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电子信息工程中高频电子线路的实验

来源:论文联盟  作者:梁韶华 [字体: ]

电子信息工程中高频电子线路的实验

1 引言
  “高频电子线路”是电子信息工程及通信工程专业的重要技术基础课程。让学生学习“高频电子线路”的目的是培养学生开发优化无线电通信技术的能力。在实际的教学工作中,不少学生反映“高频电子线路”课程的学习难度较大,因此笔者在下文中就“高频电子线路”教改工作提出一些实质性的建议。
  2 仿真电子
  经验表明,若希望能最为有效地完成二极管功率放大、二极管调频及发射综合电路设计工作,则必须在电路设计过程中对各级功能电路的相关性能指标进行认真、合理的分析,并且要做好关于各类电子元器件参数的计算工作,如此方能最大程度地提升电路调试的成功率。
  在初步设置好各类参数后,由于高频电子线路复杂程度高、回路信号频率相对较高,因此仿真运算的运算量将十分庞大,参量优化工作的难度极高。部分设计者在电路调试过程中,由于OrCAD所提供的Probe板塊能够非常有效方便地确定相关测量点信号的波形是否存有失真现象,在断定某个测量点波形发生失真后可重复性地对各类元器件参数进行优化。应当看到,综合电路的调试工作具有较高的难度,并且一般需要耗费大量的时间,电路设计人员必须要明确这一点。通常情况下,如果综合电路中某一个测量点的性能不能满足相关的规范标准,则会对整个电路造成巨大的影响。笔者认为,为了最为有效地提升线路设计工作的效率,应当由每一功能分立级电路的独立性设计工作开始,随之开展一级级的关联优化工作 ,这是因为与低频电子线路相较,高频电子线路的预算量更为庞大且呈高量级变化,与此同时,在设计高频电子线路的过程中要注意照顾到各类元器件及接线分布阻抗。
  3 “高频电子线路”实验
  (1)列出5个与调频发射接收模块、调幅发射接收模块相关的实验主题,选择其中一个实验主题来开展相应的实验工作。
  (2)依据相关实验指导书指定的步骤来开展验证性的实验工作,对电路的各项参数的含义及组成要素进行了解与理解,本文由论文联盟http://www.LWLM.Com收集整理基于此得出有关的实验结果,随后将电路创新型设计及复原设计的任务交给学生。
  (3)依照已设计完毕的电路对电子元器件的型号加以明确,尽快地制定相应的元器件清单,参阅清单后将购买清单中电子元器件的任务交给学生,如此能够促使学生主动地查阅相关资料,提升学生的动手能力。
  (4)在电路焊接工作结束后开展电路测试工作,目的是获得相应的实验数据。在获得实验数据后将其与由验证性实验获得的数据进行比较分析。应当对两种数据的误差进行计算,并尽快确定误差存在的具体原因。
  4 高频电路仿真实验的实现
  高频电子线路仿真实验对于高频电路教学工作具有重要的现实意义,因此要做好高频电子线路的仿真实验设计工作,从而提升高频电子线路教学工作的质量与效率,具体操作如下:
  4.1 模拟通信系统仿真实验
  就目前状况而言,SMULNK工具能够较为便利地将相关数学模型转化为软件模型,从而开展动态仿真工作。依据有关的模拟通信系统的数学模型,构建包含接收、发射在内的通信系统并开展控制界面的设计工作。在界面上除了可以选择各类调制模式,还能设置所选择的调制方式的观测波形及相应的参数。显示存储波形及存储当前波形数据等功能能够用来对比参数改变时波形的变化,在对比过程中,学生能进一步强化不同参数对系统影响的认识。可以看到,控制界面的设计能够最大程度地提升系统的可操作性及可视性。
  4.2 电路仿真实验
  就目前而言,PSPICE是最优秀的通用电路模拟软件,其被广泛应用于高频电子线路教学工作之中。下文将重点介绍PSPICE软件在高频电子线路仿真实验中的应用:
  4.2.1 发射机电路的仿真实验
  在发射机电路仿真实验过程中,应当做好发射机系统层次原理图的构建工作,图1即为发射系统层次原理图。对原理图中每个组成框图进行双击即可看到构成此框图的电路图。笔者以载波发生器的电路仿真实验为例(见图2),在实验过程中对此种电路开展仿真分析工作。
  依据仿真基极偏置电阻变化时,相关晶体管发射极电流的变化曲线来展开仿真实验设计工作,在电路设计过程中,结合上述变化曲线来确定最佳的静态偏置电阻值。
  此外,应当了解反馈系数对振捣器起振时间的具体影响。在实际操作过程中,需要结合所取电容的不同数值来对比反馈系数对起振时间的变化规律。最后,借助PSPICE软件的傅里叶分析功能来对输出信号的频谱进行观测。
  4.2.2 接收机电路的仿真实验
  应当看到,针对接收机的仿真实验一般针对二极管包络检波器检波失真及小信号调谐放大器的性能来设计。图3即为小信号调谐放大器的仿真电路图。笔者在获得电路的谐振曲线后,要求学生对仿真结果进行说明,例如分析当放大器输入信号的幅度趋向过大状态时,会有何种现象发生?
  5 结语
  “高频电子线路”是一门知识点较多、难度较大的课程,学生学习起来较为吃力。做好“高频电子线路”在课程教学研究中的应用工作极为必要,通过创新课程教学方法与优化考核机制能够培养出适应工程应用背景的通信人才,从而促进通信工程行业的长足进步。

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