EWB在高頻電子線路教學中的應用

王奎奎 甘輝 楊秋慧 于健海

摘 要 針對傳統的高頻電子線路實踐教學中，學生無法了解電路原理，本文將計算機輔助仿真軟件EWB引入到理論教學中，利用EWB對所學理論知識點逐一驗證，同時培養學生利用EWB自主設計電路的能力。本文主要闡述傳統實驗教學的局限性，分析了EWB功能和特點，及其輔助實驗的一些典型應用。

關鍵詞 EWB 仿真實驗 教學方法 高頻電子線路

中圖分類號：G424.7文獻標識碼：A

高頻電子線路是理工類專業理論和實踐性較強的一門專業課，該課程理論內容較多，幾乎涵蓋無線通信系統中的發射和接收機的所有高頻電路。傳統授課過程是先理論后實踐，實踐環節采用實驗箱，同時配有實驗指導書，學生不需要搭建電路和了解電路原理，在實驗模塊的相應測試點進行測試，就可以完成實驗內容，導致學生在實踐中無法掌握和理解電路原理，實驗效果不理想。針對傳統高頻電子線路授課的局限性， 在理論教學中引入EWB仿真軟件進行仿真實驗，仿真實驗過程中每個學生都能親自動手連接電路和參數設定。幫助學生理解高頻電子線路中的理論知識和電路原理，同時配合實驗箱再次進行實驗教學。

1 EWB的典型應用

并聯諧振回路在高頻電子線路中占據舉足輕重的作用，其作用由其特點決定的。一，工作處于諧振狀態，作為選頻網絡應用;二，工作處于失諧狀態，此時呈現感性或者容性，與電路中其他電感和電容一起，滿足三點式振蕩電路的振蕩條件，形成正弦波振蕩器;三，工作在失諧狀態，實現幅頻變換、相頻變換，構成角度調制與解調。利用EWB軟件仿真LC并聯諧振回路。如圖1為RLC并聯諧振回路

并聯諧振回路的特點如下：

（1）諧振時，電路呈現純阻性;

（2）流過電阻的電流最大，且與外施電流相等;

（3）諧振時，流過電感的電流IL和流過電容的電流IC大小相等，方向相反。根據此特點，利用EWB仿真軟件進行驗證。

從原理圖中，輸入信號為電流10mA，頻率157.1Hz的交流信號。經過RLC諧振回路，根據諧振回路中電感和電容參數，可以得到諧振頻率f0=≈157.1Hz，此時電路可以發生諧振，電路呈現純阻性，流經電阻的電流最大，近似等于電流源電流10mA，流入LC諧振回路的電流極小，約為14.53uA。此時改變輸入信號的頻率為110Hz時，流過電阻、電感和電容的電流分別為1.239mA、19.26mA和9.543mA;輸入信號頻率130Hz時，流過電阻、電感和電容的電流分別為2.32mA、30.86mA和21.13mA。高于諧振頻率時，輸入信號頻率為170Hz，流過電阻、電感和電容的電流分別為4.986mA、50.70mA和59.36mA;輸入信號頻率為190Hz，流過電阻、電感和電容的電流分別為2.312mA、21.03mA和30.76mA。

從以上數據可以看出輸入信號頻率為157.1Hz時，流經電阻的電流最大，低于或者高于諧振頻率點時，流經電阻的電流減小;在低于諧振頻率時，流經電感的電流IL大于流經電容的電流IC，說明此時在該頻率下，感抗值小于容抗值，即 L<0，LC并聯諧振回路呈現感性;在高于諧振頻率時，流經電感的電流IL小于流經電容的電流IC，說明此時在該頻率下，感抗值大于容抗值，即 L>0，LC并聯諧振回路呈現容性。

2 EWB軟件在實踐教學的意義

高頻電子線路是一門實踐性很強的課程，實驗教學尤其重要。用于EWB軟件可以清晰地了解每一個電路的作用，打破傳統試驗箱無法了解電路模塊的限制;同時利用該軟件在修改參數時，不用擔心對試驗箱中元器件和儀器損傷，降低實驗成本，引導學生做一些探索性實驗。

3總結

本文討論了高頻電子線路在傳統教學中遇到的困境以及如何利用EWB仿真軟件快捷、高效地輔助理論和實驗教學。通過對RLC并聯諧振回路的討論，展現了EWB在教學中的優勢：在課堂上可以動態顯示，仿真并且快捷地修改電路參數，加深學生對電路原理的理解。

基金項目：體驗性教學在計算機專業課程中的應用項目（Wyjg2017B026）的研究成果。

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