论文关键词:高频电子线路 教学改革 理论教学 实践教学
论文摘 要:本文结合教学中的实践和体会，从理论教学和实践教学两个方面对《高频电子线路》课程的教学改革发表了看法。旨在通过改革提高学生学习兴趣，培养学生实践能力。
《高频电子线路》是电子信息工程、信息工程等相关专业的一门重要的专业基础课，也是从事通信、电子等相关领域研究开发人员必须了解的基本知识[1]。因此，学好高频电子线路不仅对学生学习其他专业课起到关键的作用，而且对学生的就业也大有裨益。
《高频电子线路》是一门理论性和实践性很强的课程。内容抽象，理论性强，专业术语、名词概念较多，又与实践密切相关，学生普遍反映内容宽泛，难于掌握。如何让学生了解并掌握高频电子线路的知识，培养学生的分析与设计能力，是该课程教学改革急需解决的问题。
1 理论教学
1.1 把握整体
《高频电子线路》以无线通信系统为主线，理论内容主要包括发送系统和接收系统各部分电路的工作原理及性能分析。很多学生对这门课的认识只是几种电路，而对这些电路与通信系统的关系却很惘然，因此为了使学生对本课程有个整体的认识，应在绪论部分详细介绍发送系统和接收系统的工作过程，以及各部分电路在系统中的地位和作用，这样可以使学生一开始就能够把握住整体，在学习后续章节时有个明确的方向，不至于使各个章节之间各自独立。
1.2 突出重点难点
《高频电子线路》所涉及的内容很是广泛，为了便于学生抓住本课程的要领，教学中要总结出各部分的重点和难点，反复强调，认真分析，注重练习，将重点贯穿于整个教学的始终。
例如，调制与解调是《高频电子线路》中的重要内容。在介绍本部分内容时应通过浅显易懂的例子使学生先掌握调制与解调的概念，然后再介绍调制与解调的原理，最后再是具体的调制与解调电路。整个过程中需要通过分析乘法器的非线性特性来讲述调制与解调的特性。但分析乘法器的非线性特性只是其中的工具，重点不应放在如何分析乘法器的非线性特性上，关键在于学生对调制与解调概念的理解以及原理的掌握，在介绍调制与解调电路时也要与原理相对照，更便于学生认识调制与解调电路的工作过程。
另外，在分析各部分电路的性能指标时，应适当减少不必要的公式推导，避免讲述具体电路时夹杂繁琐的数学计算，减轻学生的负担，突出各部分的重点。
1.3 丰富教学手段
多媒体教学作为一种全新的教学手段，以其生动、直观、活泼等特点，给教学改革注入了生机，对教学的辅助作用是不言而喻的。对《高频电子线路》这门课来讲，如果能够利用多媒体使其中抽象枯燥的内容变得生动形象必定会激发学生的兴趣，再加上老师的正确引导，课堂也会变得生机盎然。例如，信号的调制解调过程，通过多媒体演示，再结合动画，能够让学生清晰地看到信号的演变过程，从而加深学生对该过程的认识。但是对重要公式、关键电路分析等内容，应通过板书边写边讲，避免幻灯片给学生造成的视觉疲劳。
各种EDA软件的出现也为高频电子线路的教学注入了新的元素[2]。如PROTEL，ORCAD，PSPICE，MATLAB等，利用这些软件可以搭建试验平台，通过仿真将各部分电路的波形生动形象地展示给学生。也可以使电路以及参数的变更更加灵活，学生能够更清楚地掌握电路的工作原理以及参数设计，从而激发学生对电路分析与设计的兴趣。
课堂教学之余，也要结合课后答疑及作业情况来进一步调整教学。充分利用校园网的资源积极开展网络教学也是丰富教学手段的一种形式。
总之，多种教学手段相配合，可以很大程度上提高学生学习兴趣，达到最佳的教学效果。
1.4 更新教学内容
传统的以分立元件为基础的电路教学已经不能够适应现代电子技术的发展。现代电子设备中小信号谐振放大器、高频功率放大器、角度调制与解调等都已集成化，因此在高频教学过程中可以采用简单典型的分立元件电路来分析各部分电路的工作原理，但在结合实际时应增加新技术的介绍以及典型的集成电路模块的分析等内容，将分立元件电路的教学服务于集成电路的应用，从而开阔学生视野，拓展其知识范畴[3]。
2 实践教学
实践教学是《高频电子线路》课程中的一个重要环节，是提高教学质量的不可或缺的手段之一。许多抽象的、复杂的概念必须借助实践才能获得更清晰的、更深入的理解，而在实践中获得的丰富知识和经验也会加深学生对理论教学内容的理解。实践教学的改革，可以从两个方面做起。
2.1 培养学生实验兴趣
目前高频电子线路实验课程中普遍采用高频电子线路整机实验箱，实验箱中都是已经设计好的模块电路，主要是配合理论课程而设计的验证性实验，学生的任务只是连接电路、测量输入输出，结果使得学生逐渐失去了兴趣，做实验时敷衍了事[4]。因此，除了验证性实验，应在实验课中加入学生感兴趣的综合性或设计性实验。例如，调幅信号的调制与解调实验中调制信号是通过信号发生器产生的，若改用音频信号作为调制信号，在解调电路的输出端接入扬声器，通过扬声器的输出能使学生更直观地感受实验结果，极大提高学生的学习兴趣。
2.2 提高学生动手能力
除了基础性的实验课程之外，在实践环节中还应该加入可以增强学生动手能力以及创新能力的课程设计、科技创新等内容。例如，组装一台简易的收音机套件或无线对讲套件，看似简单，但通过组装过程不仅提高了学生的动手能力，还能使学生把套件中的各部分电路与高频电子理论课中涉及的电路相对应，加强了理论知识的掌握，更重要的是会对无线通信系统的认识产生质的飞跃。在学生掌握了通信系统的各个环节之后，还可以让学生尝试一些高频电路设计，如小功率的调频发射机设计、调频接收机设计等[5]。使学生学会将高频单元电路组合起来实现满足工程实际要求的整机电路的设计与调试方法，从而提高学生分析问题、解决问题和设计电路的能力。
从实际效果和今后发展趋势来看，实践教学环节的加强将更有利于学生加强对理论知识的理解、培养动手和创新的能力。
3 结语
信息技术的飞速发展使得《高频电子线路》的教学改革刻不容缓。作为专业任课教师应从理论教学和实践教学等各环节综合思考，不断调整教学思路，改善教学方法和手段，重视实践教学，努力把学生培养成善于将理论与实践相结合的专门人才。
参考文献
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[2] 曾兴雯.高频电子线路[M].高等教育出版社，2004．
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电子技术是一门实践性很强的课程，其中电子电路设计是一个重要的实践环节，掌握单元电路的设计方法是每个电子工程师必备的能力。具论文联盟体介绍了单元电子电路设计步骤及几种重要单元电路的设计方法。
电子技术是一门实践性很强的课程，加强技能的训练及培养，是提高工程人员的素质和能力的必要手段。在电子信息类教学中，电子电路设计是一个重要的实践环节，着重让学员从理论学习过渡到实际的应用，为以后从事技术工作打下坚实的基础。
设计电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选择，然后对方案中的各个部分进行单元的设计，参数计算和器件选择，最后将各个部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。因此，掌握单元电路的设计方法和实际设计电路的能力，是电子工程师必备的能力。
一、电子技术及单元电路概念
所谓电子技术是根据电子学的原理，运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的一门学科。包括信息电子技术和电路电子技术两大分支。信息电子技术包括模拟电子技术和数字电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术，处理的方式有信号的发生、放大、滤波、转换。
电子电路是由两部分组成，即电子元件和电子器件。电子原件是指电子设备中的电阻器、电容器、变压器和开关等，而电子器件通常由电子管、离子管、晶体管等构成。电子电路按组成方式可分为分立电路和集成电路。单元电路是整个电子电路系统的一部分，常用的单元电路有放大电路，整流电路，震荡电路，检波电路，数字电路。总体来说是与门，非门，或门及其组合的计数电路，触发器，加减运算器等。单元电路的设计训练是为了能提高整体电子电路的设计水平。
二、单元电路的设计步骤
1.明确任务
单元电路设计前都需明确本单元电路的任务，详细拟定出单元电路的性能指标，这是单元电路设计最基本的条件。通过计算电压放大的倍数、输入及输出电阻的大小，并且根据电路设计的简单明了、成本低、体积小、可靠性高等特点进行单元电路的设计。
2.参数计算
参数计算是为了保证单元电路的功能指标达到所需的要求，参数计算需要电子技术知识，对这方面的理论要求很高。例如，放大器电路中我们通常需要计算各电阻值以及他们的放大倍数；振荡器中我们通常需要计算电阻电容以及震荡频率。进行参数计算时，同一个电路可能得出不止一组数据，我们要注意选择数据的方法，选择的这组数据需要完成电路设计的要求，并且在实践中能真正可行。
3.画出电路图
为详细表述单元电路与整机电路的连接关系，设计时需要绘制完整的电路图。通过单元电路之间的相互配合和前后之间的关系使得设计者尽量简化电路结构。例如对于单元电路之间的级联设计，在各单元电路确定以后，还要认真仔细地考虑它们之间的级联问题，从而到达减少浪费，从而降低工作量。注意各部分输入信号、输出信号和控制信号的关系，模拟输入、输出，使得输入、输出、电源、通道间全隔离，将
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直流电流、电压信号分成多路相同或不同的电流、电压信号，实现不同设备同时采集控制。
（1）注意电路图的可读性
绘图时尽量把主电路图画在一张纸上，比较独立和次要部分画在令一张纸上，图的端口和两端做好标记，标出各图纸之间信号的引入及引出。
（2）注意信号的流向及图形符号
一般从输入端和信号源画起，又左至右或者由上至下按信号的流向依次画出单元电路。图中应加适当的标注，并且图形符号要标准，
（3）注意连接线画法
各元件之间的连接线应为直线，并且尽量减少交叉。通常情况下连接线应水平或垂直布置，无特殊情况不画斜线，互相连接的交叉用原点表示。
三、几种典型单元电路的设计方法
单元电路的设计是否合理，能够关系到整个电子电路的设计是否能够正常运行。因此，各个单元设计的工程师纷纷致力于单元电路的设计。
1.对于线性集成运放组成的稳压电源的设计
稳压电源设计的一般思路是让输入电压先通过电压变压器，再通过整流网络，然后经过滤波网络最后经过稳压网络。在单元电路中，对于串联反馈式稳压电路大体上可分为调整部分、取样部分、比较放大电路、基准电压电路等。经过这样设计的线路，具有过流及短路保护功能，当负载电流到达限额是能起到保护电路的功能工作。其具体设计方法为：对于整流出来的直流电是很少用来直接带动负载，还必须滤波后降低其纹波系数，但这种电路不能起到稳压的作用。所以稳压电源都应满足一定的技术指标。
2.单元电路之间的级联设计
各单元电路确定以后，还要认真仔细地考虑它们之间的级联问题。如电器特性的相互匹配、信号耦合方式、时序配合以及相互干扰等问题。
对于电气性能相互匹配的问题有些涉及到的是模拟单元电路之间的匹配，有的涉及到的是数字单元电路之间的匹配，有的则需要两者兼顾。从提高放大倍数和负载能力考虑，希望后一级的输入电阻要大，前一级的输入电子要小，但从改善频率响应角度考虑，则刚好相反。
信号耦合方式有直接耦合、间接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光耦合。直接耦合方式最简单，但是在静态情况下，存在两个单元电路的相互影响，因此在电路分析时应加以考虑。
时序配合的问题比较复杂，先对系统中各个单元电路的信号关系进行详细的分析，来确定系统的时序，以确保系统正常工作下的信号时序。最后设计出实现该时序的方法。
3.对于运算放大器电路的设计
运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元，在实际电路中通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。运算放大器的设计中，其基本参数应当选择单、双电源供电，电源电流。而且应当输入失调电压、输入失调电流、输入电阻。并且转换速率、建立时间。设计中应当正确认识、对待各种参数，不盲目片面追求指标的先进。其中值得引起重视的是：依据推荐参数在规定的消振引脚之间接入适当的电容消振，这是为了消除运放的高频自激，同时为了减小消振困难这一情况，应尽量避免两级以上放大级级连。论文联盟
微电子论文2000字(一)：浅谈一种新型的25Hz相敏轨道电路微电子接收器论文
摘要随着电子技术的发展，相敏轨道电路接收信号处理装置已逐步实現电子化，以电子接收器代替以前的机械式二元二位继电器，彻底解决了原继电器接点卡阻、抗电气化干扰能力不强、返还系数低等问题。目前广泛使用的微电子接收器都是使用单片机来处理信息，对输入信号采用升压方式进行采样处理，虽提高了信号强度，但是不利于防止输入高压损坏接收器；且每个接收器仅采用单一信号处理通道进行信号分析处理，并由其输出信号驱动轨道继电器动作，接收器的安全性、可靠性和抗干扰能力有待提高；另外，现有接收器故障后相关电气参数不能实时监测；前述不足以影响到轨道电路的整体可靠性和可用性。因此，本文提出了一种基于DSP的新型微电子接收器，以提高微电子接收器的可用性、可靠性及安全性。
关键词电子技术；25Hz轨道电路；接收器
1系统原理
1.1接收器冗余结构
图1新型微电子接收器（0.5+0.5方案）的冗余结构图
接收器的冗余结构图，每台接收器同时进行两个轨道区段（区段A和区段B）的轨道电路信号和局部电源信号的处理，相邻两个轨道区段可共用两台接收器，这两台接收器中的任一正常工作，均可正常处理这两个轨道区段信号，并驱动这两个轨道区段的后级轨道继电器动作。如图1所示，相对于目前的接收器冗余方案，新型微电子接收器的冗余方案可使每个轨道区段节省一个接收器，从而降低建设成本。在接收器冗余结构图中，当接收器1和接收器2中的某一个发生故障时，若另一个接收器能够正常工作即可确保轨道区段信号的正常处理；同时可以通过接收器的自检功能发出报警，提醒维护人员及时更换故障接收器，从而提高轨道电路的整体可用性。
1.2接收器二取二原理
接收器系统内部采用独立的双套硬件和双套软件，实现一路信号，两路处理，最终通过安全与门判决，输出判决结果。当无论是接收器哪一套硬件或软件出现问题，两路处理结果不一致时，系统输出判决都是导向安全的结果。且仅当两路信号处理的结果完全一致时，安全与门输出相同结果。
2系统构成
如图2所示，新型接收器核心处理部分采用双DSP芯片构成二取二安全结构。主从DSP同时处理轨道电路信号和局部电源信号，分别输出判决信号；将主从DSP的判决结果进行与运算，如果主从DSP的判决信号不一致，接收器输出信号将保持轨道继电器处在落下状态；只有当主从DSP的判决信号一致且满足轨道区段空闲条件时，接收器才会输出驱动轨道继电器吸起的信号，显示轨道区段处于空闲状态；主从DSP任一故障，接收器均不能输出驱动轨道继电器吸起的信号，从而提高接收器安全性。
新型接收器电路模块包括：局部输入隔离电路、轨道输入防雷电路、输入信号采集电路、数据处理电路（DSP芯片）、安全与门电路、输出控制电路、电源电路、通信电路和显示与告警电路。
输入隔离：采用电流互感器将轨道信号和局部信号与后级信号处理模块进行电磁隔离，隔离变压器采用降压方式，当输入的信号出现大的冲击或干扰时，通过变压器进行衰减，加载在后级信号处理电路上的信号将被衰减，对后级信号处理电路起到防护作用。
轨道输入防雷电路：采取大功率双向瞬态防雷管，实现对输入雷电和浪涌的防护。
输入采集电路：将输入交流信号的负半周信号抬高到零电平以上，满足后级单电源工作运放的输入要求，单电源工作可减小器件功耗。
数据处理电路：把输入的25Hz轨道和局部模拟信号通过芯片自带的A/D模数转换器转换为数字信号，对转换后的数字信号进行分析处理，测出轨道输入的25Hz信号幅值及轨道信号与局部信号的相位差，在主处理器采集从处理器的输出信号和后级输出控制电路的输出信号并经其判断接收器正常后，再由主处理器控制显示告警电路，并由主处理器将相关数据通过接收器的通讯电路送监测分机。
安全与门电路：比较主从DSP输出信号，经安全与门判决二者一致方能向后级输出控制电路送出有效信号。
输出控制电路：采用开关电源方式输出驱动轨道继电器的直流电压信号。
通信电路：采用总线方式，向集中监测分机传送25Hz相敏轨道电路接收器采集到的轨道交流电压值、相位角和接收器的工作状态等信息。
显示与告警电路：显示接收器自身工作状态及接收器所处理轨道区段的占用与空闲状态，显示接收器DC24V工作电源及局部电源的正常或故障状态。
3结束语
新型接收器将实现接收器工作状态和轨道电路电气参数的实时在线监测，提高运营维护效率，降低维护人员劳动强度，同时，根据新型25Hz相敏轨道电路接收器的功能和特点，可减少现有接收器和轨道架的数量，大量地减少室内配线，初步分析可节约建设成本约20%。
微电子毕业论文范文模板(二)：微电子控制机电设备在工业中的具体应用论文
摘要：在科学技术快速进步的背景下，工业自动化水平取得了比较明显的提升，在机械制造方面表现的更加明显，基于各种因素的影响，微电子技术得到了相对广泛的应用。基于此，本文详细分析了微电子控制机电设备在工业中的应用，希望能够为实际提供良好的借鉴意义，以供参考。
关键词：微电子；机电设备；工业；应用探讨
信息技术的发展以及先进电子设备的产生催生了机电一体化时代的到来，所谓的机电一体化技术是把电工电子技术、机械技术、信息技术、微电子技术、接口技术、传感器技术、信号变换技术等一系列技术结合，再综合应用于实际的综合技术，现代化自动生产设备可以说为机电一体化的设备。微型计算机在机电一体化系统的作用能够总结成如下三点：第一，直接控制机械工业生产过程；第二，机械工业生产期间加强各物理参数的自动测试，进行测试结果的显示记录，在计算、存储、分析判定并处理测量参数或指标；第三，进行机械生产过程的管理与监督。机电一体化系统里微电子控制机电设备怎样进行适宜计算机选择，怎样设计硬件系统，怎样组织软件开发，怎样对现有计算机系统等进行维护与使用是相当关键的，也是值得探索的
课题。
1微电子控制机电设备系统的组成和原理
在某微电子控制机电系统当中，主要是由PLC、管路压力变送器、变频器等多种设备组成的。在控制系统当中，管路压力变送器主要是检测控制辅助冲量、管路水压、蒸发量等三个变量，接着将数据信号向PLC当中传送，并且通过PLC进行分析和计算，将信号发送信号控制器，通过信号控制器来控制水泵运转，在设计系统的過程中需要与实际情况合理的进行结合，并且对变频器的输出频率进行确认，输出频率在整个系统设计过程中具有非常重要的意义，和系统的控制息息相关，在确定系统输出频率是需要综合性的分析和考虑用水量以及扬程参数等。在整个系统当中控制流程的用水量变化，主要是通过压力变送器向PLC传送的通过PLC进行分析和计算，可以有效的调节循环泵的频率，合理的分配能源，让工作的效率提高，起到节约资源的作用。
2微电子控制机电设备在工业中的具体应用
1）可编程序控制器（PLC）的应用。从PLC的角度进行分析，其主要优势在于具有很强的控制能力，而且稳定性较高，机身体积相对较小，可以有效的和其他的配件进行组合。在工业生产的过程中，因为机电设备往往会占据一定的面积，如果想让其厂房中的占比较高，就一定要注意让厂房的空余面积加大，尽量让控制器的数量减少，让机电设备的数量增多，与此同时还需要注意PLC的节能性较高相比，其他的控制系统可以节约资源，让工业生产的成本支出降低，让企业的经济效益增加，由于PLC设备可以有效的和其他设备之间进行组合，可以灵活方便的在厂房当中进行布设，让一机多用。可以实现让厂房的设备结构进一步得到简化，对设备维护中耗费的人力物力进行控制，减少人力输出，可以将人力有效的分配到工业生产当中，让生产资料的利用效率提高。PLC的另一大优势在于可以通过现场总线和生产设备之间
进行连接，有效的监控工业生产，可以动态化的监控生产的全过程，确保在生产过程中，第一时间解决生产时产生的故障，避免由于机械故障而导致生产进度停滞，让设备的维护开支得到控制，PLC的计算速度很快，可以轻松的对生产时的任何变动进行管理和控制，有效的防止由于设备变化控制器无法及时应对而产生的问题，PLC还可以进行相关的升级，伴随当前经济快速发展，就算生产线当中的产品产生了变动，只需要正确的调整，控制程序也可以符合新产品生产的具体需求。
相比于其他编程操作，PLC控制器在编程的过程中较为方便，员工通过短时间的训练就可以熟练的掌握编程的技巧，在实际操作的过程中工作步骤相对较为简单，可以很容易的掌握设备的维修安装以及操作，由于PLC自带程序编辑器只需要工作人员了解梯形语言，就可以对其进行熟练的掌握。对控制器的工作语言进行了解，当出现故障的时候可以及时的调整和处理控制器。
2）变频器调速器的作用。变频器工作状态分作自动与手动两类，手动工作状态即在PLC结束工作后展开的人工操作行为，经电位器调节能对变频器输出频率进行给定。自动工作状态实质是PLC输出信号为变频器输出频率展开控制。和传统调节阀控制方式相比，PLC控制可节电，更好进行水泵磨损控制，在延长设备寿命与实现系统自动化水平提升中发挥了重要作用。
第一，和传统正弦波控制技术相比，因变频器用到了电压空间矢量控制技术，先进性和独特性在性能上得到充分凸显，同时因其特有的低速转矩大、运行稳定性强、谐波成分小等特征，这对我国电网而言输出电压自动调整功能能充分进行优势发挥。第二，变频器具备外部端子、键盘电位器与多功能段子等一系列操作方式，功能完善，可输入多种模拟信号（如电流、电压、频率等效范围检测，转速追踪等）；并且变频器可实现摆频运行与程序运行等一系列模式。第三，因变频器全系列元件应用的是西门子产品，有极强的保护性能，可靠稳定，能很好的避免过流、短路、过压等问题，确保本机能正常运行。并且变频器有良好的绝缘耐压性，产品质量好，设定简单等使得其有更强的适用性。
3）电路发挥的作用。在安装PLC和变频器的时候，保证电路的稳定是保障工作的必要。电路在安装过程中，应该采取边安装边测电的方式，这样更能使电流稳定，这同样属于工作期间需引起重视的关键环节。在电路安装完毕之后，不要急着通电，应该先再次检查电路是否安装正确，查看是否有少安装或者多安装的情况。另外，测量一下接触元器件的连接点，这样可以发现一些接触不良的地方，若有漏电情况应该及时对此进行维修。电路在工业中也是起到了很大的作用，在安装电路的时候，一定要小心谨慎，综合考虑多方面因素，不要遗漏一些小问题，有时一些小问题也可能出大错，保证电路的稳定才能更好地协调其他设备的安装稳定。应认真复查电路，查看电路有无正确安装，或存在设备多安装或少安装的现象，同时应认真检测每个接触元器件连接点，明确有无接触不良或短路现象，若发生漏电务必要及时维修与处理。电路调试的具体流程总结如下：
第一，应认真查看明确电路整体状况，了解电路面板线有无准确连接，有无看似连接实际并未连接的线，或易短路的线；是否存在两条或多条线混淆的情况；此后，使用最小量程档的万用表对电路面板进行检查，查看开路处和闭路处有无正确开路与闭路，地线是否漏接，电源连线连接的安全性等，同时需测量电源有无短路现象。测量期间可直接进行元器件连接点测量，如此可明确有无以上情况的同时又弄清楚是否存在接触点不良现象。第二，电路调试过程的关键环节之一即硬件电路调试。调试期间务必要注意细小环节的把控，根据电路功能原理做好各个单元电路的调试，再作整体调试，后进行整个电路的调试。电路在工业生产里发挥的作用是相当大的，电路安装过程里务必要综合考量多方因素，认真谨慎，切不可遗漏或放过存在的小问题，确保电路稳定性得到保障。
近年来电子技术发展迅速，基于数字和模拟混合信号的电路应用广泛。尤其是片上系统混合电路的发展，对模拟和混合电路的测试分析及故障诊断提出了新的要求。本文就模拟和混合信号电路的测试及故障诊断的应用现状及存在问题进行了深入的探讨：首先介绍了其研究现状，而后详述了基于小波变换的混合信号电路电流测试方法、探讨了SoC中混合信号测试测试与诊断方法、基于模糊神经网络的模拟电路故障分析诊断等方法。
【关键词】混合信号电路测试 故障诊断 模拟电路
模拟电子电路故障诊断自二十世纪七十年代以来，取得了卓越的成效，形成了系统的理论，成为网络理论的一大分支。此外，模拟电子电路和数字/模拟混合信号电路的广泛应用对模拟和混合系统诊断和测试提出更高的要求。
目前，集成电路将模拟、数字和混合信号电路集中于同一沉底的IC上，从而促进了系统芯片（SoC）的产生。这种设计方法与以前的每个芯片不同的功能不同，只需一片芯片就可以实现多项功能。目前，模拟电路的测试成本占电路制造成本的30%以上，模拟测试已成为系统成本的主要部分。
模拟电路测试与数字电路测试相比具有复杂性。首先，模拟电路规模没有界限，电路输出激励与输入响应、元件的参数都具有连续性，很难做出量化。从而从理论上讲，一个模拟软件有无穷故障，不可能明确所有故障。其次，模拟电路中的元件参数具有容差，即轻微的故障，容易导致故障的模糊性，无法确定故障的实际位置。第三，模拟电路不存在广泛可接受的故障模型。第四，模拟电路的测试总线比较难以实现，测试时，重新配置模拟电路容易改变模拟电路转移功能。
1 模拟和混合信号电路测试与故障诊断的研究背景
近年来，模拟和混合信号电路诊断及测试方法受到科研工作者的广泛关注。1962 年，R.S.Berkowits 就模拟电路故障诊断方面的研究工作展开报导，虽然该报导关于模拟和混合电路中还有很多不成熟的观点，但是其奠定了模拟电路故障诊断及检测发展的理论基础。1979 年，Navid和 Willson通过实验及理论证实了线性电阻电路元件值可解的充分条件，促进了模拟电路故障与诊断的发展。随后，各种新的理论和方法不断涌现。目前，国内外模拟和混合信号的故障诊断方法有传统模拟电路故障诊断方法：故障字典法、故障验证法、元件参数辨识法等；现代模拟电路故障诊断方法：基于智能计算的诊断方法。
故障字典法是收集故障中的故障响应，将故障响应经处理后转化为对应的故障特征，再经过编撰成为与其相对应的故障字典。利用故障字典进行电路诊断时，根据响应的特征，在故障字典中查的与此相对应的故障。当发生故障时，在故障字典中查得与此故障特征相对应的特征，执行合理的诊断方法。但是当模拟电路中的故障参数是一个连续的模拟量，测量响应不可避免地引入误差。故障验证法首先预测电路中的故障所在，而后验证猜测的正确性。元件参数辨识是根据网络结构估计或求解每个元件参数，超出容差确定范围的元件认定为故障元件。
此外，智能计算诊断方法也取得了长足进步。二十世纪七十年代，模糊技术已经应用于模拟电子系统故障诊断；九十年代，神经网络在模拟电路故障检测与诊断方法上广泛应用。人们依次提出了RBF网络应用于模拟电路元件级和子系统级的软故障测试分析及诊断，以 RBF 和 BP网络为基础实现具有容差的模拟电路故障诊断，通过 BP 网络实现 CMOS 运算放大器的故障诊断等。
2 模拟和混合信号电路测试与诊断方法
2.1 基于小波变换的混合信号电路电流测试方法
目前，模拟电路广泛应用于通信、消费电子领域，其所占地位日益增重，致使 SoC对混合信号功能的需求不断上升，人们对混合信号电路的测要求日益严格。电流测试时一种已在数字电路测试中已证实的有效方法，通过电流测试检测到的电流信号检测模拟电路中的故障。由于小波变换在频域和时域所展现的优越性，具有的高分辨率，适用于检测正常信号中夹带瞬态反常现象，同时能够展示其成分。
迄今为止，集成电路的稳态电流测试方法在工业界已成为一种被广泛认可并应用的技术，为 IC 测试做出了重要贡献。此外，小波变换的混合信号具有高的分辨率，对点刘波采样后经傅氏变换后与正常电路参数数据对比，发现故障，进行检测。瞬态电流测试是稳态电流测试一种补充，用小波变换分析瞬态电流，分析动态电流的小波系数，采集数据，发现缺陷。在电流测试中，选用合适的分析方法对电流信号分析非常重要。
2.2 SoC中混合信号测试测试与诊断方法
随着电子信息技术的发展，半导体产业逐渐实现亚微米级的加工制造，单一集成电路芯片上就具有很大容量，建立一个复杂的电子系统。随着集成电路（IC）向集成系统（IS）转变，系统级芯片（SoC）慢慢诞生。SOC系统包含诸多子模块，例如：模拟、储存器子系统、数字逻辑等。这些具有不同测试要求的模块之间相互连接，能够满足SoC中混合信号电路的要求。如何对混合信号电路进行测试已成为模拟电路进步的关键技术，嵌入式的混合信号可通过内自建测试、边界扫描设计以及混合信号等方法诊断。目前，内嵌自测试、边界扫描设计和混合信号测试等混合信号测试的方法在理论上已得到论证，逐渐应用于实际应用中。
2.3 基于模糊神经网络的模拟电路故障诊断
神经网络在故障检测时通过输入层收集故障信息，在中间层得出针对性解决方法处理故障，在输出层经复杂的权值调整得到故障处理的方法。模糊神经网络的模拟电路故障测试与诊断方法融合了遗传算法，具有自学习、自组织性等特点，对外界的信息识别能力强，模拟人的思维模式，解决电路中出现的故障。随着模糊神经网络的不断发展与应用，其在模拟电路故障检测中的优势越来越明显。
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关键词：电子不停车收费；电子标签；防拆卸；小型化
中图分类号：TP391.44 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）03-00-02
0 引 言
智能交通作为物联网技术产业化的重要分支，在我国发展迅猛。随着我国经济迅速发展和对交通运输需求的大幅度增长，传统收费模式已成为制约高速公路通行能力的瓶颈。电子不停车收费（Electronic Toll Collection，ETC）系统作为解决这个瓶颈的有效手段已经成为高速公路收费管理的主要发展方向[1]。
OBU即车载单元OBU（On Board Unit， OBU），又称为电子标签、车载设备，是一种具有微波通信功能和信息存储功能的移动识别设备，安装在车辆内部（风挡玻璃或仪表台上）并且支持利用专用短程通信与路侧设备进行信息交换的设备。由于OBU与车辆之间存在一一对应的关系，如果用户私自交换OBU，则会有少缴费的可能，亦会影响高速公路管理机构进行车流量等信息统计的可信度，所以OBU需要具备防拆卸功能。主要有以下三个基本功能：
（1）可以检测并可靠记录拆卸信息；
（2）拆卸后不可以破坏电路的功能，但软件上可以根据拆卸信息屏蔽正常交易的功能；
（3）允许通过激活的方式将防拆信息修改，从而再次恢复正常交易功能。
目前的方案，经分析大多是开关直接通断，即直接断电防拆卸，或者利用粘胶等以破坏电路的形式实现防拆卸。主要涉及微动开关形式的防拆卸方案，该方案的弊病在于可能出现误指示，以及微动开关的动作行程致使该器件的高度较高，从而导致有源标签无法实现小型化。
本文要解决的是传统防拆装置的不可靠性，诸如容易受外界影响（静电等）导致误触发误拆卸；本文提出先进新颖的防拆卸机制，规避现有方案的种种弊端。
1 技术方案
为实现上述目的，本文创造性地提出了一种新型防拆卸机制[2，3]。系统主要包含车牌识别模块、上层判决模块、防拆卸信息写入模块、电子标签等部分。
车牌识别模块主要包含车牌采集系统、车牌识别系统，该模块主要用于识别车辆进入高速公路入口时，对其车牌进行信息识别，并且将识别出的车牌信息上报至上层判决模块。
上层判决模块将车牌识别模块上报的车牌信息与从电子标签中读取出的车牌信息进行比对，如果一致则不启动防拆卸模块，如果不一致则启动防拆卸信息写入模块进行工作。
防拆卸信息写入模块受控于上层判决模块，如果发现车牌不一致，则将防拆卸信息写入车辆上的电子标签。
载有拆卸的电子标签的车辆从高速公路出口驶出时，路侧单元会判断出电子标签已经拆卸，则将其扣留进行相应处理，可有效防止私自拆卸电子标签带来的偷漏通行费的行为。
2 系统的工作流程[4]
车道入口的路侧单元设置于收费岛前段，用于进行正常的ETC入易，并且将电子标签中的车牌信息上报给上层判决模块。车牌识别模块中的车牌采集系统位于收费岗亭前侧。防拆卸信息写入模块位于入口车道收费岛后端。
当载有电子标签的车辆驶入高速公路入口车道时，首先和路侧单元进行入互，并且路侧单元将电子标签中的车牌信息上报至上层判决模块；车辆向前行驶，触发车牌采集系统，车牌识别系统将车牌信息识别出并上报上层判决模块；上层判决模块比对两者的异同，如果相同，则不做其他操作，如果不同则触发防拆卸信息写入模块工作；车辆行驶到收费岛后端时，防拆卸信息写入模块将拆卸信息写入电子标签。入口车道布局示意图如图1所示。
当载有写入拆卸信息电子标签的车辆驶入高速公路的出口车道时，与出口车道路侧单元进行交互，发现该电子标签已经拆卸，则不放行该车辆，并对其做出相应处理。出口车道布局示意图如图2所示。
3 结 语
本文相对于现有技术，其具有如下优点：
（1）避免了设备因静电等外界因素导致的误触发拆卸；
（2）避免了因供电不稳定而导致向安全模块写拆卸信息失败；
（3）不影响现有通行速度；
（4）可以有效控制装置的尺寸，精简了微动开关等传统拆卸检测装置必配的接点元器件，同时也精简了结构上的拆卸检测触动杆，降低了成本，做到了小型化。
本方法中论述的设备和方案均已设计实现，并已投入商用试用，实践证明，这一系统完全满足设计效果，说明文章中所作的分析和讨论是合理和实用的。
参考文献
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[2]严林祥，张红雨.基于nRF24L01的防拆卸有源电子标签设计[J].电子技术应用，2013，39（8）：44-46.
以高频实验箱进行高频小信号放大实验时，实验项目单一，且对高频小信号放大器的理论学习帮助有限。若辅以Multisim12.0仿真软件，硬件无法进行的实验项目可以进行仿真，对于高频小信号放大器理论学习将有更大的帮助。
【关键词】高频小信号放大 硬件实验 Multisim12.0仿真
高频小信号调谐放大器是各类通信设备中常用的功能电路。由于高频小信号放大器电路的理论分析比较抽象，在性能指标计算过程中大多用到近似方法。高频小信号放大器实验的开设可以有更助于学生对理论教学中的理论分析及性能指标含义等理解，提高小信号放大器的教学质量。但基于目前实验条件的限制，学生操作只限定在实验项目有限的实验箱上，硬件电路难以升级，内容理解程度受限。本文将利用Multisim12.0仿真软件，以实验箱的高频小信号放大电路为基础进行仿真搭建，并进行仿真研究，从而弥补硬件电路无法进行的性能指标测试及参数变化对放大电路的性能指标的影响。
1 实验硬件电路
目前高频电子线路实验所用的主要仪器为ZYE1201C3实验箱，高频小信号放大实验电路为共射极接法放大器，硬件电路原理如图1所示。
目前由于实验条件所限，能进行的实验项目只有电路调谐和测量电压增益，在实验中通过调整中周，使电路谐振于输入信号频率10.7MHz，并测量电路的放大倍数为Av===14.7。由于高频小信号放大器的通频带与电压增益的乘积的关系为Av0*Δf0.7=，根据晶体管的工作点查有关手册可计算出其等效Y参数 （其中，|yfe|≈22.5ms，CΣ=123pF ），可近似估算出通频带2Δf0.7=1.97MHz。由于通频带是通过理论近似计算得出，因此实际数值与计算值可能用较大误差。对于理论教学中提到的LC回路的选频作用是怎么样实现的，LC回路的品质因数对放大器性能指标的影响是如何体现的，在上述的实验项目中不能得到体现，这样对于理论教学的中有关问题的帮助作用不大。若在完成实验箱硬件电路基础上，采用Multism12.0仿真软件，搭建与实验箱硬件一样的高频小信号放大电路并进行仿真分析，可以使学生了解高频小信号放大电路设计方法，并深入理解各部分元件在电路中所起到的作用。当改变仿真电路参数时，用虚拟仪器对改变参数后电路的输出电压和通频带进行测量，还能使学生加深高频小信号放大器电路参数变化对性能指标影响的理解。
2 Multisim12.0的仿真电路及分析
2.1 软件介绍
Multisim12.0是美国国家仪器有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。软件包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力，再结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
将Multisim12.0 仿真软件引入高频小信号放大实验教学，不仅能够克服实验室中的仪器不足的缺点，而且可以实现“软件就是仪器”，“一台计算机就是一个虚拟实验室”，为实验教学现场营造另一种真实的电路工作场景[2]。
2.2 高频小信号放大器仿真电路
用Multisim12.0对实验的硬件电路进行仿真，实验仿真电路如图2所示。由于Multism12.0中没有国产的晶体管3DG12C，这里用通用的2N5551来代替，但在参数模型中将2N5551的参数可以设置与3DG12C的参数相同。由于在Multism12.0中无中周模型[3]，仿真电路中用理想变压器替换，且接入系数假设原边和副边设置为1，并假设谐振电路的品质因数为100。经如上假设后，用理论近似计算出的放大倍数AV==16.1。在输出端用虚拟示波器所得到的电压波形和使用特性分析仪测量通频带输出如图3所示， 在输入输出波形图，可计算出电压放大倍数AV=17.8。在波特分析仪中可以计算出通频带2Δf0.7=2.19MHz。因此，用2N5551所做的仿真电路是可行的。
2.3 LC回路的选频功能
单调谐高频小信号放大器是采用具有选频功能LC谐振回路作为负载的，即对于接近于LC谐振频率的信号进行有较大的增益，对远离谐振频率的信号增益迅速下降。对于ZYE1201C3高频电子线路实验箱来说，其产生的信号源为单一10.7MHz信号，对于LC回路的选频作用将不能进行验证。Multism12.0的仿真电路中，可以设置多个不同频率的信号源，来观察LC的选频功能。高频小信号放大器LC选频功能仿真电路中，同时设置有大小为30mV频率10.7MHz，大小10mV频率60MHz和大小10mV频率120MHz三种电源信号。用虚拟频率计测量放大器输出端的频率，用示波器分别测量输入和输出端的电压波形，如图4所示。从频率计示和输出波形来看，LC回路只对10.7MHz的信号有较大的增益，对其它频率的信号增益近似为0。通过仿真电路，可以使学生加深对C回路选频作用的理解，及如何设置L和C的参数。
2.4 电路参数变化对放大器性能指标的影响
由于实验箱中的电路参数是固定不能改变的，因此，分析高频小信号放大器的性能指标受参数变化影响将不能实现。Multism12.0的仿真电路中，可以方便地设置电路中任一元件的参数。对于学生理解参数变化对高频小信号放大器性能指标影响将有很大的帮助。
2.4.1 选频回路的品质因数对放大器性能的影响
当LC选频网络的品质因数下降到50时，高频小信号放大器的放大倍数将会减小，通频带将增大。品质因数下降后仿真波特图如图5所示。
2.4.2 负载电阻变化对放大器性能的影响
当负载电阻增加到10KΩ时，高频小信号放大器的放大倍数将增大，通频带将会减小。负载增加后仿真波特图如图6所示。
3 结论
通过以上分析可以看出，在高频小信号放大实验中，若先在硬件实验箱上进行调谐和电压增益的实验，将使学生对放大器作用有初步了解。然后用Multism12.0搭建仿真电路，通过改变仿真电路参数，分析当电路参数变化时对高频小信号放大器的增益和通频带的影响。把传统实验箱和仿真软件结合起来的实验方法，可以帮助学生加深高频小信号放大器的理论知识的理解、激发学生的实验兴趣、提高实验教学质量、启发学生的创造性思维。
参考文献
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作者简介
张振红（1978-），女，内蒙古自治区赤峰市人。硕士学位。现供职于长治学院物理系，主要从事电子线路研究。
针对这些存在的问题，笔者经过具体的教学实践，在相关课程的专业教学中，对本门课程整体的教学思路、具体的教学方法和实践教学等几个方面进行了深入的思考和不断的改进，由此得出以下结论，高频电子线路这门课程需要进行行之有效的教学改革，关于如何进行改革的问题，笔者认为应当从以下几个方面着手：
1把握主脉，以系统为主导
系统性是高频电子线路课程重要特点之一，因而从教和学两方面必须从系统上对这门课程进行把握。整体的教学思路必须以系统为主导，主要包含以下两个方面：a.从电子信息类专业培养要求出发，要使学生从课程设置的系统整体上深刻认识到这门课程在无线通信系统中所处的地位，即无线通信系统主要包含传感器、模拟（低频）电子线路、高频电子线路和微波技术与天线等课程，无线通信系统的组成结构就是将以上几门课程有机地组成一个整体，从而实现信息的无线发送接收功能，见图1。b.高频电子线路课程内容较多[1]，主要包括高频电路基础与系统问题、高频谐振放大器、正弦波振荡器、频谱的线性搬移电路、振幅调制、解调与混频、频率调制与解调等内容，如果按照教材章节内容单纯罗列、逐步讲解，这势必导致学生陷入只见树木不见森林的境地，因此，在教学中有必要将教材中简单罗列的章节内容按照无线通信系统的结构来组织，以整个无线通信的系统组成为主线，将高频电子线路按照功能分成以下几个功能模块：如图1中实线框所示，a.振荡器：载波振荡器、本地振荡器；b.放大器：激励放大、输出功率放大、高频放大、中频放大与滤波；c.变频器：变频器、混频器；d.调制与解调器：振幅、频率、相位的调制与解调。再对各个功能的实际电路采用相应的模块化，分阶段教学，这样在实际的教学中，教学过程随之条理化清晰化，从而便于学生在实际的学习过程中明确本门课程整体内容框架。
2仿真实验—理论教学—实际试验立体化教学
专业性和工程性是高频电子线路课程的重要特点。在充分把握课程系统性的基础上，需要围绕整个无线通信系统组成对各个模块所涉及的内容进行讲解。考虑到本课程的专业性和工程性，在对每个电路功能模块的讲解中有必要充分引入电子设计自动化和实际动手试验，并与课堂的理论教学相结合，构成“仿真实验—理论教学—实际试验”的立体化教学模式。实验法教学在实际教学中发挥了很大的重要性，已经得到了广大教师和社会各界的广泛认可，但是实际实验中由于高频信号本身的不稳定性及某些电子元件的损坏很难达到预期的实验效果，而直接进行理论教学势必涉及到复杂的数学推导[2]，不可避免地使得教学枯燥。随着现代电子技术的飞速发展，各类电路仿真设计软件也日趋成熟，例如MultiSim、PSPICE、Cadence等。这些仿真软件界面直观，具有丰富的元器件库，在仿真中能够更方便地对电路中的参数进行调整，而且都提供了各种分析手段，能够更加直观的对电路进行分析设计。引入电子仿真实验的目的主要体现在：a.激发学生的学习兴趣，使得学生在理论学习之前就从整体上掌握基本电路组成的功能，直观地观察到试验过程和现象。b.结合课堂理论教学，在仿真设计软件中能够对具体功能电路中各个点的电流电压关系、波形进行直观分析。c.可以在仿真软件中通过调整电路中某些器件参数值，分析其对电路功能的影响，通过实践与理论分析相结合，使得学生能够更加深入掌握基本电路模块组成及功能。例如对于LC振荡电路，通过仿真中可以通过改变电感或者电容的值，可以直观观测到输出端正弦波的频率变化。考虑到本课程的工程性特点，为了进一步提高学生的动手实践能力，在仿真实验和课程理论教学的基础上，就必须加入实际的动手实验[3]，将仿真设计的电路和理论知识实体化，这就需要通过实际的高频信号源、高频电路、测试仪器让学生亲自动手，进一步掌握高频电子线路的功能和分析方法，并且充分认识到实际实验中可能遇到的一些现象以及问题，从而为学生后续对于其它课程的学习和以后从事具体工作奠定坚实的基础。
3任务驱动
任务驱动是在教学过程中引入一些具有代表性的典型实例，通过将一些课程内容实例化，将具体的实例以任务的形式下布置给学生，要求学生通过查阅大量的文献资料，结合课堂理论内容，进行研究设计，通过这种实例化的任务形式，旨在培养学生分析问题、提出问题、解决问题和独立探索的能力。在这个实际的具体的研究学习过程中，学生能够逐步体会到知识实例化的效果，而且每解决一个小问题学生都会有很强的成就感，从而激发起他们学习—探索—再学习—再探索的兴趣。例如在本学期的课程讲授中，将2014年TI杯竞赛陕西赛区的F题“无线电能传输装置设计”略作简化后以任务的形式布置给学生，通过这种方式，首先，它可以将学生的兴趣激发起来，让学生明白该课程的学习不只是纯理论那么枯燥，通过对这些理论的系统学习，最终可以用相应理论来解决实际问题；其次，这种教学形式可以引导学生自发进行探索，基于仿真实验、理论分析、实际实验等途径，自主分析问题、提出问题、解决问题；再次，教师在实际的理论教学过程中，把与课堂相关的理论内容抽象出来，结合实际任务进行讲解，取得了不错的教学效果。此外，通过这些实例，除了会使学生对高频电子线路这门课程内容掌握之外，还会激发学生对其他后续课程的学习积极性。例如无线电能传输装置的发射部分主要包括了高频电子线路中典型的振荡器电路和微波技术与天线中天线设计和电磁场与电磁波等课程的内容。
结束语
关键词：Multisim；单管放大电路；仿真分析；放大电路
中图分类号：TN7；TP39 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）05-0-02
0 引 言
模拟电子技术是电子、通信类专业的一门专业基础课。通过这门课的学习，使学生掌握电子电路的基本理论与基本实验技能，并初步具有电子电路的设计和创新能力。随着科技的发展，电子电路分析和设计方法实现了现代化和自动化，在教学中适当引用计算机辅助工具实现硬件设计软件化，让实验变得简单、方便，同时可帮助学生快速理解理论知识。使用Multisim软件不仅可以快速设计电路，还可与理论设计进行比较，为电路的进一步调试提供便利，极大地缩短了产品的研发周期。
本文以典型的单管放大电路为例，具体介绍了利用Multisim设计单管放大电路，并对其进行静态和动态分析，得到放大电路的静态工作点，分析静态工作点的影响因素；在动态分析的基础上得到了电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及带宽。
1 Multisim仿真软件功能及特点
学习电子技术，不仅要熟练掌握电子器件以及电路的基本原理、参数计算方法，更重要的是对电路的分析、应用以及开发。Multisim是一款在业内广泛采用的电子电路仿真与设计软件，其功能强大，能最大化满足使用者的需求，其拥有的专业功能可以轻松处理较为复杂的电路设计。它包含电路原理图的输入、电路硬件描述语言输入，具有丰富的仿真分析能力，元件库中提供了大量仿真模型，确保了仿真结果的准确性、真实性和实用性，并集成了多种虚拟仪表，包含大量设计实例、课程设计和研究项目，使得实验更加简便快捷。
2 单管共射放大电路设计
根据NPN型晶体管的特性，设计一个输入电阻为Ri、输出电阻为Ro、电压放大倍数为Au的共射放大电路，电路设计具体过程如下：
（1）晶体管是放大的核心元件，输入信号为正弦波电压Ui。在输入回路中，加入基极电源VBB使晶体管基极与集电极之间的电压UBE大于开启电压UON，并与基极电阻Rb同时决定基极电流IB；在输出回路中，应该让集电结反向偏置，使晶体管处在放大状态，所以集电极电源VCC应该足够高，这里取12 V，基本共射放大电路如图1所示。
（2）在实际电路中，通常用一个直流电源代替基极电源和集电极电源，为了设置合适的静态工作点，在输入回路中增加一个电阻Rb1，得到如图2所示的直接耦合共射放大电路。
（3）加入输入信号时，图1的Rb和图2的Rb1上均有电压损失，减小了基极与发射极之间的电压差值，影响了电路的放大能力。由于电容有“隔直通交”的作用，在输入端加入大电容C1，使输入信号可以无损失地加在基极与发射极之间，在输出端加入电容C2，连接放大电路与负载。为了稳定静态工作点，并增大放大电路的交流电压增益，在发射极端增加一个电阻Re和一个电容Ce并联电路，具体电路如图3所示。
3 静态工作点分析
为保证放大电路不失真地对已知小信号进行放大，设置合m的静态工作点非常必要。将输入信号置零，使直流电源单独作用时，将基极电流、集电极电流、晶体管b-e间电压和管压降称为静态工作点Q，通常记为IbQ、IcQ、UBEQ、UCEQ。在图3所示的阻容耦合共射放大电路中，已知Vcc=12 V，Rb1=5kΩ，Rb2=15 kΩ，Re=2.3 kΩ，Rc=5.1 kΩ，RL=5.1 kΩ；晶体管的β=50，rbe=1.5 kΩ，UBEQ=0.7 V，分别取C1、C3、Ce为30 μF、10 μF、50 μF。根据晶体管特性以及回路方程，估算静态工作点。因为（1+β）Re>>Rb1∥Rb2，所以 ：
（1）
（2）
（3）
（4）
然后通过Multisim的仿真功能与菜单栏Simulate选项中Analysis and Simulation中的DC Operating Point Analysis直接测出b、c、e的节点电压和Rc的支路电流。静态工作点分析如图4所示，其中V（b）=2.98 V， UCEQ=V（c）-V（b）= 6.80V-2.35 V=4.45 V， I（Rc1）=1.01 mA，由此可以看出仿真结果与理论估计值接近。
通过公式（1）～（4）可知，静态工作点与Rb2的取值有关，Rb2越小，静态工作点越高。将Rb2换成最大阻值为100 kΩ的滑动变阻器。改变Rb2，采用直流仿真方法测出四组不同阻值下的静态工作点，数据结果见表1所列，可以看出随着Q点的增高，IEQ越大。
4 动态参数分析
在电路的交流通路中，用h参数等效模型代替晶体管得到交流等效电路，这样的分析方式称为h参数等效模型分析。电容对交流信号短路，晶体管用h参数模型代替，画出图3的交流等效电路图如图5所示。电路的放大倍数Au、输入电阻Ri和输出电阻Ro称之为动态参数，根据电路的回路方程，可以得到动态参数的表达式：
（5）
（6）
（7）
在输入输出端接入万用表，设置为交流电压档，测得输入端电压为14 .142 mV记作Ui，输出端电压为1.173 V记作Uo，根据公式（5）计算得到放大增益Au为83.57，输入输出电压如图6所示。也可以放入双踪示波器，A通道连接输入端，B通道连接输出端，打开仿真开关，得到图7所示的输入、输出波形，可以看出输入输出波形有180°的相位差，并且输入波形被放大了81.5倍，与理论值相差甚微。
在输入端并联一个电压表，串联一个电流表，测得输入端电压和电流，通过计算得出输入端电阻Ri为1 kΩ；在输出端采用同样的方式得到输出电阻Ro为5 kΩ，电表均设置为交流档（即AC档）。由以上分析可知理论计算数值与仿真结果基本一致。
用波特图示仪测试电路的幅频特性曲线，共射放大电路幅频如图8所示。由图可知中频电压增益为39.834 dB，根据频带宽度的测量原理，移动测试指针，使幅度值下降3dB，找到半功率点，低端频率fL约为134.4 Hz，高端l率fH约为1.425 MHz，同时计算出放大器的频带宽度fW=fH-fL≈1.4MHz。
5 结 语
利用Multisim仿真软件对单管共射放大电路进行设计和仿真，对电路的静态工作点和动态参数进行详细分析，理论与仿真结果基本相同。在仿真过程中充分利用Multisim的多种仿真方式，快速得到仿真结果，先仿真后制作增加了设计成功率，提高了实验效率。作为教学辅助工具，该设计方法对其他电子电路的设计有一定的参考价值与不可估量的作用。
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关键词：高频电子线路；工程意识；课程意识；实践
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)01-0241-02
高频电子线路是电子与通信类专业的一门非常重要的专业基础课。现在高频设计和测试人才供不应求，其主要原因是难学，难成才。高频以现代模拟通信系统组成框图为纲，研究各功能电路的工作原理与分析方法，具有基本概念多，单元电路多，分析方法繁杂，以非线性为主的特点。而且实际电路与工程设计联系紧密，新技术层出不穷，所以高频的教学迫切需要教师具有完整的课程意识，需要创新式的教学方法，需要形成层次化的实践教学体系，来提高学生的研究分析能力、实践动手能力和处理工程实际问题的能力。
1构建完善的课程意识
教师课程意识的强弱程度直接影响着教改的成败和教学质量的高低。这就要求教师在教学的过程中必须对课程具有相当的敏感度和自觉性，建立并不断更新完善自己的课程意识，全面提升“高频电子线路”这门课程的教学效果。下面探讨了教师必须构建的几种课程意识：
1）主体和目标意识。高频电子线路教学的目的就是培养学生在无线电通信以及相关领域从事产品设计开发、科学研究等方面的能力。从教学规律来讲，这门课具有极强的理论性、实践性和应用性。因此在教学过程中，必须认同教师和学生都是课程的主体，教师要从学生既有的基础知识、实际需求和未来发展来创造性构建合理完善的课程体系。
2）资源意识。采用多媒体软件形象生动的体现枯燥的理论知识，调动学生的学习兴趣，利用教育部组织建设的高校精品课程资料库拓宽教师的教学思路，根据课程特点，通过采用EDA仿真软件仿真基本电路、分小组研讨设计方案等方式提高学生的电路分析能力。
3）创新意识。课程改革需要创新，优秀的工程人才需要创新能力，教师的课程创新意识在整个创新教育中占据着举足轻重的地位。
4）评价和反思意识。评价意识促使教师深层次的思考课程对学生未来发展的影响，从而优化课程体系，改革课程考核方式，高频电子线路采取笔试、动手实践能力、平时成绩相结合的形式。同时，教师也需要对自己的课程实施过程不断进行反思，思考不同教学方法的采用对学生收获的改善情况，从而确定针对具体内容的最好教学方式，进一步提高教学效果。
2采用多样化的教学方法
1）采用科学生动的事例激发学生的学习兴趣。根据授课内容选择生活中常见的实例，通过类比的方法帮助学生理解晦涩难懂的理论知识。在讲解调制和解调概念时，高频信号好比“高速交通工具”，声音好比“待出发的人”，高频载波信号携带声音信号通过天线发射在自由空间进行传输，在接收端从已调信号中恢复基带信号的整个发射接收过程好比人借助高速交通工具例如飞机完成从一个城市到另一个城市的迁移。通过类比，理论知识变得生动具体，学生的学生兴趣得到提高。
2）运用多媒体课件形象化教学内容。在教学中采用多媒体和板书结合。对于抽象的教学内容采用多媒体课件，通过大量动画和图片加深学生理解。例如讲解丙类功率放大器为什么效率比甲类乙类高的时候，可以通过动画体现三种不同工作状态时，只有丙类导通角最小，功率管有电流的时候两端的电压正处在较小的时间段，从而功耗小，效率高。动画形象生动，一目了然，可以使学生很容易掌握抽象的理论知识，教学效果好。
3）利用multisim仿真软件渗透理论知识。Multisim用软件的方法虚拟电子与电工仪器和仪表以及电子与电工元器件，通过软件将仪器和元器件合为一体，是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。调制和解调电路、混频电路是高频电子线路的重要构成部分，其本质都是完成频谱搬移，由于是非线性电路，分析复杂。因此，可以借用multisim10创建普通调幅波的产生和解调电路，抑制载波的调幅波的产生和解调电路、混频电路，利用multisim强大的分析功能分析电路的时域波形和频谱结构，从而帮助学生更好的理解原理以及应用，提高学生的分析电路能力。
4）结合工程案例提高学生的思辨能力。高频电子线路实际是一个有机整体，每章讨论了其中的一个模块，课本更注重功能模块的理论分析，所以在每章结束时给出工程中实际应用到的相关电路，和学生一起探讨具体电路设计时应该注意的问题和考虑的因素，既拓宽了学生的视野，又形成了工程意识。
3建立层次化的实践教学体系
高频电子线路中存在很多难以理解的原理，实践教学有助于学生理解并运用所学方法解决实际问题，增强学生的应用知识能力和创新意识。
1）开设EDA仿真实验，提高学生的分析电路能力。Multsim10的提供数千种电路元器件供电路设计选用，它的虚拟仪表/仪器种类齐全，而且具有非常详细的电路分析功能。能克服实验室条件对传统电子设计工作的限制，可轻松完成各种电路的搭建、仿真电路的测量。
2）选用高频试验箱，完成验证性实验和系统设计实验。通过高频实验箱和60MHz的双踪示波器，万用表，高频信号发生器，等一系列仪器的时候，首先完成高频小信号频带放大电路、高频功率放大器、振荡器、混频电路、调幅电路、解调电路等功能模块电路技术指标的测量。然后通过试验箱提供的模块电路，调整每个模块的参数，并有序连接各个功能模块，构成小功率调频发射电路和接收电路。由于高频电路实验受到分布参数的影响，调整比较困难，如果只是做验证性实验，学生的系统能力很难提高，一定要通过设计性实验，自己动脑思考，动手操作，处理错误的能力和工程意识才会得到加强。
3）结合实际应用，设计制作应用电路。设计制作实际的应用电路能使学生的分析电路、设计电路的能力得到质的飞跃。通常在高频课的第一节课时，会提供十个选题，包括组装调试调频收音机、调幅收音机、对讲机、无线遥控系统等，要求学生自己分组选择题目，经过一个学期的理论学习，实验学习，以及查阅相关资料，相互探讨，在课程结束时集中一个礼拜完成相关课题的调试。在培养同学团结协作的团队精神时又提高了学生综合的工程素质。
为了培养高素质工程技术人才，教师需要不断完善课程意识，不断改革教学手段，不断改革实践教学内容，充分利用各种辅助教学系统，进一步提高教学质量，同时要在掌握理论知识的基础上，通过实践环节，不断培养学生的分析能力，设计能力，创新能力，以适应新世纪人才需求。
参考文献：
[1]郭元祥.教师的课程意识及其生成[J].教育研究,2003(6)
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