演示仿真在高頻電子設(shè)計中應(yīng)用

　　隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，通信領(lǐng)域的新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，諸如移動電話技術(shù)的升級、3G通信的成熟與普及、無線局域網(wǎng)、衛(wèi)星通信等無線通信技術(shù)迅猛發(fā)展等。因此，用以講述通信系統(tǒng)中各部分電路實現(xiàn)方法的高頻電子線路課程顯得更為重要。由于該課程具有概念多、電路類型多、分析方法多以及同單元電路中信號頻率多等特點，使得學(xué)生們普遍反映這門課程學(xué)習(xí)起來比較難且興趣不足，因此改善高頻電子線路的教學(xué)方法、教學(xué)手段及教學(xué)效果，對于專業(yè)培養(yǎng)和造就高素質(zhì)人才具有重要的作用。

　　1 傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題

　　1.1 教學(xué)方法缺乏吸引力

　　教學(xué)過程中，通常是先進(jìn)行一段時間的理論教學(xué)，再進(jìn)行實驗驗證，最后進(jìn)行綜合性課程設(shè)計的教學(xué)方式，但是這樣實施的教學(xué)效果并不理想，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的多媒體結(jié)合板書的課堂教學(xué)方法偏重于理論分析、元器件及電路模型的介紹，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)分析電路的功能和實際輸出結(jié)果比較抽象，難以留下深刻印象，使學(xué)生對某些內(nèi)容在學(xué)習(xí)之初產(chǎn)生的興趣隨著時間的推移而逐漸消失。

　　1.2 實驗環(huán)節(jié)缺乏自主性

　　在教學(xué)過程中，實驗課程與理論課程不能同步進(jìn)行，使得學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的感性認(rèn)識滯后。而且，現(xiàn)在的實驗設(shè)備多是現(xiàn)成的電路板，學(xué)生實驗時只要學(xué)會使用實驗箱、信號發(fā)生器、示波器等簡單常用的儀器，按照實驗步驟、方法進(jìn)行簡單的連線和調(diào)試即可觀察到實驗現(xiàn)象和測量結(jié)果，導(dǎo)致學(xué)生對實驗內(nèi)容思考甚少，動手操作、自由發(fā)揮空間小，主動思考問題的能力下降，最終的結(jié)果就是學(xué)生被動的接受知識，簡單的連線，機(jī)械的測試，對實驗環(huán)節(jié)毫無興趣可言。

　　2 仿真演示在高頻電子線路中的應(yīng)用

　　2.1 利用仿真軟件演示單元電路

　　在授課過程中，對于電路進(jìn)行理論分析的同時，可通過Multisim，EWB，PSPICE，SystemView等仿真軟件輔以生動的仿真演示，實現(xiàn)理論講解和驗證的同步進(jìn)行，不僅能增強(qiáng)教學(xué)的直觀性與靈活性，而且能夠最大限度地利用有限的授課學(xué)時，加深學(xué)生對基本理論知識的理解，為傳統(tǒng)的教學(xué)方法注入活力。例如，可采用非線性器件所構(gòu)造的模擬乘法器MC1496來實現(xiàn)信號調(diào)幅、檢波、混頻、鑒相等電路，其原理在很多文獻(xiàn)書籍當(dāng)中均有描述，通過仿真演示可使學(xué)生更加直觀的了解。

　　MC1496的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖2為利用乘法器實現(xiàn)的普通調(diào)幅的仿真電路(調(diào)制信號為200 mV/20 kHz，載波信號為100 mV/1 MHz)及波形圖，仿真波形圖中橫軸為時間(20 μs/div)，縱軸為幅度(20 mV/div)。圖3為利用乘法器實現(xiàn)的雙邊帶調(diào)幅的仿真電路(調(diào)制信號為200 mV/20 kHz，載波信號為100 mV/1 MHz)及波形圖，仿真波形圖中橫軸為時間(20μs/div)，縱軸為幅度(500μv/div)。

　　2.2 以虛擬為平臺，創(chuàng)新自主實踐

　　精簡驗證性實驗教學(xué)內(nèi)容，在保留原有經(jīng)典實驗項目的基礎(chǔ)上，增加綜合性、設(shè)計性、應(yīng)用性實驗，如無線調(diào)頻話筒的制作與仿真等。在實驗過程中，學(xué)生經(jīng)歷器件測試、安裝和調(diào)試，最終成功發(fā)射信號，引導(dǎo)學(xué)生積極思考諸如如何增加發(fā)射距離等問題，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。另外，由于原有試驗箱中個別器件的性能問題，有些實驗結(jié)果失真相當(dāng)嚴(yán)重，因此引入仿真軟件進(jìn)行實驗，該實驗不受實驗室資源的限制，可隨時進(jìn)行。在仿真過程中，學(xué)生不僅可對各種電路進(jìn)行驗證，也可根據(jù)自己的想法，通過設(shè)置相關(guān)參數(shù)對電路進(jìn)行修改，提高對實際問題的解決能力。

　　3 結(jié)語

　　高頻電子線路作為電子類專業(yè)的基礎(chǔ)課，其重要性不言而喻，通過仿真演示可使教學(xué)環(huán)節(jié)更加直觀和形象。實踐證明，通過引入仿真演示和仿真實驗，使教學(xué)效果得到了明顯的改善，有效地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，增強(qiáng)了學(xué)生的實踐及綜合能力的培養(yǎng)。