实验教学通信电子线路论文

2022-04-27 版权声明 我要投稿

摘要:针对高等职业院校特点和学校自身条件,论述了如何科学合理地组建通信实验室,并对现有实验教学中普遍存在的问题加以分析,在此基础上探索实验教学改革的新途径。关键词:高职教育;通信实验室;实验教学随着通信产业的日益繁荣和通信市场的不断扩大,社会急需一大批既有专业理论知识又有实际工作技能的通信领域应用型人才。今天小编为大家推荐《实验教学通信电子线路论文 (精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

实验教学通信电子线路论文 篇1:

通信电子线路课程实验教学改革研究

摘要 针对通信电子线路课程硬件实验的缺点,基于Multisim 8软件提出实验软件仿真的方法,并给出完整的仿真实例。通过以上实例可以证明,Multisim 8对于通信电子线路的实验教学改革可以起到非常积极的作用。

关键词 Multisim 8;通信电子线路;实验

Research on Experiment Teaching Reform of Communication Circuit//Zhang Songhua, Lu Xiuling

Key words Multisim 8; communication circuit; experiment

Author’s address Electrical and Information Engineering Department, Hunan Institute of Technology, Hengyang, Hunan, China 421002

1 引言

通信电子线路课程是电子信息和通信专业一门重要的专业基础课,实验是教学中的一个重要环节,与理论教学起到相互促进的作用[1]。传统的通信电子线路电路实验设备,配置多、接线繁琐、实验过程复杂,因而准备和进行的时间长、效率低、效果差。而且现行通信电子线路实验课程中普遍采用通信电子线路整机实验箱,实验箱中主要是设计好的模块电路,学生的任务只是连接电路、测量输入输出,对所学理论进行验证,而缺少学生感兴趣的、真正锻炼学生动手能力的电路设计、调试等实践环节,达不到预期的实验教学目的。

Multisim 8是加拿大IIT(Interactive Image Technologies)公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的非常优秀的EDA软件。本文以Multisim 8为软件平台,研究通信电子线路软件实验项目的仿真,通过仿真实例阐述Multisim 8在通信电子线路实验仿真中应用的可行性。

2 Multisim 8的特点和主要功能

Multisim 8软件是Multisim 7在功能和性能方面的全面优化和升级,具有Multisim 7的主要功能特点,包括:直观和简捷方便的界面,整个操作界面就像一个电路实验平台,与实践操作非常相似;种类繁多的元件和模型,元件库中含有所有的标准器件以及当今最先进的数字集成电路;功能强大的虚拟仪器,主要包括逻辑分析仪等18种虚拟仪器,并且其功能与实际仪表相同;完善的分析手段,提供了直流工作点分析、交流分析、噪声系数分析等19种分析手段;强大的仿真功能,不仅可以完成SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)仿真,同时它还能进行VHDL仿真和Verilog HDL仿真,而且还可以实现RF(射频)电路的仿真,是目前众多通用电路仿真软件所不具备的。

Multisim 8除以上功能外,还具备许多新的特点:仿真速度提高67%,具有跨越多页分图的分类高级搜寻功能,测量探针的动态数值显示,用户自定义仿真界面的设定,等等。

3 Multisim 8在通信电子线路实验仿真中的应用

在笔者通信电路实验教学的过程中发现,在常规实验中,高频功率放大器和幅度调制解调实验概念抽象难以理解,而且在硬件实验环节中效果通常很不理想。因此,笔者根据这两个部分的常规实验步骤,以Multisim 8为平台,构建软件实验仿真环节。

高频功率放大器是无线电发射机中的重要单元电路,也是通信电子线路教学中最基本的实验课题。本文通过应用Multisim 8程序,在一些近似条件下对高频功率放大器的动态特性进行观察和分析。首先进入Multisim 8工作界面,如图1所示绘制电路。在图1的高频丙类谐振功率放大电路中,基极直流偏压Vbb使基极处于反向偏置,即放大管工作在丙类状态,以提高放大效率。集电极负载采用LC并联谐振回路,且谐振于基频(1 MHz),起滤波和阻抗匹配作用。

1)测试负载特性。负载特性是指在Vcc、Vbb、Vsm不变的条件下,高频功率放大器的工作状态与负载电阻之间的关系。因此在图1中,分别将负载电阻设置如表1中所示数值,其对应的集电极电流波形分别如表1所示。

由表1中集电极电流波形的变化可以分析出,随着负载R4增大,集电极电流的波形由单峰脉冲波形逐渐变化到顶部出现下凹,而且随R4的继续增大,下凹程序也急剧加深,致使集电极电流急剧下降。在负载电阻值由小变大的过程中,高频功率经历了由欠压到临界到过压的变化过程。在实际电路调整中,高频功率放大器可能会经历上述各种状态,利用负载特性可以正确判断各种状态,以进行正确的调整。

2)测试基极调制特性。在高频功率放大器中,有时希望用改变它的某一电极直流电压来改变高频输出信号的幅值,从而实现振幅调制的目的。高频功率放大器的调制特性分为基极调制特性和集电极调制特性。基极调制特性是指在负载R4、Vcc、Vsm不变的条件下,高频功率放大器的工作状态与基极直流电源Vbb之间的关系。因此在图1中,分别将输入信号Vbb设置如表2中所示数值,其对应的集电极电流波形分别如表2所示。

由表2中集电极电流波形的变化可以分析出,随着基极直流电源Vbb增大,集电极电流的波形由单峰脉冲波形逐渐变化到顶部出现下凹,而且随Vbb的继续增大,下凹程序也急剧加深。在这个变化的过程中,高频功放经历了由欠压到临界到过压的变化过程。

3)测试集电极调制特性。集电极调制特性是指在其他参数不变的条件下,高频功率放大器的工作状态与Vcc之间的关系。因此在图1中,分别将集电极电压Vcc设置如表3中所示数值,其对应的集电极电流波形分别如表3所示。

从表3中集电极电流波形可分析出,当Vcc较小时,集电极电流有明显下凹,随着Vcc的增大,输出电压幅度也增加,下凹逐渐减小,当Vcc较大时,输出电压增幅减缓,下凹消失,呈现出明显的单峰脉冲波形。因此利用放大器工作在过压区时的这种特性,可以实现集电极调幅输出。

4)测试放大特性。实际应用时,在放大某些振幅变换的高频信号时,必须了解它的放大特性。放大特性是指在负载R4、Vcc、Vbb不变的条件下,高频功率放大器的工作状态与输入信号Vsm之间的关系。因此在图1中,分别将输入信号Vsm设置如表4中所示数值,其对应的集电极电流波形分别如表4所示。

由表4中集电极电流波形的变化可以分析出,随着输入信号Vsm的增大,集电极电流的波形由单峰脉冲波形逐渐变化到顶部出现下凹,而且随输入信号Vsm的继续增大,下凹也急剧加深。在这个变化的过程中,高频功放也经历了由欠压到临界到过压的变化过程。

4 结束语

Multisim 8软件由于其直观和简捷方便的界面,丰富的元件库以及多达10余种的虚拟仪表,先进的高频(RF)仿真和设计功能,越来越多的应用到通信电子线路的仿真分析和设计中。本文简要介绍基于Multisim 8软件来实现通信电子线路实验仿真的方法,并给出完整的仿真实例。通过以上实例可以看出,将Multisim 8用于通信电子线路的实验教学中,不仅可以克服实验室在元器件和规格上的限制,避免设备陈旧、仪器损坏等不利因素,而且能够直观地看到信号参数的改变对实验现象的影响,加深对所学理论知识的理解,为通信电路的功能验证、性能分析及课程设计提供一种全新的、经济可靠的方法。

参考文献

[1]胡宴如.高频电子线路[M].2版.北京:高等教育出版社,2002:10-12

[2]严国萍,贺峰.通信电子线路实验指导书[M].武汉:华中科技大学电子与信息工程系,2003:8-11

[3]曹才开,姚屏,等.高频电子线路原理与实践[M].长沙:中南大学出版社,2010:184-189

[4]杨霓清.高频电子线路实验及综合设计[M].北京:机械工业出版社,2009:184-188

作者:张松华 陆秀令

实验教学通信电子线路论文 篇2:

高职院校通信实验室建设与实验教学改革探索

摘要:针对高等职业院校特点和学校自身条件,论述了如何科学合理地组建通信实验室,并对现有实验教学中普遍存在的问题加以分析,在此基础上探索实验教学改革的新途径。

关键词:高职教育;通信实验室;实验教学

随着通信产业的日益繁荣和通信市场的不断扩大,社会急需一大批既有专业理论知识又有实际工作技能的通信领域应用型人才。因此,高职院校必须不断完善实验室建设,加大实验教学改革力度,以便更好地培养学生动手能力和实践创新能力,以适应市场对人才的需求。本文结合所在学校通信工程系自身特色,阐述通信实验室建设及对实验教学改革的探索。

通信专业实验室建设

通信实验室建设的原则为了不断提高通信人才培养水平,近年来我院先后投资300万元用于实验室建设。在实验室建设过程中,我们以培养动手能力强,具有实践创新精神的人才为出发点,以建设综合性、系统性和适用性的通信实验室为目标,制定了通信实验室建设的原则。具体原则为:(1)实验设备要具有先进性,紧跟通信技术发展脚步;(2)实验室组建要具有自己的专业特色,提高在同类院校中的专业竞争能力;(3)利用实验室现有设备,可以开出部分水平较高、有一定创新性的实验,以提高学生对知识的综合运用能力;(4)能够满足尽可能多的课程(包括选修课)实验需求;(5)提高实验室和实验设备的综合利用率。

通信实验室的建设方案根据我院为通信专业学生所开课程,可将实验室分为五种类型:基础实验室、应用实验室、专业实验室、综合实验实训室和研究性实验室。在学校提供的建设资金有限,实验室房源紧张的前提下,我们制定了如下实验室建设方案:(1)与外系共用部分基础实验室和应用实验室。如高频电子线路实验室、EDA实验室等,我院电子信息工程系已经建成,我们直接利用该系已有实验室资源,不再重新组建。这样,既提高了这些实验室和实验设备的利用率,又可以减少重复建设带来的资金、房源的浪费。(2)加强专业实验室建设。在组建专业实验室过程中,我们在调研并分析通信相关行业人才能力需求的基础上,创造性地提出以功能模块的方式完成通信实验室的组建。它将所有的专业实验室看成是一个完整的系统,每个实验室相当于该系统中的一个功能模块,它们既可以单独完成专业实验和相关技能培训,又可以几个实验室相互配合,实现跨课程间的综合实验,组建方案如下图所示。(3)在组建综合实验实训室时,本着节约资金、科学开发利用的原则进行。首先,为了满足各种实训课程的需要,我们购买了先进的通信仪器、仪表,如手机终端测试仪、天馈测试仪、光纤熔接机、频谱分析仪等。其次,对于不需要专门实训器材和场所,只需在计算机上实现仿真的实训课程,如通信制图和通信概预算,可以与某个专业共用实验室,不再另外增设机房和重新购置计算机。再次,开设有线电视网络和线路工程两个专门实训室以及一个线路工程室外实训基地。最后,对于投资大、建设困难的实训项目,如移动通信基站安装与维护综合实训,采取与企业共建校外实训基地的方式来实现,即把学生送到企业,利用企业已有的设备、场地完成规定的实训内容。这样不仅为学校节约了大量资金和场地,而且也能为学生提供一个最真实的工作环境。目前,我院已经在南京普天通信有限公司建立了这样的实训基地,已有一届学生在那里完成相关实训。(4)开设研究性实验室,为教师从事科研和学生进行科技创新活动提供平台。

探索实验教学的改革之路

高职院校通信专业实验教学现状随着我国对高等职业教育的重视,大多数已开设通信专业的高职院校都在实验场地扩充、实验设备购置以及实验经费投入上做了很多工作,使得通信专业实验室的硬件建设不断更新完善。但是,就很多学校实验教学情况来看,无论从内容安排、教学方法、教学手段,还是师资水平等方面,都不同程度地存在一些问题。主要表现在以下几个方面:(1)实验教学内容单一。所安排的实验内容主要是对理论教学内容的验证性实验,缺乏综合性和创新性实验。(2)实验教学课时有限,限制了学生主观能动性的发挥。在课程学时固定的前提下,学生只能被动地做教师指定的几个实验。(3)实验方法单一,缺乏灵活性。目前,很多课程实验一般都是采用综合实验箱完成,实验项目由生产厂家预先设定。如果只做这类实验,不利于培养学生的创新能力和动手能力。(4)各专业实验室相互独立,无助于学生从系统和网络的层面上掌握通信技术。现在,各学校的专业实验室一般都按理论课程划分成各自独立的实验室,结果使实验教学局限在某课程范围内,削弱了各门课程间的关联性。

高职院校通信专业实验教学改革探索如果把实验教学看作是软件建设的话,那么,目前高职院校普遍存在的问题是软件建设跟不上硬件建设的速度。没有知识水平扎实、技术过硬的实验教师队伍,没有科学合理的实验教学模式,即使拥有再多先进的实验设备,也发挥不了任何作用,只能成为一种摆设,造成更大的浪费。为促进学校自身发展,全面提高人才培养质量,进行实验教学改革是当务之急。为此,我们做了以下探索尝试:

1.实验教学内容的改革。为了跟踪知识前沿,激发学生对实验课的兴趣,我们对原有的实验教学内容进行了优化整合及合理取舍,既保留传统的实验内容,又在充分利用我们以功能块模式组建的专业实验室的基础上,增添了许多系统实验、综合实验。如移动用户与固定用户之间呼叫处理实验,就是在移动实验室和程控交换实验室进行的。学生必须在掌握程控交换和移动通信两门专业知识的基础上,才能实现两实验室硬件设备的连接及软件数据的创建,最终完成实验。这种综合性、系统性的实验,加强了学生对专业知识体系的把握,加深了学生对通信系统组网构成的理解。

2.实验教学手段的改革。实现教学手段多元化:(1)将多媒体教学手段引入实验教学,自制教学课件,丰富实验教学课堂。(2)增加现场观摩教学。我们与电信公司和通信工程局联系,带领学生到通信机房参观,请经验丰富的技术人员给学生讲解通信设备的日常维护与故障查找知识。在通信工程施工现场,请工程人员讲解通信线路勘查设计与工程施工知识。把学生置于实际工作环境中,并请工作人员在现场亲自指导实践,保证了我们的教学与现场实际不脱节,增加了学生对知识的感观认识和对未来工作环境的了解,达到了学校与市场“零距离”培养人才的目的。(3)探索利用网络进行实验教学的方法。我们系开设了通信设备测量与检验课,在这门课程里,主要向学生介绍常用通信仪器仪表的使用方法,如何使用这些仪器仪表来对通信设备和通信线路进行测量的知识。为了便于学生随时掌握每个仪表的性能,我们把整个教学内容制作成学习软件,采用语言讲述、文字说明及视频图像演示的方法来介绍每一种仪器仪表的功能、使用方法、操作步骤及注意事项,并把制作好的学习软件上传到网络中,供学生上网来学习。这种教学方法突破传统的面对面课堂教学方式的限制,将授课课堂由教室和实验室延伸到因特网所覆盖的任何一个场所。通过网络学生可以自主学习,相互交流,真正体现了学生的主导地位。

3.实验教学模式的改革。传统的实验教学模式从设计实验内容到指导学生做实验再到评定实验报告,始终以教师为核心,学生处于被动、服从的地位。这种单一教学模式不但不能充分发挥实验在人才培养中的作用,压抑了学生参与实验学习的自主性和积极性,而且限制了实验室的发展和师资水平的提高。为此,我们对教学模式进行大胆改革:(1)抛开理论课与实验课界限,采用一体化的教学模式。以往,理论课与实验课是分开来上的,由于实验课时相对较少,在课内要完成所有实验项目是不可能的。改革教学模式后,我们将一些课程如移动通信直接搬到实验室来上,压缩过去课堂上对理论过程繁琐冗长的推导过程,挤出更多的时间来让学生在实验中理解理论。每讲到一个问题,如时分多址,先讲它的原理,接着就做实验来验证。采用这种方式教学,不仅减少了学生的学习负担,增加了学习兴趣,学习效果显著改善,而且解决了实验课时少,实验项目开出率低的问题。(2)在教学计划外的时间,对所有学生以预约方式开放部分实验室,为学生从事科技活动、课程设计、毕业设计、全国电子设计大赛等提供实验场所和实验设备。通过开放实验室,学生可以根据自己的兴趣、爱好来自选课题或自命课题进行设计和实验,这不仅有利于培养学生自主学习能力,发挥学生个性与特长,同时也提高了专业仪器设备的利用率。(3)创办研究性实验室,以研究性学习方式将一些学习好、动手能力强的学生吸纳到教师的科研课题组,参与部分科研项目工作。研究性学习是我校在深入研究高职院校的发展战略并结合自身特色后提出的。这不仅有利于鼓励教师不断学习,从事科学研究,也给学生提供了一个锻炼自己、展示个性的舞台。

加强实验教学队伍的培养和建设长期以来,大多数教师只重视理论教学,而轻视实验教学。培养“双师型”教师,是高职院校未来师资培养的关键,教师不仅要懂理论,而且要有较强的实践能力。为了使我系教师的实验技术水平迅速提高,我们首先采用了“送出去、请进来”的方针,一方面分批向外派送教师参加进修、培训、研讨、考察等,不断提高教师的实验学识水平;另一方面,与企业合作,成立校企共建实验室,利用企业合作伙伴的智力资源,提高实验教学质量。其次,将实验教学与业务考核和职称评定挂钩,要求理论课教师必须参与实验教学,这样不仅加强了实验技术力量,提高了自身的动手能力,也促进了理论教学效果的提高,从而闯出一条理论与实践相结合的教学改革新路。此外,实施奖励政策,鼓励教师积极开发高水平的实验设备,改进和完善实验室建设。随着电子信息技术的迅速发展,教学实验设备必须适时更新,完全依靠购买是不现实的,因此,自行开发一部分实验设备,已经成为实验室建设的经常性任务。通过开发工作,不仅有益于教师对有关技术的理解,大大提高其科研开发能力,同时也给了教师施展才华的机会。

能否搞好实验室建设与实验教学改革,直接关系到高职院校的发展前途和命运,因为实践教学是高职教育最突出的特色,是落实高职教育人才培养目标的重要环节。构建与理论教学体系有机融合的实验实践教学体系,建设完备的实验基地,造就一支优秀的实验教学师资队伍,是高职院校提高资源使用效益和实践教学质量,办好高职教育的必由之路。

参考文献:

[1]陈仁安.创新实践加强通信实验室建设[J].实验室研究与探索,2002(4).

[2]黄红兵,侯利娟.高校通信工程专业实验教学模式的研究[J].中国教育技术装备,2006,(4).

[3]康小平.现代通信实验室建设与实验教学改革[J].实验室研究与探索,2004,(12).

作者简介:

杨光(1975—),女,吉林市人,硕士,南京信息职业技术学院教师,研究方向为数据通信。

作者:杨 光

实验教学通信电子线路论文 篇3:

高频电子线路的教学方法研究与探索

摘 要: 高频电子线路是一门专业性强,涵盖知识点非常广的课程。根据对以往相关经验的总结,本文对高频电子线路教学方面存在的问题进行剖析,并就今后该课程教学发展趋势进行深入探讨。希望可以促进学生对该课程的学习,并为以后教学改革提供理论依据。

关键词: 高频电子线路 实践教学 教学改革

一、引言

作为信息工程类专业的一门重要专业课,高频电子线路深受教师和学生的关注,是信息工程类专业学生首先要掌握的一门基础课程。该课程对基本原理、基础知识讲解得非常详细,并且是其他专业方向的基础。准确把握该课程有助于学生其他专业课学习,并且对今后将要从事相关专业的学生来说是必需的知识储备。所以,对学生来说对该课程进行深入学习和了解,不但有助于后续课程学习,而且对专业素质养成具有重要促进作用。

二、理论教学方法探索

(一)讲授课要注重理论和实践结合

学习目的是对知识进行有效利用,也就是所说的学以致用。高频电子线路课程学习应遵循这一原则和理念。通过对学生调查发现学生学习高频电子线路这门课程时普遍认为抽象概念多,难以理解;而且对教材内容的理解不容易到位,导致部分学生畏惧这门课程的学习。为了提高学生学习兴趣,授课时应当注重理论和实践相互结合。如讲授“角度调制与解调”时,可以借助具体设备如调频对讲机等进行讲授,这样可以增强学生兴趣并提高学习效率。

(二)培养学生的自主学习能力

过去教学过程中老师以讲课为主,而学生则被动接受。这种模式下学生仅仅是知识的接受者,而没有进行深入自我学习和探索。为了提升学生创新能力并开阔学生思维,必须加强培养学生自主学习能力。对于像高频电子线路这种理论性和实践性都非常强的课程更需要学生不仅有理解和接受的能力,更应该具备不断探究的精神。并且只有在这种模式下学生才能深入思考,不断探索与创新。学生自主学习能力增强可以充分调动学习主动性,使传统被动学习情况得以改变,使学生真正成为学习的主人。

(三)重视课程“绪论”的讲授

教材每章开始都有一个绪论,是对本章节内容的概述,对章节所有知识点都有涵盖。并且最后还提出了相关学习任务和学习目的。然而,实际教学中许多老师没有对该部分内容给予充分重视,甚至会忽略该部分讲授。在王卫东版教材中,开始一章的绪论中着重对“现代通信系统组成”进行介绍和说明,接下来的内容是“发射机和接收机的组成”,并在文字的最后对本书主要研究对象和重点进行说明和阐述。而高频电子线路这门课主要就是从这两大方面进行介绍的。如果授课之前对课本有整体把握可以使教师制订出合适的教学方案,并对书中重难点进行详细讲解和说明。

三、实验教学方法探索

(一)实验教学方法改革

高频电子线路这门课程涉及的实验较多,而传统实验以验证性实验为主,即通过相对固定的实验验证已有结论。在实验进行之前教师已经将实验相关步骤和流程向学生做了说明,这种实验不利于激发学生学习热情和好奇心,即使做了多次实验也不能使学生创新能力有明显提升。为了激发学生创造力,有必要提高探究型实验的比例;即只给出部分条件让学生着手设计,通过实验手段观察得到怎样的结果。这种实验方法有助于培养学生的自我学习能力和创新力,激发学生对实验的热情和积极性。

(二)增加综合性设计实验

传统实验的目的是加深学生对知识的理解,同时激发学生求知欲。为了使学生得到全面发展并提高综合素质,在传统实验设计的基础上增加综合性设计实验。通过这种综合性实验增强学生对高频电子线路这门课的整体理解和把握,并培养学生的工程实践能力。这种实验在操作过程中应遵循以下实验原则:实验前确立明确题目,题目选择要强调综合知识运用,尽量多地涉及课程涵盖的知识点,突出工程应用背景。题目确定之后根据设计目标制订合理的实验方案;对其中一些具有高难度系数的环节进行必要预习;实验过程中注意根据实际情况对原方案进行必要调整;最后对作品的性能进行评估。

四、结语

高频电子线路作为一门专业必修课对培养学生专业素质具有重要作用和意义。本文对高频电子线路教学方法进行探讨,对于理论教学中一些常用方法进行总结;并对实验教学提出建议与方案,希望能促进学生对高频电子线路这门功课的学习。

参考文献:

[1]刘雪亭.对高频电子线路课程教学的思考[J].教育与人才,2009.

[2]马英.高频电子线路实验想利弊的思考[J].实验科学与技术,2007(2).

[3]张培.高频电子线路课程中的行动导向教学法设计[J].苏州市职业大学,2011.

[4]刘波粒.高频电子线路[M].北京:科学出版社,2008.

作者:林异株

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