《高頻電子線路》課程難點與教學實施對策

于紅旗 陳紹榮

摘要：《高頻電子線路》是電子、信息、通信等專業的一門重要的專業必修課。本課程內容較為繁雜，涉及的知識點較多、新概念教多，對基礎知識要求較為寬廣。這門課往往成為學生學習路上的攔路虎，文章總結了我校《高頻電子線路》課程的教學內容，總結了這門課程的難點，并對相應的教學實施對策進行了研究。

關鍵詞：高頻電子線路;課程考核;教學改革;課程建設

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2020）11-0227-02

《高頻電子線路》是我校工程技術類電子信息、電子工程、通信工程等專業的必修課程，有很強的理論性、工程性和實踐性。在上述專業的課程設置中起承上啟下的作用。通過本課程的學習，學員將對現代無線通信技術的原理和實現方法有比較深入的了解;為電子工程、通信工程專業學員后續課程的學習和從事無線通信系統的設計、使用和維護打下理論基礎，鍛煉和培養相應的實踐技能。通過理論和實踐教學，使學生了解和掌握無線電通信系統的基本組成和工作原理，掌握高頻電子線路各單元電路的基本組成、工作原理和典型電路的應用，初步具備高頻電子線的識圖能力和實際應用能力，掌握基本的實踐技能。本課程在電子信息、電子工程、通信工程等專業學員的知識結構中是不可或缺的重要組成部分，并占有重要的位置。

在多年的課程授課中，總體感覺就是這門課對知識的跨度和深度要求都比較高。很多年輕教師不敢從事這門課的教學工作，學生也反饋說這門課是難度很大的一門課。本文首先分析了這門課的課程特點，對課程的內容進行了總結，對課程難點進行了分析，最后給出相應的教學對策。

一、課程特點分析

高頻電子線路以《電路分析》《模擬電子技術》《高等數學》《信號與系統》等課程為基礎，但不同于模擬電子技術中講述的低頻、線性電路，高頻電子線路主要進行非線性電路的講述，從早期的《電視原理》《非線性電路分析》到目前的《高頻電子線路》《射頻電子線路》《通信電子線路》等，這些課程的內涵接近或類似。本課程以無線電收發系統中各個環節和模塊為獨立章節，穿插系統設計所要考慮的一些重要知識點。這門課程的主要特點有以下幾點。

1.各個章節邏輯上有關聯，但分析方法和典型電路方面有不少差別。各個章節不具備太多的分析方法上的關聯性，每一章節都會引入一些新概念。如高頻小信號放大器采用線性放大電路來進行分析，高頻功率放大器則結合選頻網絡，工作在非線性狀態。調幅、混頻為頻譜的線性搬移電路，但調頻和調相為頻譜的非線性搬移電路。分析調幅波和調角波帶寬所采用的方法也不一樣。

2.課程對基礎知識要求較多，且要切實清楚各個基本概念。在理論分析方面，課程以信號與系統、高等數學等課程為基礎，但涉及的部分內容也是高等數學里面所沒有講到的，如研究調角信號的帶寬時，用到的貝塞爾函數在高等數學里面尚未講到。另外，在研究調角信號的帶寬時，并沒有變換到頻域，而是通過展開為傅里葉級數，根據各項的傅里葉級數的大小，來判斷出信號的帶寬，如果學生搞不清楚傅里葉級數（用于周期信號的展開）和傅里葉變換（用于非周期信號的變換）的差異，很難理解這種分析方法。

3.實踐性強。這門課的落腳點在于電子線路，先通過理論分析，要達到什么樣的結論，再通過具體的電路來實現，在分析電路實現過程中，會涉及器件本身的實際參數對結果的影響，再通過理論分析，來避免器件參數造成系統失真等。最后，根據分析結果，結合實際實驗來進行驗證。

二、課程知識點

我校采用的教材為張肅文編著的高等教育出版社的《高頻電子線路（第五版）》。主要的知識目標包括射頻電子線路概述;選頻濾波網絡;高頻小信號調諧放大器;電路的噪聲;高頻諧振功率放大器;正弦振蕩器;頻譜線性搬移電路;角度調制與解調;數字調制與解調;反饋控制電路;頻率合成技術等。知識點內容基本與教材章節分布一致。

三、課程難點

如前所分析課程的特點，其中新概念多、新電路多、基礎要求較為扎實等決定了本課程的難度。本課程的難點主要為以下幾個方面。

1.每一章節中都有基本框圖、典型電路分析，因此本課程的第一大難點就是如何掌握這么多的新概念、典型電路模型以及涉及的理論分析。

2.高頻條件下，需要考慮到三極管的分布參數的影響，對很多學生來說，要了解高頻條件下，元器件的模型與低頻和電路分析中不一樣的地方，掌握高頻條件下分布參數的概念、作用以及影響。

3.高頻條件下，很多模塊的負載都是選頻網絡，這也是低頻條件下電路負載為電阻所不一樣的地方。選頻網絡是高頻電路中的一個重要基礎知識。由于選頻網絡對學生是一個新知識點，且是一個非常重要的知識點，學生需要掌握選頻網絡的基本原理、分析方法、典型參數、典型電路。

4.阻抗匹配、阻抗變換網絡是高頻電子線路課程中的重要知識點，也是一個難點。特別是阻抗變換電路分析方法是后續章節的基礎，學生要掌握電感、電容抽頭電路、耦合電路的分析方法，建立起非線性電路的分析思想。

四、教學實施對策

在高頻電子線路課程中，我們采用多種教學方法和教學手段。教學中主要采取了重視基本、分解集成、仿真輔助、項目實驗等方法。

重視基礎主要是只重視基礎概念、基礎電路、基礎理論。對個模塊中出現的基本概念，反復強調，特別引導學生能夠讀懂并理解標題，看到標題就想到具體的電路形式和電路特點。

分解集成主要是在總體講述無線電收發總體架構基礎上，將總體架構分解為不同功能的模塊，引導學生注意各個模塊之間的連接關系，總體上把握各個模塊之間的參數及其對前后級的影響，在腦海中形成各個模塊的典型電路及其參數特點。化整為零，各個突破。集成則是在講述各個模塊的過程中，想著如何把該模塊放置到整個系統中應用。最后在各個模塊都講完后，進行總結，化零為整。

仿真輔助是這門課一直采用的教學輔助手段。不同老師所用的仿真軟件也不盡相同。根據課程不同章節，常采用的仿真軟件有：MultiSim [1-3]、MATLAB[4]、Electronics Workbench[5]、PSpice等。Multisim用于演示不同的電路的性能，特別是波特圖、示波器等虛擬儀器具有較強的直觀性。MATLAB主要用于演示波形之間的對比、頻譜分析等，特別適合調制解調等部分章節的教學。

采用項目實驗法，高頻電子線路的核心模塊可以構成FM發射和接收、AM發射和接收。課程以這兩個綜合設計實驗為主線，引導學生先完成各個模塊的實驗，再綜合起來完成整個設計實驗。這也體現了前面的分解集成的教學方法。

參考文獻：

[1]錢穎，杜亮.Multisim仿真在高職電子類課程教學中的應用與研究[J].信息技術與信息化，2018，（11）：128-130.

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[3]張子硯.Multisim在電子技術課程教學中的應用[J].科教導刊：中旬刊，2018，（07）：126-128.

[4]陳艷.Matlab/Simulink軟件在“高頻電子線路”輔助教學中的應用[J].安慶師范大學學報：自然科學版，2018.24（02）：115-118.

[5]陳玲.基于Electronics Workbench的虛擬實驗教學法[J].電腦迷，2017，（06）：189.