Multisim軟件在高頻電子線路課程教學改革中的應用

摘 要：《高頻電子線路》課程專業性比較強、難度大，主要表現在概念抽象，信號邏輯關系繁雜，數學推理多，對模擬電子技術課程知識要求高。近年由于如生源質量下降等多方面原因，課堂上以PPT、板書的等傳統教學形式，已經很難滿足現在的高職學校教學需求了。因此在該課程的教學上要改革，最好能合理的利用好當代計算機仿真技術，提高教學效率和教學質量。結合實際情況對高頻電子線路教學中的改革進行了闡述，并對Multisim 11的應用進行了介紹，希望對相關工作人員能有所幫助

關鍵字：高頻電子；教學改革；multisim 12

高頻電子線路課程是一門比較重要的專業基礎課，目前本人所在工作單位的電子信息工程專業、微電子技術、通信專業等專業都開設有該課程。主要采用的教學形式有：1.課堂教學與實驗結合。

1 目前高職院校高頻電子線路課程教學現狀

高頻電子線路課程的主要特點是專業性強，難度大，知識點多，且概念抽象，同時要學好高頻電子這門課對學生的抽象思維能力、邏輯思維能力、模擬電子技術的基礎知識掌握程度等方面的要求比較高。教師課難上，學生課難學的現象普遍存在。造成這種現象的原因除了高頻電子線路這門課程的自身特點外，還有其他方面原因，比如1.高職學生入學基礎普遍較差，學習方法存在一些問題。2.學習態度不夠積極，普遍缺乏學習動力，對課堂教學的期望過高等等；3.自制力不好，沉迷網絡游戲等。

2 目前幾種教學方法比較

在高頻電子課程中，比較常見的課程有以下幾種，如講授教學法、現場教學法等，以及現在用的借助multisim仿真教學法等，以下對幾種教學方法的優缺點進行比較

2.1 講授教學法

講授法是一種比較傳統的教學方法，是教師在課堂上用簡單、高效的的運用口頭語言表達的方式將知識、思想觀念等系統地向學生進行傳授。但是講授法有人批評它是“照本宣科”、 “填鴨式”的教學，這是不無道理的。高職學生的自身的學習習慣存在一些問題，且學習基礎普遍一般，學習主要以被動吸收的比較多。在面對高頻電子線路課程特中的抽象理論，復雜公式，難以理解的，僅憑教師將自己對知識的理解轉語言，再轉授以學生，想必能堅持連續聽幾節課的學生不太多了，何況這門課一學期有可能有60到70個課時。如果純粹使用教授法教學效果大多不太理想。

2.2 現場教學法

用現場教學法來實施高頻電子線路課，對各方面有比較高的要求。第一，師資條件，上課教師要有過硬的理論功底和實踐動手能力，能對現場教學中不管是常見的問題，還是平常比較少見的疑難問題都要有快速處理的能力。第二，配套的實驗實訓教學設備，要保證絕大部分教學所用到的高頻電子實驗箱中的各個功能模塊，如信號源、頻率計，還有像小信號諧振放大器、丙類功率放大器等等都能正常工作，否者可能將要在處理與教學無關的問題上花很多時間。第三，教材，在高頻電子課程在現場教學中主要是帶學生去實驗室，利用高頻電子實驗箱，以項目的形式進行如小信號諧振放大等實驗的教學演示和操作，需要有能科學合理安排實驗操作內容的教材，來加強學生在課堂上所學的知識和實際的聯系。

3 Multisim12軟件介紹及使用Multisim 12實施高頻電子線路課程教學的優點分析

因Multisim12功能強大，適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作，包含電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力，目前被廣泛應用于各大高校的電類與信息類專業教學中。

下面以一個使用multisim14進行小信號諧振放大器教學作為案例，來說明multisim在高頻電子線路課程教學的優點。

小信號諧振放大器的主要性能指標有諧振頻率、諧振增益、通頻帶、增益帶寬積、選擇性。

3.1 單調諧小信號諧振放大器電路

1）諧振頻率的測算

根據計算公式

可以算出C4和L1組成并聯諧振頻率f0為1Mhz左右，我們通過使用<交流分析工具>可得到下圖，從圖中可直接測得該電路的諧振頻率為1.0723Mhz。

2）諧振增益的測算

放大器的諧振電壓增益放大倍數指：放大器處在在諧振頻率f0下，輸出電壓與輸入電壓之比。Av的測量方法：當諧振回路處于諧振狀態時，用高頻毫伏表測量輸入信號Vi和輸出信號Vo大小，利用下式計算：

在multisim軟件中，可使用<交流分析>工具或<波特圖儀>，可直接讀得電路的諧振電壓增益約為34.0664db.

3）通頻帶的測算

由于諧振回路的選頻作用，當工作頻率偏離諧振頻率時，放大器的電壓放大倍數下降，習慣上稱電壓放大倍數Av=Vo/Vi下降到諧振電壓放大倍數Avo的 0.707 倍時所對應的頻率偏移稱為放大器的通頻帶帶寬BW。通過下圖可測出約等于2.738Mhz

4）增益帶寬積

增益帶寬積BW·G也是通信電子電路的一個重要指標，通常，增益帶寬積可以認為是一個常數。放大器的總通頻帶寬度隨著放大級數的增加而變窄，BW越大，增益越小。二者是一對矛盾。

5）選擇性

放大器從含有各種不同頻率的信號總和中選出有用信號，排除干擾信號的能力，稱為放大器的選擇性。選擇性的基本指標是矩形系數。其中，定義矩形系數是電壓放大倍數下降到諧振時放大倍數的10%所對應的頻率偏移和電壓放大倍數下降為0.707時所對應的頻率偏移2Δf0.1之比，即：

同樣還可以定義矩形系數，即：

顯然，矩形系數越接近1，曲線就越接近矩形，濾除鄰近波道干擾信號的能越強。

3 總結

教師和學生的地位、作用和傳統教學相比已發生很大變化，我們的教學能否適應目前教學環境和教學對象日益復雜的狀況，既要滿足在精簡教學內容的同時又不丟失核心能力的培養，教師在教學過程中應采用新的教學模式、教學方法和新教學設計思想。要實現這些方面的改革，能否充分發揮現代教學設備和教學軟件的作用就是其中關鍵的一環。多年的教學實踐證明Multisim這個軟件在高頻電子線路課程教學中發揮了很大的作用，從前學生從對高頻抽象理論，復雜邏輯感到害怕，現因Multisim，這些讓人難以理解的知識變成，看的見的波形，可操作的電路，變得讓人樂于接受 。

作者簡介

蔡萬雄（1983-），男，漢族，講師，工程師，研究方向：高頻電子線路、多媒體信息處理等。