摘 要：高頻電子技術(shù)是電子信息專業(yè)一門理論性與實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程。特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中受到實(shí)驗(yàn)儀器等因素的影響，教學(xué)效果總存在一定的局限性。該文結(jié)合多年的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，介紹了高頻電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體做法和體會(huì)。從加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)入手，通過精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)手段來提高學(xué)生動(dòng)手能力，對(duì)全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量起到了良好的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：高頻電路 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí) Multisim 正弦波振蕩器

中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）03（c）-0151-03

Abstract：High-frequency electronic technology is a very strong theoretical and practical course of electronic information major.Especially in the experimental teaching，influenced by the factors of the experimental instrument，there are always some limitions in teaching effect.This paper summarizes the practice teaching experience for many years，and introduces the practice and experience in the experiment teaching.From strengthening the experiment preview，through careful design of the experimental content to improve students'experimental interest and innovative experimental means to improve students' practical ability，it has played a good role in improving the quality of experimental teaching.

Key Words：High frequency circuit；Multisim；Experiment preview；Sinusoidal oscillator

高頻電子技術(shù)課程以通信整機(jī)為主線，介紹了高頻信號(hào)的產(chǎn)生、放大、變換處理等功能電路。它的理論比較抽象，分析方法也多樣化，是一門工程性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的專業(yè)課程。與之相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，不僅能使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，而且要能在實(shí)驗(yàn)課程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)際動(dòng)手能力。因而對(duì)于高頻實(shí)驗(yàn)課程的教師來說，不斷探索和改進(jìn)教學(xué)方式，以達(dá)到最好的教學(xué)效果，就是擺在面前的重要任務(wù)。下面結(jié)合筆者多年來的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)剬?duì)高頻電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾點(diǎn)體會(huì)。

1 合理安排實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)

高頻電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)一個(gè)最大的問題是實(shí)驗(yàn)不好做。比如丙類功率放大器實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生測(cè)試功率放大器在不同的工作狀態(tài)下的功率、效率，然而放大器的工作狀態(tài)又受到集電極電壓、基極電壓、輸入信號(hào)大小與負(fù)載大小等多種因素的影響。實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生反復(fù)調(diào)試不同的參數(shù)，在不同的條件下進(jìn)行測(cè)量。如果學(xué)生對(duì)理論內(nèi)容不理解、對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)步驟不熟悉，到了實(shí)驗(yàn)室就直接動(dòng)手連接電路，很可以就得不到理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣就造成學(xué)生信心不足，對(duì)高頻實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生畏難心理。為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，筆者作了如下嘗試：（1）合理安排實(shí)驗(yàn)順序與時(shí)間。在開學(xué)初的實(shí)驗(yàn)課表安排中，根據(jù)理論課時(shí)的情況，對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)開始日期做一估計(jì)，使相應(yīng)的理論課教學(xué)先于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，避免為趕實(shí)驗(yàn)進(jìn)度提前做實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。并且在理論課的后面，會(huì)介紹下一個(gè)要做的實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)要介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理，使同學(xué)們對(duì)要做的實(shí)驗(yàn)有大致的了解，克服畏難情緒，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手的自信心。（2）加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)工作。要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。通過寫實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，學(xué)生認(rèn)真復(fù)習(xí)課本的理論內(nèi)容，對(duì)實(shí)驗(yàn)中每一步內(nèi)容做到心中有數(shù)并對(duì)預(yù)習(xí)思考題認(rèn)真思考給出自己的解答。通過預(yù)習(xí)了解實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法、每步實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及可能出現(xiàn)的問題，這樣到了實(shí)驗(yàn)室就不會(huì)手忙腳亂，保證了實(shí)驗(yàn)的順利有序進(jìn)行。

2 精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、提高學(xué)生興趣

現(xiàn)在普遍使用的高頻實(shí)驗(yàn)設(shè)備是針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)箱，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，在實(shí)驗(yàn)使用中有其優(yōu)點(diǎn)也有明顯的缺點(diǎn)。其缺點(diǎn)主要是如果實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)比較粗糙，只是連連導(dǎo)線、觀察觀察信號(hào)波形，學(xué)生就對(duì)實(shí)驗(yàn)沒興趣或感覺實(shí)驗(yàn)中沒有學(xué)到什么東西。所以指導(dǎo)教師要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)有事可做，要既動(dòng)手又動(dòng)腦。比如筆者在指導(dǎo)調(diào)幅與包絡(luò)檢波這一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)設(shè)計(jì)了多個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)試表格要求學(xué)生認(rèn)真測(cè)量并記錄下來，然后根據(jù)所記錄的數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析得出結(jié)論，并與書中理論內(nèi)容相對(duì)照，看有無偏差。這樣既提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手能力又加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)書本知識(shí)的掌握。其次筆者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，增加綜合性，研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐能力，解決了理念教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)的問題。例如頻譜搬移的內(nèi)容是該門課程的一核心內(nèi)容，混頻、振幅調(diào)制與解調(diào)等許多功能都是建立在其基礎(chǔ)上。而頻譜搬移的實(shí)現(xiàn)核心是乘法器，因此，在實(shí)驗(yàn)上開設(shè)一個(gè)基于集成模擬乘法器MC1496的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)掌握了利用乘法器實(shí)現(xiàn)混頻，平衡調(diào)幅，同步檢波，鑒頻等幾種頻率變換電路的原理及方法，加深了對(duì)頻譜搬移內(nèi)容的理解。

3 引入計(jì)算機(jī)仿真，實(shí)驗(yàn)手段多樣化

采用高頻實(shí)驗(yàn)箱的實(shí)驗(yàn)方式具有直觀性和實(shí)踐性，它為學(xué)生們提供了一個(gè)從理論走向?qū)嵺`的機(jī)會(huì)，鍛煉了學(xué)生們的動(dòng)手能力。但由于高頻電子技術(shù)這門課程自身的特點(diǎn)，采用這種實(shí)驗(yàn)箱的硬件實(shí)驗(yàn)也有明顯的缺點(diǎn)。比如由于實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的反復(fù)使用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果很可能出現(xiàn)不明顯、不準(zhǔn)確的現(xiàn)象；由于高頻信號(hào)受外界環(huán)境及操作過程的影響比較嚴(yán)重，實(shí)驗(yàn)經(jīng)常不能達(dá)到預(yù)期的效果等。

Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器有限公司推出的以windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了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，可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對(duì)電路進(jìn)行仿真。通過引入Multisim仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在對(duì)各種電子器件進(jìn)行研究，借助仿真軟件對(duì)其進(jìn)行分析、計(jì)算、搭建各種電路模型，在計(jì)算機(jī)上仿真出類似于實(shí)際電路的數(shù)據(jù)和相應(yīng)波形。學(xué)生實(shí)驗(yàn)可以不受地點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，它給學(xué)生以極大的創(chuàng)造空間，強(qiáng)化了學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，更加有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在正弦波振蕩器實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)了一個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)如圖1所示。其工作原理是當(dāng)電路合上直流電源后，振蕩環(huán)路內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生微弱的電擾動(dòng)，振蕩電路輸入端獲得很小的起始輸入信號(hào)。由于諧振放大器工作于甲類狀態(tài)，環(huán)路增益大于1，振蕩幅度很快增長(zhǎng)，隨著振蕩幅度的增大，三極管基極輸入信號(hào)幅度也越來越大，放大器的工作由線性進(jìn)入非線性狀態(tài)，再加上電路中偏置電路的自給偏壓，使得晶體管的基極偏置電壓隨輸入信號(hào)的增大而減小，進(jìn)一步使放大器的工作狀態(tài)進(jìn)入乙類或丙類非線性工作狀態(tài)。相應(yīng)的放大器增益隨之減小，直至振蕩進(jìn)行平穩(wěn)狀態(tài)。在這一過程中，對(duì)于振蕩器的自激振蕩現(xiàn)象以及基極偏壓的變化過程用實(shí)驗(yàn)箱就很難觀察出來。而通過引入Multisim仿真，大家卻可以很清晰地觀察到這些現(xiàn)象，仿真結(jié)果如圖2至圖4所示。這樣根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，適當(dāng)選擇實(shí)驗(yàn)方法，發(fā)揮軟、硬件各自的優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，可得到更好地實(shí)驗(yàn)效果。

4 結(jié)語

總之，學(xué)生在高頻電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程上之所以感到困難，有其特殊性。通過筆者多年的教學(xué)實(shí)踐表明，加強(qiáng)高頻電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并引入適量的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)將使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中得到更好地綜合能力訓(xùn)練，從而為社會(huì)培養(yǎng)出高質(zhì)量的技術(shù)人才。

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