guān)資料，提升學(xué)生的動(dòng)手能力。

（4）在電路焊接工作結(jié)束后開(kāi)展電路測(cè)試工作，目的是獲得相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后將其與由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。應(yīng)當(dāng)對(duì)兩種數(shù)據(jù)的誤差進(jìn)行計(jì)算，并盡快確定誤差存在的具體原因。

4 高頻電路仿真實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)

高頻電子線路仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)于高頻電路教學(xué)工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，因此要做好高頻電子線路的仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)工作，從而提升高頻電子線路教學(xué)工作的質(zhì)量與效率，具體操作如下：

4.1 模擬通信系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)

就目前狀況而言，SMULNK工具能夠較為便利地將相關(guān)數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為軟件模型，從而開(kāi)展動(dòng)態(tài)仿真工作。依據(jù)有關(guān)的模擬通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建包含接收、發(fā)射在內(nèi)的通信系統(tǒng)并開(kāi)展控制界面的設(shè)計(jì)工作。在界面上除了可以選擇各類(lèi)調(diào)制模式，還能設(shè)置所選擇的調(diào)制方式的觀測(cè)波形及相應(yīng)的參數(shù)。顯示存儲(chǔ)波形及存儲(chǔ)當(dāng)前波形數(shù)據(jù)等功能能夠用來(lái)對(duì)比參數(shù)改變時(shí)波形的變化，在對(duì)比過(guò)程中，學(xué)生能進(jìn)一步強(qiáng)化不同參數(shù)對(duì)系統(tǒng)影響的認(rèn)識(shí)?？梢钥吹?，控制界面的設(shè)計(jì)能夠最大程度地提升系統(tǒng)的可操作性及可視性。

4.2 電路仿真實(shí)驗(yàn)

就目前而言，PSPICE是最優(yōu)秀的通用電路模擬軟件，其被廣泛應(yīng)用于高頻電子線路教學(xué)工作之中。下文將重點(diǎn)介紹PSPICE軟件在高頻電子線路仿真實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用：

4.2.1 發(fā)射機(jī)電路的仿真實(shí)驗(yàn)

在發(fā)射機(jī)電路仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)做好發(fā)射機(jī)系統(tǒng)層次原理圖的構(gòu)建工作，圖1即為發(fā)射系統(tǒng)層次原理圖。對(duì)原理圖中每個(gè)組成框圖進(jìn)行雙擊即可看到構(gòu)成此框圖的電路圖。筆者以載波發(fā)生器的電路仿真實(shí)驗(yàn)為例（見(jiàn)圖2），在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)此種電路開(kāi)展仿真分析工作。

依據(jù)仿真基極偏置電阻變化時(shí)，相關(guān)晶體管發(fā)射極電流的變化曲線來(lái)展開(kāi)仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)工作，在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)合上述變化曲線來(lái)確定最佳的靜態(tài)偏置電阻值。

此外，應(yīng)當(dāng)了解反饋系數(shù)對(duì)振搗器起振時(shí)間的具體影響。在實(shí)際操作過(guò)程中，需要結(jié)合所取電容的不同數(shù)值來(lái)對(duì)比反饋系數(shù)對(duì)起振時(shí)間的變化規(guī)律。最后，借助PSPICE軟件的傅里葉分析功能來(lái)對(duì)輸出信號(hào)的頻譜進(jìn)行觀測(cè)。

4.2.2 接收機(jī)電路的仿真實(shí)驗(yàn)

應(yīng)當(dāng)看到，針對(duì)接收機(jī)的仿真實(shí)驗(yàn)一般針對(duì)二極管包絡(luò)檢波器檢波失真及小信號(hào)調(diào)諧放大器的性能來(lái)設(shè)計(jì)。圖3即為小信號(hào)調(diào)諧放大器的仿真電路圖。筆者在獲得電路的諧振曲線后，要求學(xué)生對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明，例如分析當(dāng)放大器輸入信號(hào)的幅度趨向過(guò)大狀態(tài)時(shí)，會(huì)有何種現(xiàn)象發(fā)生？

5 結(jié)語(yǔ)

“高頻電子線路”是一門(mén)知識(shí)點(diǎn)較多、難度較大的課程，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)較為吃力。做好“高頻電子線路”在課程教學(xué)研究中的應(yīng)用工作極為必要，通過(guò)創(chuàng)新課程教學(xué)方法與優(yōu)化考核機(jī)制能夠培養(yǎng)出適應(yīng)工程應(yīng)用背景的通信人才，從而促進(jìn)通信工程行業(yè)的長(zhǎng)足進(jìn)步。

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作者簡(jiǎn)介

梁韶華（1967-），女 ，廣西壯族自治區(qū)欽州市人。理學(xué)碩士。職稱(chēng)：講師。研究方向?yàn)殡娐废到y(tǒng)及電子技術(shù)應(yīng)用、無(wú)線遙控、高等教育等。

作者單位

欽州學(xué)院 廣西壯族自治區(qū)欽州市 535011