通信电子线路教学方法与实践

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“通信电子线路”是电子信息工程、通信工程一门重要的理论性、实践性都很强专业基础课程。该课程主要研究无线通信系统中的各单元电路的设计方法和理论，具有内容多、内容抽象、理论性强的特点，传统的课堂教学效果较差，学生普遍感到学习困难。为适应当前无线通信技术、物联网技术的发展，作者在通信电子线路教学中，将虚拟电路仿真引入课堂，将电路中不同节点处的电信号参数通过虚拟示波器等虚拟仪器实时显示，以此培养学生理论联系实际并用于实际的能力，使得抽象的知识变得形象生动，提高了学生学习的主动性，开拓了学生的思维模式，有效提高了课堂的教学效果和学生的课堂学习效率。本文以Multisim作为电路虚拟仿真开发平台，以幅度调制为例，对电路理论与虚拟仿真相结合的教学方法进行分析和研究。

1课堂教学过程设计

课堂教学的设计，是通信电子线路教学改革的主要表现形式，好的课堂设计，能激发学生的学习兴趣和学习热情，起到事半功倍的作用。在幅度调制教学过程中，首先需要对AM调制的原理进行理论分析，引出AM信号的包络与音频信号的关系，并在此基础上对调幅系数对AM信号波形的影响进行分析。接下来，通过虚拟仿真电路，对AM信号的波形进行仿真分析，使学生对AM电路的构成有一个基本的了解，为随后的电路原理讲解奠定基础。本文设计了四个层层递进的电路教学活动，对虚拟通信电子电路仿真在课堂教学活动中的节点位置及与理论知识的结合过程，进行设计分析。

1.1AM信号原理分析

幅度调制（AM）就是利用音频信号（低频）来控制载波信号（高频）信号的幅度参数，这样载波信号的幅度变化就能包含了音频信号的信息。假定音频信号UΩ表示为：

1.2虚拟电路仿真分析

利用Multisim设计的AM仿真电路原理图如图1所示。对比式(6)和式(3)，很容易看出，调节EC的大小，调幅系数的大小也会发生改变。分别通过调节调幅系数可变电阻的大小，调节EC的值分别为：2V，1V和0.8V，对应的分别为0.5，1，和1.25。观察虚拟示波器的波形，如图2(a～c)所示，图中蓝色单频余弦曲线为音频信号随时间变化曲线，红色曲线表示调制后，得到的AM信号。

1.3调幅系数对AM信号的影响分析

由前述环节的教学，学生对调幅系数改变时，AM波形的变换特点有了较为深刻的印象。从图2(a)和图2(b)中可以看出，调幅信号的上包络随时间的变化，与音频信号幅度随时间的变化一致，这充分体现了调幅信号的特点。图2(c)中，显然，调幅信号的上包络已经不能正确反映音频信号的变化，因此，普通的调幅信号中，要求调幅系数0＜ma≤1。

1.4思考

根据前文对AM信号的分析以及调幅系数对AM信号的影响，对AM信号的课堂教学设计两个思考问题，用以促进学生的思考能力和解决实际问题的能力。思考题(1)：图1给出了AM信号的原理电路框图，实际的电路应该如何在该电路基础上进行设计，并用模拟乘法器MC1596设计一个实现普通调幅的电路图。思考题(2)：在实际的AM广播中，由于音频信号不是单频信号，那么AM信号的包络应该呈现什么特点？

2结论

本文对通信电子线路的教学方法进行了研究和分析，将电路虚拟仿真与课堂教学相结合，理论联系实际。从理论分析、虚拟仿真、理论与实践结合和课堂思考四个方面，对课堂教学进行了设计。实践表明，通过虚拟仿真与理论结合的教学方法改革，充分调动了学生学习的主动性和积极性，提高了学习效果。

作者：刘刚 董延 王立香 单位：山东理工大学计算机科学与技术学院