孙雷明

（河南职业技术学院，河南 郑州 450046）

高频教学中的仿真工具应用探讨

孙雷明

（河南职业技术学院，河南 郑州 450046）

高频电子技术是电子通信专业学生重要的专业基础课，其实践性和理论性都很强。本文结合高频电子线路的教学实践，分析了仿真软件在高频电子技术教学中起到的帮助作用及特点。表明仿真软件对培养学生能力、提高教学效果方面有较好作用。

高频电子技术；仿真软件；Multisim

一、引言

高频电子线路是通信类和电子类专业学生的重要的专业基础课，其实践性和理论性都很强。高频电子线路课程的内容大部分都涉及到信号的频谱分析、非线性变换过程，其教学内容的枯燥及烦琐公式推导很容易使学生感觉高频学习起来索然无味，失去了学习的主动性。因此在高频教学过程中激发和提高学生的学习兴趣和积极性就显得非常重要。教学内容的针对性取舍，多媒体的充分运用，以及配套的实训、实验都是有效手段。

高频实训、实验一方面可以让学生脱离枯燥的理论学习，提高学生的学习兴趣和主动性。另外一方面，学生也可以更好地理解理论知识，并且也可以进一步的提高学生的动手能力和分析解决问题的能力。因此在高频教学中一些常见的仿真工具，如Multisim、PSPICE、Protel 99 SE等软件的应用就显得尤为重要，本文以Multisim软件为例来说明这些仿真软件的高频教学应用中的作用和优势。

二、Multisim简介

Multisim是美国国家仪器（NI）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。它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。

Multisim具有图形界面直观、元器件库丰富、测试仪器丰富、分析手段完备、仿真能力强等特点，能够呈现材料清单、元件详细报告、等7种报告，是电子电路学习时的有效地辅助工具。

三、Multisim11高频仿真应用实例

实训、实验教学时应用Multlsim软件仿真时，一般采用以下步骤来进行：首先根据用户习惯可以定制基本界面，然后从元器件库中逐个调用电路所需的元器件，将元器件拖到窗口界面中的相应位置。创建仿真电路，并设置电路参数。之后将仪器，如示波器、频谱分析仪等分别拖到电路中的合适位置，并将电路的待测量端分别连接到仪器相应的端口上。运行仿真，观察仿真结果并可利用分析工具加以分析。

在此以模拟乘法器调制电路为例来说明Multlsim软件仿真的高频应用。

在AM调制过程中，调幅系数Ma是一个很关键的参数，直接影响到输出调幅信号的质量，直接在课堂上的讲授学生很难完全搞懂调幅系数对整个调幅过程的作用。而Multlsim软件仿真则可以起到很好的辅助教学效果。

指导学生利用Multlsim软件完成图1所示的模拟乘法器调制电路。在电路中载波信号频率为100kHz.载波振幅为2V。调制信号频率为1kHz，调制信号振幅为2V。直流电源电压为3V。

图1 模拟乘法器调制AM电路

打开仿真开关，用示波器观察各信号波形。XSC1观察到的波形如图2所示。上面的波形是B通道输入信号.下面的波形是A通道输入信号。B通道输入的是调制信号，A通道信号是经过调制后生成的调幅波信号。调幅系 数 0〈Ma〈1，Ma=1，Ma〉1时 的AM波形分别如图2、图3和图4所示。

通过Multlsim软件仿真，可以使学生很形象直接的看到调幅系数Ma变化对输出调幅波形的改变。也可以对输出调幅波信号做频谱分析及傅里叶分析来观察AM调制过程中信号频率所发生的变换，更好地理解调制过程。当然在仿真教学时还需要教师能设计好仿真环节，理论联系实际，循序渐进，不断深入，并且具有启发和引导效果，使得学生能够通过动手深入思考，加深理解，发挥主观能动性和创造性，提高分析问题、解决问题能力。

图2 AM波形图（0＜Ma＜1）

图3 AM波形图（Ma=1）

图4 AM波形图（Ma＞1）

四、结论

由以上AM电路仿真实例可以看出，仿真软件在高频电子技术教学中通过实验、演示和电路分析可以很直观、形象地分析电路的特性，理解各种参数改变对电路的影响。另外也可以拓宽学生的知识面，提高其学习兴趣。但仿真软件也有一定的局限性，如果全部采用仿真来教学会影响到学生对实际电路和电子元器件的感性认识，对于真正电路使用时的一些细节问题得不到锻炼，因此在高频电子技术的教学中仿真软件是一个有效的辅助，和理论讲解以及实际电路实验有效结合在一起会起到很好的教学效果。

[1]张素文.高频电子线路[M].北京：高等教育出版社，1984.

[2]熊伟，等.Multisim7电路设计及仿真应用[M].北京：清华大学出版社，2005.

[3]孙俊卿，罗云林.基于Multisim的高频电路实验教学研究[J].实验技术与管理，2010，27（7）.

[4]张海燕.高频电子电路与仿真设计[M].北京邮电大学出版社，2010.

G712

A

1674-9324（2014）28-0184-02

孙雷明（1980-），男，河南郑州人，讲师，主要研究方向为电子信息技术。