Multisim在以工程能力为导向的高频电子线路教.doc

1、Multisim 在以工程能力为导向的高频电子线路教高频应用电子线路课程具有性和理论性较强的特点，传统教学注重理论而忽 视学生 工程能力的培养。为了更好地培养学生的工程能力 , 将电路设计仿真软件 Mult isim 与高 频电子线路的课堂教学、实验和课程设讣紧密结合，依托其的 交互式仿真分析能力，实现 教学做的统一，从而培养和提高学生的 1：程调试能 力、工程测试能力和工程设计能力。 现以高频典型电路单调谐回路谐振放大器 为例，探讨 Mult isim 在以工程能力为导向的高 频电子线路教学中的应用。 j 高频电子线路是高校工科电子通信类性和理论性较强的专业基 础课。该 课程通过高频信号各种

2、功能电路的学习， 掌握非线性电路的分析方法， 培养学 生 对射频电路与系统的分析、工程设计及其动手能力。，该校作为培养应用型本科院校， 应注重学生工程能力的培养 , 釆用传统的教 学方法已 不能适应学校的开展定位。因此，在课堂教学、实验和课程设计中引 入 MU 1 t i Sim 仿 真软件，依托其的仿真分析能力实现教学做的统一，从而培养 学生的工程能力。下面以高频典型电路单调谐回路谐振放大器为例，探讨 Multisim" 仿真 软件在以工 程能力为导向的高频电子线路教学中的应用。1 该校高频电子线路教学中存在的问题(1 ) 该校高频电子线路教学多采用传统的教学方法，先山教师课堂讲授

3、理论 知识， 再做实验，由于高频电子线路功能电路多且都是非线性电路，大都采用 工程近似分析法， 学生普遍反映比较难学，缺乏兴趣，大局部学生的工程能力很 差 .(2) 实验时釆用传统的实验箱，山于实验模块功能电路元器件的参数不可 调， 学生只是按照实验步骤机械做实验，整个实验缺乏思考的过程. 同时山于高 频实验易受分布参数和外部电磁干扰的影响以及使用频繁造成元器件的损坏等 原因，学生乂缺乏经验， 需要消耗大量的时间进行排查故障，而实验时间有 限，通常实验不能到达预期的效果 . 因 此，学生的工程能力也不能得到很好的培养.2 Mult i sim11 仿真软件在高频教学中的应用2. I 引入 Mu

4、 l tisim 仿真软件后的教学设计传统教学都是先理论后实验，现在引入 Mult isim 仿真软件后，课堂教学 可采取先 做仿真实验，学生讨论后再进入理论讲解的过程，学生的主动性和积极 性大增 . 课后学生 再用仿真软件进行仿真和做作业，实现学生的做中学。课堂的 仿真实验与实验箱实验高度 一致, 学生通过仿真实验熟悉实验原理，按照工程调 试的步骤可以快捷更改元器件参数， 理论与紧密结合。实际实验时，由于已在 仿真实验中做过，遇到问题就能及时排查故障， 从而大大提高了实验的成功率 和效果， 学生兴趣大增， 提高了学生的自、 主动性和积极性 . 因此，能够有效培养 学生的工程能力。2。2 Mu

5、ltisiml 1 仿真应用实例高频小信号放大器是高频的典型电路，其教学主要讲授单调谐谐振放大器 的原理。 现以其为例，探讨 Multisim11 仿真软件在高频教学中的应用。，2.2 。】单调谐回路谐振放大器工作原理 '高频小信号放大器的主要质量指标有增益、通频带、选择性等，其电路主 要山输入 回路、晶体管、输出回路组成，为了与 RZ865 3 型高频实验箱相结 合，采用实验箱电路 原理图,1所示。R1、R2、R4、R6为偏置电阻，提供静 态工作点，C 1是R4的旁路电 容；由R3、C4、C5、T1 (回路电感L=4uH)构成的谐振回路，作为输出回路；2、R9、 R10构成射极跟随器

6、以提高带负载能力.由于M u Iti s im 1 1元件库没有晶体管 9018,查参数后可用2N2369替换2.2o 2 工程调试的仿真过程(1 )晶体管静态工作点的调整 -放大器在小信号状态下的 I C 一般取 0. 8 2 mA, 依据相关理论计算可得 静态工作点UC=1.5? 3.5V。在输入信号为 0的情况下，调整 R1、R2、 R6,使1的基极直流电 压约为2.5 V,此时用m u It i Sim的直流分析2所示，基极电流IB=15. I 36 1 5 mA, IC=1。220 12 mA, I E= 1. 23 5 2 6 mA,与理论值根本相符，此时放大器工作在甲类。2谐振频

7、率的调整。，调整可调电容 C5,可通过波特图示仪 XBP1观测，此时谐振频率为 6.154 M,增益 为 18. 234 2 6 2 , 见图 3 , 也可从频率计 XFC1 读出，此时与 波特图示仪的测试数据相 比会有误差？用示波器观测见图 4 ,A通道为输出，B通 道为输入？当输入信号频率为 5 M 时，其输出信号波形与图 4 相比，输出信号会 减小，因此，高频小信号放大器具有选频和 放大的作用。2. 2.3 工程测试的仿真分析1 静态工作点对单调谐谐振放大器幅频特性相频特性的影响，改变静态工作点电压，可以发现，晶体管 1 基极电压减小时 , IC 减小，幅 频特性 幅值会减小，曲线变“瘦

8、，带宽减小； 1 基极电压增大时， IC 增大，幅 频特性幅值会 增大，曲线变“胖，带宽加大。2集电极负载对单调谐谐振放大器幅频特性相频特性的影响改变集电极负载R 3, 可以发现，集电极负载增大时，幅频特性幅值会增大，曲线变“瘦，增大，带宽减少；集电极负载减小时，幅频特性幅值会减小，曲线变“胖，减小，带宽加大，与理论讣算相符。3当输入信号较强时，会造成输出波形失真，此时应减小输入信号，也可以增大电阻 R8 或在 1 的发射极串联一个小电阻 儿十欧 做负反响，用来控制 和调整增益 ,提高 电路的稳定性 .4比照在 T 1 的次级直接接负载和通过射极跟随器接负载，可以发现采 用射极跟随器后大大提高了电路的带负载能力。虚拟的在整个仿真过程中还可以设置器件故障，培训学生排查故障的能力，也可用3D 面包板实验电路和 3D 元件库搭建电路进行实验，完成老师布置的高 频设讣任务，