電子信息工程中高頻電子線路的實驗

梁韶華++羅俊琦

摘 要隨著無線通信技術的高速進步，高頻電子線路應用頻率不斷增加，社會對“高頻電子線路”課程教學工作提出了更高的標準及要求。為了最大程度地培養學生的工程應用技能，強化“高頻電子線路”課程的教學效果，應當要構建工程應用背景下“高頻電子線路”教學模式。筆者結合工作經驗與相關理論知識，在本文中探討了工程應用背景下“高頻電子線路”在課程教學研究中的應用，供讀者參考借鑒。

【關鍵詞】高頻電子線路 工程應用 教學

1 引言

“高頻電子線路”是電子信息工程及通信工程專業的重要技術基礎課程。讓學生學習“高頻電子線路”的目的是培養學生開發優化無線電通信技術的能力。在實際的教學工作中，不少學生反映“高頻電子線路”課程的學習難度較大，因此筆者在下文中就“高頻電子線路”教改工作提出一些實質性的建議。

2 仿真電子

經驗表明，若希望能最為有效地完成二極管功率放大、二極管調頻及發射綜合電路設計工作，則必須在電路設計過程中對各級功能電路的相關性能指標進行認真、合理的分析，并且要做好關于各類電子元器件參數的計算工作，如此方能最大程度地提升電路調試的成功率。

在初步設置好各類參數后，由于高頻電子線路復雜程度高、回路信號頻率相對較高，因此仿真運算的運算量將十分龐大，參量優化工作的難度極高。部分設計者在電路調試過程中，由于OrCAD所提供的Probe板塊能夠非常有效方便地確定相關測量點信號的波形是否存有失真現象，在斷定某個測量點波形發生失真后可重復性地對各類元器件參數進行優化。應當看到，綜合電路的調試工作具有較高的難度，并且一般需要耗費大量的時間，電路設計人員必須要明確這一點。通常情況下，如果綜合電路中某一個測量點的性能不能滿足相關的規范標準，則會對整個電路造成巨大的影響。筆者認為，為了最為有效地提升線路設計工作的效率，應當由每一功能分立級電路的獨立性設計工作開始，隨之開展一級級的關聯優化工作 ，這是因為與低頻電子線路相較，高頻電子線路的預算量更為龐大且呈高量級變化，與此同時，在設計高頻電子線路的過程中要注意照顧到各類元器件及接線分布阻抗。

3 “高頻電子線路”實驗

（1）列出5個與調頻發射接收模塊、調幅發射接收模塊相關的實驗主題，選擇其中一個實驗主題來開展相應的實驗工作。

（2）依據相關實驗指導書指定的步驟來開展驗證性的實驗工作，對電路的各項參數的含義及組成要素進行了解與理解，基于此得出有關的實驗結果，隨后將電路創新型設計及復原設計的任務交給學生。

（3）依照已設計完畢的電路對電子元器件的型號加以明確，盡快地制定相應的元器件清單，參閱清單后將購買清單中電子元器件的任務交給學生，如此能夠促使學生主動地查閱相關資料，提升學生的動手能力。

（4）在電路焊接工作結束后開展電路測試工作，目的是獲得相應的實驗數據。在獲得實驗數據后將其與由驗證性實驗獲得的數據進行比較分析。應當對兩種數據的誤差進行計算，并盡快確定誤差存在的具體原因。

4 高頻電路仿真實驗的實現

高頻電子線路仿真實驗對于高頻電路教學工作具有重要的現實意義，因此要做好高頻電子線路的仿真實驗設計工作，從而提升高頻電子線路教學工作的質量與效率，具體操作如下：

4.1 模擬通信系統仿真實驗

就目前狀況而言，SMULNK工具能夠較為便利地將相關數學模型轉化為軟件模型，從而開展動態仿真工作。依據有關的模擬通信系統的數學模型，構建包含接收、發射在內的通信系統并開展控制界面的設計工作。在界面上除了可以選擇各類調制模式，還能設置所選擇的調制方式的觀測波形及相應的參數。顯示存儲波形及存儲當前波形數據等功能能夠用來對比參數改變時波形的變化，在對比過程中，學生能進一步強化不同參數對系統影響的認識。可以看到，控制界面的設計能夠最大程度地提升系統的可操作性及可視性。

4.2 電路仿真實驗

就目前而言，PSPICE是最優秀的通用電路模擬軟件，其被廣泛應用于高頻電子線路教學工作之中。下文將重點介紹PSPICE軟件在高頻電子線路仿真實驗中的應用：

4.2.1 發射機電路的仿真實驗

在發射機電路仿真實驗過程中，應當做好發射機系統層次原理圖的構建工作，圖1即為發射系統層次原理圖。對原理圖中每個組成框圖進行雙擊即可看到構成此框圖的電路圖。筆者以載波發生器的電路仿真實驗為例（見圖2），在實驗過程中對此種電路開展仿真分析工作。

依據仿真基極偏置電阻變化時，相關晶體管發射極電流的變化曲線來展開仿真實驗設計工作，在電路設計過程中，結合上述變化曲線來確定最佳的靜態偏置電阻值。

此外，應當了解反饋系數對振搗器起振時間的具體影響。在實際操作過程中，需要結合所取電容的不同數值來對比反饋系數對起振時間的變化規律。最后，借助PSPICE軟件的傅里葉分析功能來對輸出信號的頻譜進行觀測。

4.2.2 接收機電路的仿真實驗

應當看到，針對接收機的仿真實驗一般針對二極管包絡檢波器檢波失真及小信號調諧放大器的性能來設計。圖3即為小信號調諧放大器的仿真電路圖。筆者在獲得電路的諧振曲線后，要求學生對仿真結果進行說明，例如分析當放大器輸入信號的幅度趨向過大狀態時，會有何種現象發生？

5 結語

“高頻電子線路”是一門知識點較多、難度較大的課程，學生學習起來較為吃力。做好“高頻電子線路”在課程教學研究中的應用工作極為必要，通過創新課程教學方法與優化考核機制能夠培養出適應工程應用背景的通信人才，從而促進通信工程行業的長足進步。

參考文獻

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[3]鄭運剛，蘇熠.高職院校《高頻電子線路》課程教學改革的探討[J].科技信息，2013（16）.

作者簡介

梁韶華（1967-），女 ，廣西壯族自治區欽州市人。理學碩士。職稱：講師。研究方向為電路系統及電子技術應用、無線遙控、高等教育等。

作者單位

欽州學院 廣西壯族自治區欽州市 535011