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1、电路仿真技术在高频电子线路实践教学中的应用摘要:高频电子线路是电子与通信类专业的是理论性和实践性很强一门课程,它的大部分功能电路是非线性电路,传统的实验教学方式有较大的弊端，而将电路仿真技术引入到高频电子线路课程的实验教学中，对高频电路进行性能分析与测试,能够加深学生对高频电路的工作原理和工程近似分析方法的理解和掌握,也有利于学生掌握电路的测试和调整方法,同时可以提高学生的学习兴趣和培养学生的实践动手能力和创新意识。关键词:高频电子线路；实践教学；电路仿真技术；能力培养1引言《高频电子线路》是电子与通信类专业的一门专业基础类的必修课,实践教学作为整个教学过程中的一个重要环节，在加深学
2、生理解理论知识、增进学习兴趣、掌握知识要点、培养动手能力等起到不可替代的作用，并能为以后的通信原理等后续课程打下良好的基础。、高频电子线路所研究内容主要是信息传输和信息处理方面的通信系统中基本电路，包括：高频小信号放大电路、高频功率放大器、正弦波振荡器电路、调制和解调电路、混频电路、反馈控制电路等。在高频电子线路课程中,大部分内容是非线性电路,对于非线性电路必须采用非线性分析方法,而求解非线性方程是非常困难的,实际工程上一般采用近似分析和求解的方法,因此，对于这部分内容的理解和掌握难度较大。同时,由于非线性电子电路工作频率较高以及电路的复杂性,许多实际问题及理论都需要通过实践环节来加
3、深理解。将电路仿真软件引入到高频电子线路课程的实践教学环节中，将有助于学生加深理解该课程基本理论和基本原理，同时可以提高学生的实践动手能力和创新意识，为将来走上工作岗位奠定基础。2传统高频电子线路实验教学的缺点现行高频电子线路课程实验普遍采用高频电子线路实验箱完成,实验箱中一般设置了十多个为配合理论课程而设计的验证性实验和个别作为学生综合设计性实验的系统实验。经过多次实验教学探索,通过实验箱完成实验有以下缺点:1)目前大多数高校的高频电子线路实验多为验证性的内容,主要是让学生掌握课本上大部分基础理论和基本电路模块的工作原理,如LC串并联谐振回路、混频器、振荡器、锁相环与频率合成技术、
4、调幅、调频等实验内容。虽然这种验证性实验可以帮助学生理解和加深课堂所学的内容,但由于高频典型电路都是设计好的,电路连接过于简单,学生只是对输入输出信号做简单的分析,忽略了高频电路中典型电路的基本结构,同时也逐渐淡忘了电子电路基础课程中一些电路连接的方法及元器件的选择方法。2)通过实验箱完成实验教学过程中，如果某部分电路或某个元器件被损坏,维修过程过于麻烦。因为电路的检修、配置相应的元器件都有相当大的难度,同时，也无法更换电路模块,须送回厂家维修,会影响课程的正常实验教学。3)高频电子线路实验课课时一般16-18课时左右,只能完成8-9个验证性实验,甚至无法涉及设计性实验。因此，并不能
5、提高学生实际动手与设计能力以及如何利用基本单元电路进行具体的应用，对于培养学生综合素质、创新能力也很不利。3电路仿真技术高频电子线路课程实验教学中的应用在利用仿真软件的仿真实验过程中,学生选择元件和仪器,设置电路元件参数,按照设计电路进行元件的连接,有助于学生熟悉电路,同时加深对电路原理和实验现象的理解.另外,在仿真过程中,学生可以根据自己的思路,修改实验电路、修改元件参数和输入信号,通过输出信号进行研究和分析,进一步完善电路。常用仿真工具有Multisim和PSPICE等。1）Multisim2001也是一种用于电路实验教学的交互式仿真软件,它有强大的分析功能提供了多种电路的分析功
6、能,有直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析等,可帮助学生分析电路的性能,大大缩短分析时间.同时,还具备了强大的虚拟仪器仪表功能,提供了双踪示波器、逻辑分析仪、波特图示仪、数字万用表等多种虚拟仪器、仪表,操作界面和在实验室中实际操作仪器基本一样,可非常方便地用于分析研究和教学.通过此仿真工具,能非常方便地将元器件的选择、原理图设计、系统仿真运行等融为一体,组成计算机实验平台,并通过验证型、综合型、设计型和创新型等不同训练形式,培养学生分析、设计和应用能力.2）PSPICE是较早出现的EDA软件之一，1985年就由MICROSIM公司推出。PSPICE是功能强大的模拟电路和数字
7、电路混合仿真EDA软件。PSPICE具有强大的电路分析功能，包括：(1)直流分析:包括电路的静态工作点分析、直流小信号传递函数值分析、直流扫描分析与直流小信号灵敏度分析。分析结果以文本文件方式输出。(2)交流小信号分析:包括频率响应分析和噪声分析。根据用户所指定的频率范围内对电路进行仿真分析。(3)瞬态分析:即时域分析，包括电路对不同信号的瞬态响应，时域波形经过快速傅里叶变换（FFT）后，可得到频谱图。通过瞬态分析，也可以得到数字电路时序波形。 另外，P
