通信电子电路范文

时间:2023-03-19 10:09:17

通信电子电路

通信电子电路范文第1篇

无论进行何种教学改革,应该明确,课程教学仍是教学的主线,在教学过程中,必须树立课程的重要地位,加大学生学习的主动性。坚持经常的学习价值观的教育来启发学生的认知内驱力。正确地引导学生的求知欲,适时激发他们的学习动机和兴趣,势必产生学习的原动力。在第一次课堂上要明确“通信电子电路”在通信工程专业以及工作中的重要地位。介绍与“通信电子电路”相关的广播、电视、导航、雷达等相关专业,强调该课程对于这些相关专业的重要性;然后从应用角度出发介绍该课程在社会工作中的广泛应用,激发学生学习“通信电子电路”的强烈愿望;最后以实际电路为例,以信号传输为主线,简单介绍其工作原理。使学生对通信电子电路的认识由抽象变为形象,由原理转化为实际应用。

2教学方法改革

2.1以多媒体技术进行辅助教学,以形象代替抽象

近年来,射频电路应用的频率越来越高,为适应现代通信技术发展的需要,让学生了解高频电子通信技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。教学过程中,使用多媒体手段进行辅助教学,将教材中的图形、文字、公式及推导过程形象的展示在课堂上,以取得更好的教学效果,同时,对重点、难点部分设计生动的Flas演示,便于学生对内容的理解和提高学习兴趣。在课堂上使用ADS等软件,对相关章节涉及的实验进行现场演示,直观地反映电路的工作原理,让学生更加形象地掌握电路的工作原理和工作过程,使学生对整个电路有更加深刻的认识。以形象代替抽象,提高了传统教学方法及手段难以达到的教学效果。

2.2通信电子电路课程设计

课程设计是继理论教学和实验教学之后的又一个重要的实践性教学环节,它的任务是在学生掌握电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后,利用Multisim、ADS等EDA软件让学生综合应用通信电子电路知识进行高频通信系统电路的仿真设计、安装和调测,提高综合应用知识的能力。在理论课程教学期中考试完成以后,引导学生在教师的指导下,自主选题、自主设计来完成,设计过程中要进行数据分析处理和撰写总结报告等工作,不断提高同学的自我学习能力、团结协作能力和组织实施能力。具体做法是:(1)自主选题(3名学生自由组合为小组),利用Multisim、ADS等EDA软件对选题进行调研、分析和设计,并利用软件仿真得出较为合理的参数和结果;并用实验完成选题的设计要求,形成创新性作品。(2)学生根据选题任务书撰写论文。(3)教师根据创新性作品完成情况、论文评定给出成绩,成绩计入学期总成绩。(4)选拔部分能力较强的学生设计制作实际电路,为参加课外科技创新活动做准备。

3理论课程中软件实验环节建设

通信电子电路理论课程配有相应的硬件实验课程,该课程传统开设的实验内容以单元电路的验证为主,且实验条件有限,学生的主观能动性没有充分发挥。鉴于目前射频电路的应用越来越广泛,我们对课程进行改革,加入软件实验环节,让学生利用ADS等软件完成射频通信电路的设计、仿真和测试,对一些新技术、新器件,及硬件实验无法进行的实验内容,可以利用仿真软件及时的跟踪、了解、学习使用。提高其综合应用和动手实践的能力。如软件实验之一“射频宽带放大器的设计与仿真”,我们进行了直流分析、设计偏置电路、电路稳定性设计、输入匹配设计、匹配网络的实现和原理图仿真等内容。在2.45GHz处,增益为14dB,噪声系数小于0.7dB,整个电路无条件稳定,实现射频宽带放大器的设计。通过射频宽带放大器的实验,使学生对理论知识有了更深刻的认识,并锻炼学生的实践动手能力,达到了预期的效果。

4促进教学团队的建设

通过“通信电子电路”课程改革与实践教改项目的实施,不断吸引教师加入,形成教师团队,建设一支结构合理、学术水平高、教学能力强的教师梯队。在完成“通信电子电路”、“通信电子电路实验”课程的教学、指导电子设计竞赛,形成团队互动,优势互补、资源共享,提高指导教师的综合实践能力,提升竞赛成绩。

5结语

本文针对通信电子电路课程理论教学的特点,设计了以课程教学为主线,多媒体技术为辅助,使用ADS软件进行课程设计的教学方法,以提高学生解决实际问题和实践动手能力。使用仿真软件,还弥补了实验场地、仪器设备缺乏的问题,因此,仿真实验作为硬件实验教学的补充手段,非常具有实际意义。通过改革、创新教学,通信工程专业师生在全国大学生电子设计等科技竞赛中取得较好成绩,如2011级通信工程专业学生作品“红外光通信装置”获全国二等奖,“射频宽带放大器”获省级一等奖。培养适应社会需求的人才是高等教育的主要目标,“个性化,特色化”的培养模式是当前学生培养的主流。如何在教学中突出特色,培养专业基础扎实、动手能力强、具有创新意识的学生是教学改革的主要目标,也是我们需要不断探索和实践的课题。

通信电子电路范文第2篇

1通信电子电路教学改革的必要性

通信电子电路是通信、电子、测控等专业的一门重要的专业基础课程。它的主要内容包括:小信号调谐放大器,高频调谐功率放大器,正弦波振荡器,振幅调制及其解调,振幅调制及其解调,角度调制及其解调,混频器,变频器,锁相环路等。课程涉及的知识面广,与许多课程联系紧密,理论性强,内容较为抽象,实验难度大,授课时间少;它不仅要求学习者掌握好低频电子线路理论和电子器特性的相关知识,而且要求学习者具有较好的非线性数学分析能力[2~3]。本文结合学校自身的情况和要求,对通信电子电路实践教学遇到的部分问题提出改革的建议。

2加强教学内容和其它相关课程的联系,提高教师教学水平

首先,通信电子电路作为高校中讲授通信电路基本组成和工作原理的课程,与高等数学、低频电子线路、信号与系统、通信原理等多门课程的知识体系都存在一定的交叉。在理论教学中兼顾必要的理论知识讲解,重视实际应用的同时不拘泥教材内容,适当引入新知识,摒弃目前不常用的知识,授课过程中避免进行繁琐数学公式的推导,重点突出对通信电子电路概念的物理含义的理解和电路工作基本原理的理解以及通信电路实际应用的学习,从而达到授课事半功倍的良好效果。对于通信电子电路课程存在:课时少、课程涉及内容广、理论较复杂、概念抽象、内容理解困难等问题,教师不仅需要对通信电子电路的课程教学内容进行相应的更新和优化,而且需要提高教师的教学理论水平和加强教师实践环节教学能力。本着“理论和实践相结合”的理念,强调理论教学的同时注重教学过程中的实践环节,不仅能提高学生的学习积极性,而且能促进和强化学生对理论知识的掌握。

3重视电子辅助设计的创新教学,提高学生动手能力

通常在实验教学过程中,验证型实验为主,缺少创新实验。通常学生根据实验目的,实验电路,仪器设备和较详细的实验步骤,通过实验来验证通信电子电路的有关理论知识,最终达到巩固基本知识和基本理论目的。由于实验通常在实验箱中完成,受到元件和实验箱电路的限制,一般给学生提供的创新实验空间很小,通常学生实验的积极性不是很高。根据多年的教学经验和目前通信的快速发展趋势,我们编写了实用的通信电路仿真软件实验教材。通过EDA软件工具,学生可以在计算机上搭建实验平台,对通信电路进行设计、仿真、调试和性能评估,实验内容形象、生动、易懂,学生学习兴趣得到提高,学生的思维得到开拓。通过软件的使用,学生不仅在有限的时间内轻松巩固通信电子电路的理论知识,而且培养了实际的动手能力。同时我们可以将仿真实验与传统实验结合起来,在传统实验前,让学生根据传统实验的具体要求,先使用软件工具对实验电路进行仿真,初步了解本次实验的原理和基本内容,然后在本次实验做的过程中,比较仿真与本次实验中的现象和数据的差别,积极分析产生差别的原因,通过传统实验与仿真实验相结合,充分利用各自的优势,相互弥补各自的不足,学生解决通信电路问题的能力和实际制作通信电路的能力得到了提高,同时理论知识得到了巩固和升华。

4侧重教学和实训紧密结合,加强教学相长

学生完成了整个课程理论课程和实验课程后,我们安排了通信电子电路课程设计的教学内容对学生进行的综合性实践训练,目的是为了提高学生实践能力。在为期两周的综合性实践训练的课程中,我们要求学生在所学的通信电路的基本原理和基本单元电路基础上,紧密联系实际,自己动手搭建通信电路系统。在课程设计过程中,我们坚持以学生为本,主张学生自拟题目,指导老师审核,或者指导老师提供一些难度适中的参考题目由学生选择。在整个课程中,学生首先通过系统的功能框图画出相应的电路原理图,其次运用EDA仿真软件进行电路设计和电路性能的分析与仿真,最后使用元器件搭建相应的硬件电路,实现系统功能。通过通信电子电路课程设计,学生能够掌握所学各环节知识,同时具备了对通信电路的较高的分析能力、设计能力和评估能力。同时学生的分析问题、解决问题、设计电路的能力有质的飞跃,从由元件到电路,最终达到了系统级的认识。通过对通信电路的设计、搭建和调试,学生会遇到理论教学中,甚至实验环节中一些意想不到的许多实际问题,通过和教师共同积极的解决这些实际问题,不仅提高学生的电路设计能力及工程应用能力,而且加强了教师的指导能力,实现了教学相长。

5参加全国大学生电子设计竞赛,培养学生创新能力

全国大学生电子设计竞赛与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合,推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作。竞赛的特色是与理论联系实际学风建设紧密结合,竞赛内容既有理论设计,又有实际制作,以全面检验和加强参赛学生的理论基础和实践创新能力。我校通过参加了4届全国大学生电子设计竞赛,取得了傲人的成绩,培养了一大批既有扎实的理论知识,又有较高实践创新能力的大学生,同时促进了学校的教学改革和实验室建设工作。

6结语

通信电子电路范文第3篇

[关键词]通信电子电路;教学改革;教学方法;教学内容

[中图分类号]G642

[文献标识码]A

[文章编号]2095-3712(2014)28-0059-03

[基金项目]本文系广西高等教育教学改革工程项目(2013JGZ128)的研究成果。

[作者简介]陈冬梅(1976―),女,湖北荆门人,硕士,桂林电子科技大学信息与通信学院副教授,研究方向:无线通信,通信网络。

通信电子电路是通信工程、电子信息工程、电子科学与技术等专业中的一门重要的专业基础课,也是一门理论性、工程性和实践性很强的专业基础课。它主要研究模拟通信系统中一些基本单元电路的组成、工作原理及功能、基本分析方法和工程计算方法,强调电路结构和单元电路的模型化。[1]通过学习这门课程,学生可以初步具备通信系统的设计和安装技能,并能使用电子仪器进行调整和测试,为以后专业课的学习打下基础。本文根据多年的教学实践,分析该课程教学现状,探索教学改革。

一、课程教学现状

(一)教学内容多,课时少

根据学校的教学改革要求,通信电子电路课程的课时被压缩,造成教学内容多与教学课时少的矛盾。[2]同时,先修课程所接触的电路基本上都是线性电路,而本课程涉及的电路是非线性电路,因此教师教得费力,学生学得吃力。

(二)与先修课程、后续课程联系密切

通信电子电路的先修课程有高等数学、大学物理、电路分析基础、模拟电子技术、信号与系统等,后续课程有通信原理、现代移动通信系统等,因此它是一门承前启后的课程。[3]

(三)理论教学与实践教学的脱节

理论教学中介绍的电路多是分立元件电路且没考虑实际电路的高频效应,学生在课堂上很少接触实际的电子产品及电路,实践教学多以验证实验为主,缺少创新性和自主性。[4]

(四)理论教学和集成电路学科发展差距大

理论教学仍以较为经典的分立元件电路的内容为主,这与集成电路学科发展的差距较大,造成学生所学与所用脱节,学而无用的现状,也就是说,学生在学习本门课程之后难以设计出实用的高频、射频电路,甚至连相关的文献资料也看不懂。

二、教学改革的探索

针对上述教学现状,本文对通信电子电路课程教学改革进行了如下探索:

(一)修改教学大纲,精简教学内容

随着通信技术和集成电路技术的飞速发展,电路的集成度越来越高,通信电子电路的课程教学大纲和教学内容要顺应时代潮流不断更新,删除、缩减一些陈旧的教学内容,比如丙类倍频器、二极管调幅电路等,增加一些新技术的介绍和典型的集成电路模块,比如锁相环倍频器、集成模拟乘法器调幅电路等。除此之外,相似内容避免重复讲,比如幅度调制、乘积型同步检波、混频器等电路的核心器件都是相乘器,只需要详细介绍首先接触到的幅度调制电路选用什么样的相乘器来实现以及相乘器工作原理,后两种电路中的相乘器介绍即可忽略。

(二)改进教学方法,实现本课程的承前启后

由于通信电子电路课程是一门承前启后的专业基础课,所以理论教学过程中要采用适当的教学法。

1.移植教学法引导学生“承前”

案例一:LC选频回路。

教学过程中,采用如下步骤进行:

(1)LC选频回路是线性元件电感、电容、电阻等组成的电路,因此它是一个线性系统。

(2)接着,让学生回忆信号与系统课程中线性系统的常用分析方法,即频域分析法,将信号与系统中的频域分析法移植到LC选频回路的分析中,从系统传输函数的幅频特性和相频特性两个方面来分析LC选频回路的选频效果。

案例二:正弦波振荡电路。

移植教学法可以不断提出问题让学生思考。教学过程中,采用如下步骤进行:

(1)设问:正弦波振荡电路是线性电路还是非线性电路?(是典型的非线性电路)这种非线性系统采用什么分析方法――图解法、幂级数分析法等?由于正弦波振荡电路在起振初期的信号是小信号,所以可以将正弦波振荡电路看作是一个近似的线性电路,采用模拟电子技术课程中微变等效电路分析方法来分析其振荡条件的满足。

(2)在微变等效电路分析的基础上推导振荡条件、振荡频率等。教学过程采用这种移植教学法给学生不断设问,引导学生思考问题,这样学生很容易接受陌生的教学内容,也能学会分析问题、解决问题的方法,也会明白学以致用的道理。

2.对比教学法引导学生“承前启后”

下面分别通过案例一说明如何采用对比教学法“承前”,通过案例二说明如何采用对比教学法“启后”。

案例一:高频小信号调谐放大器。

模拟电子技术中介绍过低频放大器,通信电子电路介绍高频小信号调谐放大器,如图1所示。这两者的共同点是都属于电压放大器,可以采用对比教学法分析高频小信号调谐放大器的性能,过程如下:

图1 高频小信号调谐放大器

(1)对比电路结构的不同。教学过程中可通过设问来比较两者的电路结构的不同。不同点之一:低频放大器的输入信号形式通常采用阻容耦合方式,高频放大器采用变压器耦合方式。不同点之二:低频放大器的负载是电阻,高频放大器负载是LC选频回路。

(2)分析步骤的异同点。分析步骤的异同点如表1所示。高频小信号放大器的分析部需要低频放大器的步骤一。因为低频放大器的微变等效电路采用H参数,H参数与放大器的静态工作点参数有关,而高频小信号放大器的微变等效电路采用Y参数,Y参数与放大器的静态工作点参数无关,所以忽略此步骤。接下来的步骤二是类似的,但是这部分学生往往对电容电感的处理感到棘手,教学中常用黑板板书列出电容电感元件处理方法的不同,如表2所示。步骤三是类似的,只不过分别采用H参数,Y参数微变等效电路。步骤四也是类似的,性能指标的计算有所不同而已。若采用这种对比教学法的话,学生能轻而易举地掌握高频小信号放大器的分析方法。

案例二:幅度调制、频率调制和相位调制。

本课程中介绍的三种调制方式都属于模拟调制方式,虽然模拟调制系统在现今通信中不大常用,但是模拟调制是后续课通信原理中模拟调制、数字调制的分析基础。两门课程都会介绍模拟调制,但是侧重点和分析内容不同,因此可以采用对比教学法来“启后”。比如,通信电子电路着重介绍调制信号是单频信号情况下的三种模拟调制原理及电路形成,而通信原理着重介绍调制信号是带限信号情况下的三种模拟调制原理及相应的模拟调制系统的性能分析,系统性能分将会有助于课程设计和毕业设计中如何选择一个合适的调制方式来实现通信。

(三)加强实践教学,以赛促学

实践教学是理论教学的重要辅助部分,也是提高教学质量的重要手段之一。对于通信电子电路课程来说实践教学尤为重要。

首先要合理安排实验内容,减少验证性实验,多让学生的动手设计部分电路或改进部分实验电路,这样既能加强对理论知识的理解,又能锻炼学生的动手能力。

其次要加强课程设计,丰富课程设计内容。针对学生的个人特点,课程设计可以设定为软件仿真类、硬件设计类课程设计,硬件设计类的课程设计也不一定要学生设计一个全新的通信系统,可以试着用学过的理论知识来改进现有电路以实现一个新的功能。

最后还要以赛促学,调动学生学习本门课程的积极性。教学过程中可以将全国电子设计大赛和广西电子设计大赛与本课程教学内容密切结合,课堂上适当介绍本学科的发展前沿,推动本课程的课程教学、教学改革等,激发学生的学习兴趣。我校的科协和创新基地等为学生提供了动手的平台,学生参加各类电子类大赛成绩斐然,很好地激发了学生的学习热情。[5]

(四)充分运用多媒体和仿真软件

在信息时代的大环境下,多媒体教学已成为一种趋势。多媒体教学融入文本、电路图、框图、动画等元素,使抽象的内容形象化、生动化,学生容易理解和接受。比如在讲解高频小信号调谐放大器时,通过多媒体动画演示,引导学生思考下一个要分析的问题是什么。

另外,将仿真软件Multisim引入到课堂教学,相当于将实验室搬到课堂中,利用强大的虚拟仪器仪表功能对讲授的单元电路进行仿真实验,这样可以加深学生对电路功能的理解,使教学内容更加直观。

三、结束语

本文针对通信电子电路的教学现状,对教学方法进行了探索,通过具体的教学案例重点介绍了如何实施移植教学法和对比教学法。总之,在教学过程中,只有不断进行教学方法的改进才能取得好的教学效果,激发学生的学习兴趣,培养学生的动手能力。

参考文献:

[1] 王卫东,陈冬梅,胡煜.高频电子电路[M].第3版.北京:电子工业出版社,2014.

[2] 陈冬梅,周胜源.Multisim 8软件在通信电子电路课程教学中的应用[J].桂林电子科技大学学报,2009(4):317-320.

[3] 李士军,宫鹤,徐艳蕾.“高频电子线路”教学研究[J].长春理工大学学报,2012(8):201-202.

[4] 景新幸.高频电子电路实验・设计・仿真[M].成都:电子科技大学出版社,2011.

通信电子电路范文第4篇

关键词:《通信电子电路》;教案;多媒体;课程设计;教学效果

《通信电子电路》是一门理论性和实践性都极高的通信工程专业,尤其是无线通信方向的重点基础课程。通信电子与大多数的先修课程有明显区别,其的工作频率非常高,所以学生要掌握其的方式相对较难。为了要增强教学效果,教师应当进行教学方式创新,引入新型的教学模式先吸引学生的兴趣。在多年的通信电子电路教学中,笔者总结出了以下几点教学经验,已经取得了一定的教学效果。

1做好课前准备

课前准备其实就是教学的教学前先进行备课,先对课堂中的内容熟悉一遍,在对学生的实际情况进行分析,选择适合的教学方式。课前准备的流程其实就是教学中的核心步骤,在如今的教学授课趋势中,编写教案还为何需要被重视?这是由于在教学过程中教案起着突出的中介功能。虽然在信息化的时代中采用多媒体教学的方式极为方便,但是做好课前准备是教学更应该做的核心步骤,才能够真正的达到教学目的。一个成功的教学必定能够写出优秀的教案,是教师负责任、智慧以及创造力的体现,对教学效果的提升有重大帮助。要写好教案,就必须掌握以下几点:(1)认真备课。教案的编写一定要结合当下教学情况进行,注意在知识面全面融合的基础上去进行教学拓展,让学生能够学习到更多丰富知识。例如,在撰写关于FM发射机结构框图部分的教案时,因为当今的FM发射机极少采用多级倍频器来产生所需载波频率,因此教案上应合理取舍这些已被淘汰的方法。(2)课程架构要科学合理。每一个学生都有自己的特点,所以针对不同的学生要制定不同的方式,教师应当灵活的安排课程架构,做到开拓学生思维,提高学生的学习能动性。(3)寻找有效教学方式。寻找有效的教学方式最主要的基础就是掌握学生的实际情况,教学应当用此来展开教学,营造轻松的课堂氛围,增强教学效果。(4)要明确教学课堂中所用方法,并明确该方法能否提高学生的学习自主性。教师的理论知识灌输仅仅只能教授学生,真正要把知识吸纳成为自己的知识,还需要通过不断实践才行。例如在讲授正弦波振荡器知识点时,直观判断振荡器输出的波形种类可以从时域波形上入手,但从频谱上看则更为直观地去定性判断输出波形质量。(5)教案必须不断完善。教案的编写不是一蹴而就的,当你初稿完成之后还需要进行审阅,发现不足之处还需要不断改善。课前编写教案其实就是对课堂的一种假设,教案是否有效还是要看具体的课堂完成效果,在教学课堂中教学可以根据教学效果来判断教学编写的成功与否,找出存在的问题并且进行补充与完善。所以在教学编写之后需要进行多次检查,才能够对其中的不足之处进行详细分析与改进。(6)提前进行教案编写。并不是在课前才去编写当天的教案,教案必须要提前安排时间准备好,最好是一周之前就开始准备。这样后期有发现问题才能够有充足时间改造,才不会因为遇到棘手的问题就无法解决。比如学生在课中提出一些有关于频谱的非线性搬移问题,教师如果没有编写出相应的表格是很难进行讲解清楚的。只有通过清晰明朗的比对,学生才能够更加容易了解其内容。

2发挥多媒体教学优势

在信息化的时代中,多媒体教学已经成为一种潮流。大学生更热衷于新鲜的教学方式,采用多媒体这样图文并茂的教学方式更加容易吸引学生,多媒体的教学方式不仅能够提高学生的学习积极性,也方便于学生对课堂内容的理解,有明显提高教学效果的优势。兴趣是最好的老师,这句话已经得到专家的普遍认可。活泼、生动、直观是多媒体教学的一个重要优势,它能把本来枯燥的文字、图片、表格、公式等变得声色兼具,激发学生学习兴趣。

3通过课程设计提高实践能力

每一个课堂设计都是为了提高教学效果,多媒体作为教学的辅助手段,不能被过度依赖,多媒体教学的视听优势比起实践来说还是逊色很多,对于学生的实践能力培养并无多大效用。《通信电子电路》是一门实践性非常强的学科,如果你只是传授理论知识不注重实践能力培养,那么想要学好这门课是相对较难的。在这门课的实际教学中经常会出现一种问题,就是在理论考试中成绩极其优秀的人,在实际的实践考试连最简单的实物电路板都无法完成,是当下学生出现最严重的问题。因此,要想全面提高学生的成绩,就应该把理论与实践相结合。对于通信电子电路中存在的教学问题,采用实践的方式就能够完美解决,正确的引导学生应当把时间与理论结合起来学生,对于学生的动手能力培养有很大帮助,对于教学效果的提升也有极其明显的效果。

4结论

要真正学好《通信电子电路》,学生就应该把轻实践、重理论的观点改掉,把这两者进行紧密结合。教师要把教学效果大大提升,就应当提前做好课前准备,利用多媒体技术、实践动手能力培养等等方式去改进教学方法。在师生两个方面同时进行努力,便可以显著提升教学效果。

参考文献:

[1]李学农,丁彦青,温玲.多媒体教学优化设计[M].广州:广东高等教育出版社,2013.

[2]孙菊如.课堂教学艺术[M].北京:北京大学出版社,2012(08).

[3]扈中平.教育学原理[M].北京:人民教育出版社,2008(05).

[4][美]Joyce,B.等,荆建华等译.教学模式.7版(万千教育)[M].北京:中国轻工业出版社,2015.

通信电子电路范文第5篇

关键词:LC并联谐振回路; 幅频特性; 相频特性; 正弦波振荡器

中图分类号:TN713+.2-34 文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2011)17-0190-03

LC Parallel Resonant Circuit in Communication Electronic Circuits

CUI Xiao1, ZHANG Song-wei2

(1. Zhengzhou Normal University, Zhengzhou 450044, China;

2. Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management, Zhengzhou 450015, China)

Abstract: LC parallel resonant circuit is an unit circuit commonly used in communication electronic circuits. Its amplitude-frequency and phase-frequency characteristics were obtained by circuit analysis. The three main applications in communications electronic circuits are regarded as the frequency selection and matching network of amplifier, the frequency selection and feedback network of the sine wave oscillator, and the amplitude-frequency and frequency-phase converters in modulation and demodulation circuit.

Keywords: LC parallel resonant circuit; amplitude-frequency characteristic; phase-frequency characteristic; sine wave oscillator

LC并联谐振回路是由电感线圈L、电容器C与外加信号源相互并联组成的振荡电路。在不同工作频率的信号激励下,LC并联谐振回路表现出不同的阻抗幅频特性和相频特性。在通信电子电路中,它是一种应用非常灵活的单元电路,在放大器、混频器、正弦波振荡器以及调制与解调等功能电路中, LC并联谐振回路充当着不同的角色。

1 LC并联谐振回路阻抗的幅频特性和相频特性

图1所示为典型的LC并联谐振回路。其中,r代表线圈L的等效损耗电阻。

1.1 谐振

根据回路谐振时,其等效阻抗为纯电阻,可以得到谐振时ω0L=1/(ω0C),由此求得谐振频率ω0=1/LC,或者f0=12πLC。

此时,并联谐振回路的电压与电流同相,电阻RP是纯电阻,并达到最大值。

1.2 失谐

通常,谐振回路主要工作在其谐振频率ω0的附近,因此,研究其失谐特性也主要研究其在ω0附近的频率特性。在高频电路中,当ω十分接近ω0时,设Δω=ω-ω0,式(2)可变换为:

1.3 LC并联谐振回路阻抗特性总结

由上述分析可知,LC并联谐振回路的主要特点是:

(1) 当ω=ω0时,回路发生谐振,此时回路阻抗为最大值,是纯电阻,相移为0;当ωω0时,回路失谐,此时回路呈容性,相移为负,且最大值趋于-90°。

(2) 它的相频特性曲线位于第二、四象限,在中心频率附近相频特性曲线具有负斜率。

2 LC并联谐振回路在通信电子电路中的应用

LC并联谐振回路在通信电子电路中的应用由它的特点决定。具体说来,主要包括三大类,其一是工作于谐振状态,作为选频网络应用,此时呈现为大的电阻,在电流的激励下输出较大的电压;其二是工作于失谐状态,此时呈现为感性或容性,与电路中其他电感和电容一起,满足三点式振荡电路的振荡条件,形成正弦波振荡器;其三是工作于失谐状态,即工作于幅频特性曲线或相频特性曲线的一侧,实现幅频变换、频幅变换以及频相变换、相频变换,构成角度调制与解调电路。

2.1 用作选频匹配网络的LC并联谐振回路

选频即从输入信号中选择出有用频率分量而抑制掉无用频率分量或噪声。在通信电子电路中,LC并联谐振回路作为选频网络而使用是最普遍的,它广泛地应用于高频小信号放大器、丙类高频功率放大器、混频器等电路中。这些电路的共同特点是:LC谐振回路不仅是一种选频网络,通过变压器连接方式,还起到阻抗变换的作用,减小放大管或负载对谐振回路的影响,可获得较好的选择性。

由于LC并联谐振回路作为选频网络使用时功能相似,本文着重介绍高频小信号谐振放大器。高频小信号选频放大器用来从众多的微弱信号中选出有用频率信号加以放大,并对其他无用频率信号予以抑制,它广泛应用于通信设备的接收机中。单调谐放大器电路及交流通路,如图3所示。

在图3中,LC并联谐振回路作为晶体管集电极负载,它调谐于放大器的中心频率。在联接方式上,LC回路通过自耦变压器与本级集电极电路进行联接,与下一级的联接则采用变压器耦合。

其作用是:通过自耦变压器耦合形式可将集电极所要求的负载变换成较大的负载,从而减小对LC并联谐振回路中品质因数的影响;与下一级的变压器耦合联接则可以减小下一级晶体管输入导纳YL对LC谐振回路的影响,同时,适当选择初级线圈的抽头位置以及初次级线圈的匝数比,可使负载导纳与晶体管的输出导纳相匹配,以获得较大的功率增益。

2.2 正弦波振荡器中使用的LC并联谐振回路

正弦波振荡器在通信电路中有着广泛的应用,如无线电通信、广播、电视设备中用来产生所需要的载波和本机振荡信号。反馈振荡器是一种常用的正弦波振荡器,LC并联谐振回路在正弦波振荡器中有两类应用:一是作为变压器耦合LC振荡器或者三点式振荡器的选频反馈网络;二是在石英晶体泛音振荡器中作为电容和晶体等共同构成三点式振荡器。

2.2.1 作为正弦波振荡器选频反馈网络的LC并联谐振回路

如图4所示,图4(a)为共基极变压器反馈式LC振荡器,图4(b)是三点式振荡器电路的基本形式。

在这类反馈振荡器电路中,把反馈电压作为输入电压,LC并联谐振回路主要作为选频反馈网络使用。输出端的信号被反馈至输入端,且反馈信号与输入信号相位相同,形成闭环正反馈,从而不需要外加信号激励就可产生输出信号,产生自激振荡。

在满足振荡起振相位条件的同时,LC振荡器还可实现相位稳定,当相位平衡条件被破坏时,在LC振荡器的作用下,线路能重新建立起相位平衡点。这是由于相位稳定条件和频率稳定条件实质上是一回事,因为ω=dφdt,相位的变化必然引起频率的变化,相位超前导致频率升高,相位滞后导致频率降低,因此频率随相位变化可表示为dωdφ>0。

振荡器的选频网络采用LC并联谐振回路,由图2(b)可知,在振荡频率附近,它具有负的斜率,即频率与相位的变化趋势相反。当振荡频率发生变化的同时,LC谐振回路中产生一个新的相位,用以抵消这个由于外界原因引起的变化,从而保持相位平衡点的稳定。

2.2.2 作为电容构成泛音晶体振荡器的LC并联谐振回路

在外加交变电压的作用下,石英晶片产生的机械振动中,除了基频的机械振动外,还有许多奇次频率的泛音。当需要工作频率很高的晶体振荡器时,多使用泛音晶体振荡器。图5所示为泛音晶体振荡器。

图5中石英晶体与CL支路呈电感特性,以石英晶体、C2以及L1C1回路一起构成三点式振荡器,根据三点式振荡器的组成原则(射同它异),L1C1谐振回路应呈容性。假定图中石英晶体工作在5次泛音频率上,标称频率为5 MHz,为了抑制基频和3次泛音的寄生振荡,L1C1回路应调谐在3次和5次泛音频率之间,即3~5 MHz之间。由图5(b)所示的L1C1谐振回路电抗特性曲线可知,对于5次泛音频率5 MHz,L1C1回路呈容性,电路满足三点式振荡条件,可以振荡。对于小于L1C1回路谐振频率的基波和3次谐波,回路呈电感特性,不符合射同它异的组成原则,不能产生振荡。对于7次及7次以上的泛音,虽然L1C1回路也呈容性,但此时的等效电容过大,振幅起振条件不能满足,振荡也无法产生。

2.3 实现幅频变换和频相转换功能的LC并联谐振回路

LC并联谐振回路阻抗的相频特性是一条具有负斜率的单调变化曲线,利用曲线中,线性部分可以进行频率与相位的线性转换,这主要应用在相位鉴频电路中;同样,LC并联谐振回路阻抗的幅频特性曲线中的线性部分也可以进行频率与幅度的线性转换,因而在斜率鉴频电路中也得到了应用。

以斜率鉴频器为例,如图6所示,图6(a)是谐振回路的输入电流与输出电压。图6(b)是其中的频率-振幅变换原理。图6(c)为单失谐回路鉴频器原理图。

调频信号的电流是等幅、频率随调制信号变化的电流。当此电流通过斜率鉴频器的频率-振幅变换网络时,由于LC并联谐振网络的中心频率为f0,输入的高频信号使LC网络一直处于失谐状态,即工作于谐振曲线上以A为中心的BC之间的区域。当输入信号频率增大时,工作点由A向C移动,对应的输出电压由Uma减小为Umc;反之,当输入信号频率减小时,工作点由A向B移动,对应的输出电压由Uma增大为Umb。当输入信号最大频偏Δfm变化不大时,线段BC很短,可近似看作直线,因此它所产生的频率-振幅变换作用是线性,输出电压振幅的变化与输入信号频率的变化呈线性关系。因此网络可以将等幅的调频信号变成调幅-调频信号,该信号再经过二极管包络检波器就能够解调出输出信号。

3 结 语

LC并联谐振回路是通信电子电路中经常用到的单元电路,理解它在不同情况下所表现出来的特性,灵活掌握它的应用,对于分析整个电路的性能具有重要作用。

参 考 文 献

[1]顾宝良.通信电子线路[M].2版.北京:电子工业出版社,2007.

[2]朱华光,朱玮玮.RLC串联谐振电路的实验研究[J].现代电子技术,2010,33(21):199-202.

[3]吴慎山.高频电子线路[M].北京:电子工业出版社,2007.

[4]侯丽敏.通信电子线路[M].北京:清华大学出版社,2008.

[5]李小珉,许炎义,解锋,等.LC振荡器教学难点解析[J].电气电子教学学报,2010,32(5):58-59.

[6]阳昌汉.高频电子线路[M].北京:高等教育出版社,2006.

[7]曾兴雯.高频电子线路[M].北京:高等教育出版社,2009.

[8]张肃文.高频电子线路[M].5版.北京:高等教育出版社,2009.

[9]于洪珍.通信电子电路[M].北京:清华大学出版社,2005.

[10]余萍,李然,贾惠彬.通信电子电路[M].北京:清华大学出版社,2010.

作者简介:

崔 晓 女,1972年出生,河南孟州人,讲师,硕士。主要从事通信信号处理的研究工作。

通信电子电路范文第6篇

【关键词】《通信电子电路》;教案;多媒体;课程设计;教学效果

《通信电子电路》是通信工程专业特别是无线通信方向的一门理论性和实践性都很强的重要基础课程。由于绝大多数通信电子电路工作频率很高,因此学习方法、分析方法、实现方法跟很多先修课程区别较大,学生一时难以适应,为提高教学效果,需要教师进行教学模式的精心设计与合理创新。

在数年的教学过程中,笔者总结了以下多管齐下的教学方法和手段用于实际教学,能明显提高教学效果。

1 认真写好教案

教案是教师在熟悉课程内容、了解学生实际情况的基础上,对教学过程的预先设计。教案的编写过程是教师设计教学活动的核心过程之一。在现代化教学手段日益成为授课主流的今天,为何还一定要编写教案呢?因为教案在教学过程中起着重要的中介作用。虽然多媒体课件可以提高教学直观性,但是编写教案能使教师更合理地安排教学内容,达到更好的教学效果。

根据《通信电子电路》的课程性质及任务,教学内容主要分为五大章节:LC谐振网络、正弦波振荡器、高频放大器、模拟调制和解调和反馈控制电路。教案的设计要体现出每个章节的重点和难点,比如LC谐振网络的重要内容包括其幅频特性和相频特性、品质因素Q的理解和计算等;正弦波振荡器要体现出起振和维持振荡的条件;高频放大器要区分输入信号是大信号还是小信号等等。

优秀的教案是教师教育思想、智慧、动机、经验、个性和教学艺术性的综合体现,对提高教学效果很有帮助。想要写好教案,需要注意以下几点:

1)认真备课。平时要注意拓展知识面,编写教案时才能不与日新月异的知识脱节,使学生掌握最新的知识。例如在撰写FM发射机结构框图部分的教案时,由于现今的FM发射机已很少采用多级倍频器来产生所需要的载波频率,因此教案上应对这类已淘汰的方法作合理取舍。

2)科学确定课程结构。根据不同的教学内容、不同的学生来灵活编排课程结构,以此启发学生的思维,调动学生的学习积极性。

3)确定有效的教学方法。根据学生的实际情况挑选最佳的方式展开教学,活跃课堂氛围,提高教学效果。

4)教案中应该体现讲授知识时采用的具体方法,并明确这种方法是否有助于促进学生自主学习和讨论。学生只有通过实践练习,才能真正掌握教师讲解的理论知识。例如在讲授正弦波振荡器时,从时域波形上可以直观判断振荡器输出的波形种类,但如果要定性判断输出波形质量,从频谱上看则更为直观。

5)教案要不断完善。撰写教案不是一次性劳动,初稿完成后,需要平时不断充实和完善。教案是课前的一种教学设想,能否行之有效,还得通过教学实践来检验。教师只有在讲课的过程中才能发现教案和教学中存在的问题,及时补充和修改教案,经常检查教案的成功和不足之处,找出原因和改进手段。

6)提前编写教案。只有提前编写,才有充裕的时间做好各项准备工作。不至于遇到特殊情况措手不及。例如,在讲授AM调制在频谱上属于线性搬移时,就应该提前估计到学生可能会问频谱的非线性搬移问题,此时最好提前编写一个关于频谱搬移的对比表格,以此举例说明,让学生有一个明确的印象。

2 充分利用多媒体教学的优势

多媒体作为一种重要的教学手段已得到广泛应用。大学生天性好动、追新、个性,多媒体教学手段声像兼备,图文并茂,活泼直观,可以极大调动学生的注意力。充分利用多媒体教学的优势,能明显提升教学效果。

专家们已经普遍认为,兴趣是最好的老师。多媒体教学的一个重要优势就是活泼、生动、直观,能把枯燥的文字、画面、图表、公式等变得有声有色,能创设良好的学习情境帮助学生集中注意力、激发学习兴趣,提高教学效果。《通信电子电路》的教学内容中不乏比较枯燥的推理、证明和作图。例如在讲到晶体管高频功率放大器的工作类型时,随着输入信号的强弱不同,以及晶体管基极直流偏置电压的极性和大小不同,功率放大器的工作类型可以是A类、AB类、B类和C类等,而区别这些工作类型的根本是晶体管电流导通角的不同。那么如何将电流导通角、输入信号的强弱和晶体管基极直流偏置电压有机联系起来呢?传统的黑板教学很难很好地解决这个问题,但是如果利用多媒体教学,在座标轴上画出相应的静态特征曲线、动态波形图,并且使各工作类型与相应的特征曲线和动态波形图一一对应起来,就可以直观地解决这个问题,提高教学效果。

大学本科的很多课程中都要学习和消化一些比较枯燥的理论知识,《通信电子电路》也是其中之一,仅凭教师在黑板上的静态板书,学生认知的直观性基本为零,几乎注定无法达到满意的教学效果。充分利用多媒体教学的优势,能把枯燥、抽象、静态、乏味的推理过程变为生动活泼的文本、声音、图像、视频和动画,充分调动学生所有感官,使抽象问题直观化、复杂问题简单化,学生的思维会更活跃,思路会更清晰,教学大纲中的重难点也更容易被理解和接受。例如在讲到Y参数等效电路时,如何正确画出一个实际放大电路的等效电路是关键。多媒体教学时,可以设计flas,对每个元器件的作用和等效情况分别予以标注,并对实际电路图作动态等效替换,同时用EDA软件(EWB、Multisim等)仿真,从而直观地解决这个难点,提高教学效果。

3 通过课程设计提高动手能力

各种教学手段的最终目的都是为了提高实际教学效果,多媒体只是教学的辅助手段之一,不能过分依赖,多媒体教学的能看、能听、能感觉等永远不如实际多动手更能培养学生的动手能力。

《通信电子电路》是一门实践性很强的工程科学,决不能只重理论不顾实践。在实际教学过程中经常发现,不少学生的理论考试成绩很高,90多分,但却连一个非常简单的电容三点式振荡器实物电路板都不会做。因此,通过课程设计提高学生的动手能力和实际应用能力非常重要。

在课程设计时,可以将EDA分析和仿真技术融会贯通,结合《通信电子电路》理论,提出要完成的课程设计任务,在实验室或者机房,要求学生在教师的指导下自主设计、仿真和调试电路。通过“教师引导、学生设计和仿真、实际电路制作和调试、教师验收和总结”的设计步骤,使学生和教师共同参与、共同讨论,在课程设计过程中提高实际动手能力,做到理论和实践均衡掌握,改变理论教学与工程实践脱节的问题。

课程设计的实践过程能在一定程度上解决《通信电子电路》课程学习中学生重理论、轻实践的不良倾向,培养学生把理论知识应用到实际电路设计中的能力,加强学生对理论到实践转化的理解,增强学生的动手能力,从而大大提高教学效果。

4 小结

学生要真正学好《通信电子电路》,必须同时在理论和实践环节下功夫;教师要真正教好《通信电子电路》,必须通过认真写好教案、充分利用多媒体教学、重视课程设计等多种方法,努力钻研,不断摸索。只要师生齐心协力,就一定能提高教学效果。

【参考文献】

[1]李学农,丁彦青,温玲.多媒体教学优化设计[M].广州:广东高等教育出版社.

[2]孙菊如.课堂教学艺术[M].北京:北京大学出版社,2006,8.

[3]扈中平.教育学原理[M].北京:人民教育出版社,2008,5.

通信电子电路范文第7篇

关键词:轨道交通;信控专业;工程应用;电子电路课程;EDA平台支撑;

中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)07(b)-0000-00

Abstract. Electronic circuit course is one of the important basic courses for undergraduate students in the electronic majors. The current teaching approaches are proposed for undergraduate education, not suit for distinguished engineers. In order to meet the requirement of distinguished engineer education, we propose a novel approach - EDA learning carrier teaching for undergraduate electronic circuit course in railway transportation majors. In this approach, teacher explains theory of electronic circuit course using EDA, and students participate in problem solving, solution verification, practice and examine (theory and practice) with EDA. It aims to promote the ability of linking theory with practice and problem solving.

Keywords: Railway Transportation; Signal and control major; Engineering application; Electronic circuit course; EDA platform support ;

1.引言

现代科技飞速发展对本科层次工科教育提出新的要求,现代工科培养目标是造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的各类型工程技术人才,服务国家的新型工业化发展和创新型国家建设 [1],为此,国家战略性的提出了“卓越工程师计划”。对于本科电类专业,电子电路课程是必修课程,是高校培养电力电子工程师和相关领域科研人才的最重要基础课程之一,它包括了电路原理、模拟电子技术和数字逻辑电路课程。随着电路集成度和规模不断扩大,EDA软件已成为电路设计、分析、测试和仿真必不可少的工具,EDA课程是基于EDA的电子技术实践课程,是电子技术工程师培养不可缺少的课程。轨道交通信控专业(本科)是适应新时代轨道交通大发展背景下设立的高层次人才培养专业,具有极强的工程应用背景,因此,如何实现适用于轨道交通信控专业的电子技术课程教学是该专业人才培养的关键环节。

图1给出了电路原理、模拟电子技术,数字电路以及EDA技术的知识点关联。从图可知,电路原理与模拟电子技术是紧耦合关系;数字逻辑电路与模拟电子电路的信号处理对象和分析方法完全不同,两者的直接耦合点较少;EDA技术课程与电路原理和电子技术基础紧密相关,贯穿于电子电路课程的整个体系中。

2. 电子技术课程教学的问题

1)在制定本科教学计划时,高校通常将电子电路课程和EDA技术课程开设在不同学期,其中,电路原理和电子技术基础基本为必修课程,而EDA技术课程为选修课程,有些高校甚至不开设EDA课程。EDA课程的弱化导致学生对电子电路课程所学知识的应用了解不深刻,理论联系实际不够,解决问题和动手实践的能力较弱。

2)在课堂中,学生是“听”和“看”。“听”是学生听教师的讲解,“看”是学生对课本和多媒体课件内容的阅读,目前的多媒体课件仍然以静态内容为主,少数有动态演示。电子电路课程的知识体系庞大、理论抽象、难点较多,特别是一些电路的参数复杂,输出变化多,静态课件无法帮助学生深入和理解知识点,学生收获甚微。

3)电子电路课程与电子技术发展联系紧密,电子技术的不断革新使课程必须紧跟其发展步伐。电路中许多科学问题来源于实际技术与工程问题,传统的电子电路课程教学针对的是电子技术发展中某阶段的问题,对许多新出现的问题具有不适应性,例如,对较大规模的电路分析,仅通过多媒体课件和教师讲解无法使学生对其深入的理解。

3 基于EDA平台支撑的教学模式

电子电路课程的改革和探索主要有三种,一种是通过引入EDA等技术进行辅助教学[2-3],提高课堂效果,这类方法以EDA为辅助教学手段;其次是通过教学内容的提炼,突出重点,分层教学,是理论教学层面的改进[4];第三种是基于项目的实践化教学,偏重实训,主要用于课程设计和高职高专教学[5-6]。以上的教学改革对象为本科基础理论教学和高职高专实训教学,与本科层次人才的培养并不适应。轨道交通信控专业的培养计划为“厚基础、重实践、求创新”,其课程教学应该有根本性的变化。

3.1 课程教学

新的课程教学有以下特点:1)教学载体和内容需适应电子技术领域的前沿发展;2)从单一的学生学习知识和利用工具变为以现代化电路辅助设计(EDA)工具为支撑的“基础理论+工程应用”模式;3)应以将提升学生的工程应用能力(特别是与轨道交通信号控制系统相关的应用)为重要指标。

基于EDA平台支撑的电子技术课程教学旨在使学生打下扎实的理论基础,培养学生独立思考意识,提高学生的实践和解决问题的能力。EDA平台支撑的教学针对轨道交通信控专业培养所提出的教学方法,是将EDA技术融入到电子电路课程的教学各环节,包括课堂讲解、课程练习和课程考核,为理论教学提供系统性教学手段,具有工程技术创新的培养特点,在原有理论教学的基础上,更强调先进性、技术性和工程应用性。

3.2 教学流程

针对轨道交通信控专业本科层次人才培养,我们提出了一种新的基于EDA平台支撑的电子电路课程教学。基于EDA平台支撑的教学以“问题提出理论知识点(EDA工具) 教师讲解(EDA工具)问题解决(EDA工具):包括学生验证(EDA工具),练习与考核(EDA工具)”为教学链,通过以EDA为载体形式在教学链中嵌入,达到理论知识点与应用的双重教学目的。EDA嵌入式教学包含以下重要节点:

教师讲解与演示:利用EDA系统进行电子技术知识点讲解,以动静结合的方式讲解重要知识点和难点;

解决方案:思考问题的解决方案,由教师进行实例求解和讲解,学生参与部分问题求解;

学生对多种EDA系统(Multisim-电路原理,PSPICE-模拟电路,QuartusII-VHDL和Preteus-数字系统设计)的学习与使用;

验证:学生利用EDA系统对问题的方案进行实际测试和验证,在验证过程中提出新的问题,达到理论联系实际的效果;

课后练习:教师布置课后习题内容,学生利用所学知识和EDA系统完成作业,以此巩固知识点,提高问题解决能力;

课程考核:分为理论考核部分和项目实践,理论考核部分主要测试学生基本定理掌握和知识点的理解;项目实践则需要学生根据题目在EDA系统上完成方案设计、电路设计、仿真与测试,项目考核是考察学生对理论知识点的应用能力。

图2中对比了传统EDA辅助教学和新的EDA平台支撑教学模式对比。从图2中看出,EDA学习载体的教学是EDA作为与电子课程中各问题求解的手段,并不是单一的演示,是一种基于EDA平台的教师-学生的互动教学方式,而非简单的将EDA作为演示或仿真手段,这与EDA辅助教学是有本质区别的。

4.结束语

电子技术课程是轨道交通信控专业的基础必修课程,其重要性不言而喻,该课程的行业背景决定了该课程教学必须兼具理论基础和工程应用两个方面。为了适应新时代的本科层次工程技术人才培养要求,本文提出一种基于EDA平台支撑的教学模式,旨在提高学生的理论联系实际和解决轨道交通电类工程问题的能力。

References

[1] Ministry of education, China Academy of Engineering, 《General criteria for the education and training program on excellent engineer 》 2013.

[2] Wang Weidong, Qin dongcheng, Zhao Zhonghua, The introduction of EDA, to improve the teaching of Electronic Circuit Courses, Journal of Research on Higher Engineering Education, 1(2002)76-78.

[3] Gao Haikuo, Ma Shengnan, Exploration on teaching reform of electronic circuit CAD, Education Teaching Forum. 19(2014)40-41页

[4] Nie Hui, A preliminary study on the teaching method of "three cases" in the course of electronic circuit, Theory and Practice of Contemporary Education ,5(2013) 106-107

[5] Zhu Zhenghua, Reform and exploration of electronic circuit curriculum design, China modern educational equipment, 10(2007) 100-101

通信电子电路范文第8篇

关键词:电力;电子电路;数字化控制

前言

在电力领域运用的电力电子电路技术,即在一定状况下利用电力电子器件控制和变换电能。从转换功率上来看,通常在1W到1GW之间,这与信息电子技术存在显著的差异,信息电子技术是对电子技术进行的模拟,运用于计算机的信息处理之中,而电力电子技术运用于对转换电力。在新形势下,数字化控制技术取代了传统模拟控制,能够消除温度漂移、便于调整变参数等诸多优点,使数字化控制技术为电力电子电路的安全性与可靠性大大提升。

1.在电力电子电路中运用单片机进行调控

单片机,即在电力电子电路中的单片微控制器,表面上看,它只是逻辑功能芯片,但在一定状况下它能集成计算机的集成系统于一个芯片上,甚至可以说微型芯片能成就计算机。微型芯片不仅在物质表现在存在体积小、质量轻的优点,在计算机软件的开发和运用过程中也提供了理论依据上的完善,为单片机详细掌握计算机构造和运行原理打下基础。在电力电子电路的使用中,单片机主要作用于电路中的运算和调节电压电流,这直接影响着整个电路系统的运行。在电力电子电路数控技术中真正实现了双调控制高频PWM控制,在特定层面上来看,单片机的运用能缓解甚至解决PWM中高频与精度之间的使用矛盾。另外,单片机还能运用至工业测控、智能仪器表等结构中,在未来甚至可能运用到生活家电之中。单片机的运用是传统模拟电路运用的全新突破,以数字化控制技术提升工作效率。但当前的单片机控制存在一些精度和频率上的矛盾尚待解决,因此DSP作为更现金的电子电路技术油然而生。

2.运用DSP在电力电子电路中进行调控

DSP即数字信号处理器,继承了波特率发生器与FIFO缓冲器于一身的新一代可编程处理器。DSP能一共更加高速同步和标准异步串口,甚至有的片内还具有采样/保持、A/D转换电路、PWM信号输出等功能。DPS与单片机相比,CPU的处理速度更快、集成度更高、存储容量更大的优势。属于RISC(即精简指令系统计算机)的DSP能将多数指令完成于一个周期之内,以并行处理技术在同一指令周期内完成多项指令。另外,DSP运用改进的哈佛结构,数据和程序空间独立,能同时对程序与数据进行存储。另外,DSP的高速硬件乘法器使其具有强大的数据运算能力。相对来讲,单片机属于CISC(即复杂指令系统计算机),运行指令周期一般要2~3个指令周期,它采用诺依曼机构,将数据和程序放在同一空间进行存储,这样在同一时刻无法同时访问指令和数据。受单片机的ALU功能限制,乘法运算需要通过软件来完成,因此要占更多的指令周期,相对速度慢。而DSP的单指令执行时间则快8~10倍,单次乘法运行时间则比单片机快16~30倍。在电力电子电路中,DSP主要控制主电路、监控及保护系统并进行系统童心等,其中具体运用电路有UPS逆变控制电路、功率因数校正电路、交流电机调速电路与谐波抑制电路等。DSP在电力电子电路系统中,还能负责数字锁相、控制显示、检测和上位机的通信。虽然DSP是使用中有诸多优势,但也存在一定的不足,例如PWM信号频率与精度、运算时间与精度、选择采样频率、采样超时等,这些缺陷直接影响着电路的控制性能。

3.在电力电子电路中FPGA的运用实践

FPGA即可编程门列阵。它是以GAL与EPLD编程器为基础发展而来的,它更加切合新形势下对专用继承电路的运用需求,更解决了定职电路在某些方面的不足、弥补了传统可编程器件门电路数有限的缺憾。FPGA属于可重构器件,在其内部逻辑上能根据用户需求进行个性化设定,因此相对及成都较高、处理速度也较快,使之在现阶段的电力电子电路中被广泛运用。FPGA可简要划分为三个部分,即可编辑逻辑块、可编程I/O模块和可编程内部连线。FPGA的及成都较高,比如,在一片FPGA之中,至少有几千个等校门,而通过FPGA能对这些十分复杂的逻辑进行系统化的科学处理,从而完成多块机车定点路与分立元件组成电路。FPGA还能利用VHDL进行电路系统的相关设计,通常能分为对电路系统的行为描述、门级描述和RTL描述三个层次,若各方面条件都适合,则电力电子电路能混合仿真三个层次,便于对电路系统进行数字化设计,因此在其体积、成本、可靠性等方面都具有显著优点。相对来讲,DSP更适用于取样速率低、软件更为复杂的情况下进行使用,而在系统取样速率较高、数据率较高、相对操作条件简单、任务较为固定的状况下,则更适合使用FPGA。目前,FPGA在逆变器控制系统、PWM控制与直流电机的调速中都有不同程度的运用和发展。

4.结束语

因此,在电力电子电路中运用数字化控制技术,与传统的模拟控制电路相比固然具有显著的优势,但在更深入的研究中却存在一定的局限性。随着我国电力电子电路技术的日趋复杂化、高频化发展,芯片的单一使用往往无法满足预期效果。可见,在电力电子电路的研究与发展中,利用控制芯片的优势和相关运用条件进行组合运用,将有利于发挥其最大的数字化控制作用,才能真正促进电力电子电路的优化发展,这也是当前电力电子电路中数字化控制技术的主要发展趋势。

【参考文献】

[1]赵异波,何湘宁.电力电子电路的数字化控制技术[J].电源技术应用,2012,11(01):6-8.

[2]秦瑜瑞.浅谈电力电子电路的数字化控制技术[J].科学中国人,2015,32(04):55.

[3]袁宁.计算机控制技术在电力电子电路中的应用[J].通信电源技术,2013,03(03):27-40.

[4]柯励伟.浅谈电力电子电路的控制技术[J].科技资讯,2013,29(01):154.

通信电子电路范文第9篇

【关键词】电子电路;接地技术;接地方法

一、前言

随着我国经济的快速发展,我国的接地技术日渐成熟。针对电子设备本身的性能、特性而言,科学先进的接地技术才能确保电子设备的性能。结合自身的工作经验我们发现良好的接地设计不仅可以提高产品的可靠性与兼容性,还确保了施工人员的安全,同时还提高了电子系统工作的效率。在电子的设备设计中具体有哪些接地技术?下面结合常用的接地技术做详细的阐述。

二、接地技术的重要性

随着各种电子设备的智能化、集成化的发展,在电磁干扰的重要部分就是接地技术。电子设备的设计人员在设计过程中应该处理好接地技术,确保电子产品的可靠安全运行。在电子产品设计初期为了防止电子设备遭受雷击的侵扰应采取一定的保护措施,通过使用避雷设备可以将电流引入大地从而保护建筑物和人身安全。随着通信领域电子产品设备的发展,传统的防雷与设备的安全已经不能满足数字领域的发展。在电子设备的通信系统中大量的设备之间的信号互相联系,电子设备信号之间的互相干扰等电磁兼容问题也日趋严重,电子设计师在设计电子线路时要考虑如何规范、科学的接地可以确保电子设备的安全可靠的运行,因此更加科学的接地技术已经成为电子线路设计中必须考虑的重要一环。

三、电子线路设计中接地技术分析

在电子设备设计中常见的接地方式主要有以下几种方式:

(1)防雷保护地

防雷保护地即过压保护地,过压保护接地最常用的就是避雷针、避雷器,这种防护方式就是为防雷电而设置的接地保护装置。在雷雨的天气下通过避雷针或避雷器的方法对电子设备做好安全措施,以免电子设备受到损坏。避雷针的具体使用方法是通过铁塔或者建筑物入地,避雷器的使用方法是通过专用的地线,为了避免雷电通过引入线致使其他设备损坏,所以在防雷引入线上不能连接其他设备的地线。针对通信系统中电缆施工或电缆中需要防雷保护地,通过正确使用防雷保护接地,一是可以避免施工人员受到伤害,二是可以避免设备遭受雷击导致报废情况的出现。

(2)安全接地技术

安全接地主要是将高压设备与大地设备连接在一起,这种接地方式主要有两个方面的好处:一方面在设备使用的过程中,避免因为硬件的摩擦导致机壳带电;另一方面确保设备及用户的使用安全,避免高压设备在运行过程中释放静电。

(3)电源地

电源地是基于电源零电位使用的公共基准线。技术人员要考虑到各个电源的可靠性、稳定性并确保电源的正常工作,因此必须结合单元设备本身参数具有的差异性。电源可以在一定时间段之内实现对不同单元设备的供电。通过负载电路、功率驱动,采用功率地公共基准地线,采用功率地时需要与其他弱点分开并单独设置,这样做就可以避免系统受到干扰。

(4)信号接地

信号地即电子电路有一个统一的基准电位确保电路都有一个基准的电位点,信号地优点就是可以避免因为电位的浮动出现信号的误差。信号地连接的规则是同一设备信号输入端地域信号输出端地分开。信号地分为:数字地、模拟地、工作地。如果前级(设备)的输出地只能与后级(设备)的输入地相联系,这样可以避免引起信号的浮动。数字地即零电位的公共基准线。数字电路在工作过程中一般会处于脉冲状态,在脉冲前后频率会较高此时电磁波就会受到强烈的干扰,如果此时设计人员在设计线路时出现问题就会加剧电路互相干扰的程度。这种情况下,应该认真选择数字地的接地场所,降低干扰提高工作效率。模拟地即对电路的零电位进行模拟相关单位及相关技术人员必须考虑到模拟电路在整个电路中的重要作用,因为模拟电路中的电路复杂多样,因此模拟电路通过对电路的零电位进行模拟,如果在电力线路的接地设计中不合理就会阻碍电子电路的正常运行。工作接地主要是保证电路的正常工作,基准电位可以是点、段、块等。零点位性能不稳定很容易受到外界磁场的干扰,技术人员要考虑到这个问题。当基准电位与大地连接在一起时基准电位就是大地的零电位,此时外界电磁出现变化时不会对电位造成一定的干扰。

(5)屏蔽接地方法屏蔽接地要考虑到电磁兼容的因素并且将接地与屏蔽有效结合。平时所说的屏蔽接地主要有两种方式:分别是静电屏蔽与交变电场屏蔽。屏蔽接地要将接地与屏蔽相结合并考虑到电磁兼容的因素。屏蔽接地主要有两种方式:交变电场屏蔽与静电屏蔽。其中交变电场屏蔽是指交变电场容易受到多级放大电路、RAM电路,此时技术人员可以将金属屏蔽体安装在敏感电路与干扰电路中间,这样可以大大降低对交变电场对敏感电路的耦合干扰。静电屏蔽是指电导体外面,安装完整的金属屏蔽体。设备地包括小信号模拟电路、供电电路、数字电路等多种电路,设备地较为负责,因此在实施的过程中应该遵循原则,技术人员可以采用机械性能好、强度高的外壳可以减少电路对原件的干扰。

系统地电路复杂、密集在系统中存在多个设备、机柜,因此要考虑到系统接地的问题。在系统接地在设备启动、关闭的过程中会受到严重的电磁干扰,在线路导线之间也会产生一系列的耦合性干扰。结合上述的问题可以采用系统地的接地方式。在系统接地方式中实现了系统之间与大地之间的有效连接,从而可以提高电力设备的正常运行效率,降低电力设备所受干扰。

在系统接地的具体施工过程中还需考虑到以下情况,在接地极打入地下表层之后,技术人员可以通过添加适量的盐水增加地级的强导电性。在选择工作接地线时不能选择金属导管,但可以选择绝缘性能好的电缆。

四、结语

随着我国科学技术的大力发展,我国的电子设备得到了迅速的发展,为了确保电子产品电路运行的安全可靠性,在电子设备的接地技术中必须不断的提高技术,通过电子电路可行性方案的制定避免接地设计中出现的问题从而提高整个方案的可行性。在电子产品设计中,设计人员需要通过多种接地方法与技术降低设备的噪声,通过全方位提高电路的接地问题降低电磁的干扰,提高设备运行的稳定安全性。

参考文献

[1]侯鹤翔.电子产品设计中的接地技术[J].应用天地,2007,7(27).

[2]卢丽敏.电子通信设备中的接地技术分析研究[J].无线互联科技,2015(1):6.

[3]饶义琼,罗明阳车载电子系统的接地设计研究[J].微处理机,2015(8):12.

通信电子电路范文第10篇

作为现代电子技术的核心,EDA借助于工具软件平台,以系统逻辑描述手段完成文件设计、逻辑编译、化简、综合、优化以及级结构综合和仿真测试等利用软件和面熟性语言对系统硬件功能的实现。EDA技术的发展大致可分为三个阶段:第一阶段主要利用计算机程序编辑功能,人们开始用计算机取代手工劳动,利用计算机辅助设计,对于提高工作具有很大的帮助,由于技术还处于初步阶段,第一阶段的技术还不够成熟,发展水平还不是太好。随着EDA技术的不断发展,逐渐进入生命周期的第二阶段,这一阶段主要实现了自动布局布线、电路设计、PCB分析等功能,这一阶段由于发达国家竞争激烈,推动了EDA技术的进步,使EDA的发展水平有了很大的提高。EDA技术发展的第三个阶段,也即20世纪90年代到现在,EDA技术已经变得更加智能化,采用高级描述语言、系统仿真和综合技术将许多高层次设计用EDA工具完成。作为一个设计工具,EDA可以完成很多电子产品的设计工作,和传统的手工设计方法象比较,EDA技术具有以下特点:电路有较高的可靠性,速度快,硬件描述语言的使用,设计文档管理里更加简单方便,强大的电路仿真功能,具有自主知识产权、开发技术的可用性强、对设计者的经验要求低等特点,比传统手工设计更加简单、可靠、迅速、便捷,给电子线路的设计工作提供了极大的便利。

2EDA技术在通信电子线路中的推广应用

EDA技术对电子产品设计行业带来巨变,是电子通信领域的重要元素,对电子线路设计的发展带来了巨大的推动作用。因此,EDA技术在通信电子线路中的应用将越来越广泛,通信电子线路将和EDA技术有机的结合在一起,使电子设计线路变得更加的方便、可靠、安全。

(1)EDA技术应用于通信电子线路的教学实验中。通信电子线路是电子信息工程、通信工程等专业课程的基础课程,对于学生的学习具有很强的重要性,为了使学生能够更加清晰的掌握通信领域的基础知识,了解通信领域的基本功能和工作原理,需要更加精确的实验仪器加以师范,使其更加形象丰富的展示在学生面前,而传统的实验仪器精确度不够,进而印象实验的准确度,达不到实验想要的结果。但是EDA技术可以带给学生更加份丰富形象的课堂,使实验条件大大改观,不仅提高了实验的精准度,也丰富了学生的拓展能力。

(2)EDA技术在通信产品中的应用。随着人们生活质量的提高,对待通信产品质量的要求也越来越高,抗干扰功能要求越来越高,数字业务逐渐升级,模拟信道、模拟话音、模拟加密等对数字化要求越来越高。为了满足以上要求,电子线路需要较大调整,使用大量高速电子电路以及数模混合电路,使电路设计更加复杂,传统的设计多是拼接经验进行设计、验证、修改、再验证等一系列过程加以实现的,不仅耗时,还会增加成本,更重要的是缺乏精密仪器的分析,可靠性低。利用EDA工具可以进行更快、更准、更精确的设计出通信产品所需的电路。

(3)EDA技术在射频电子电路设计中的应用。设计射频电子线路是EDA技术在通信电子线路设计中最主要的表现,EDA技术是科学发展的产物,它主要借助于计算机在软件平台上用硬件描述性语言VHDL进行电子线路设计的编辑,然后自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真等一系列过程。EDA技术能够有效提高电路的可操作性,降低了设计工作者的设计难度和强度。为电子电路设计提供了极大的便利。(4)EDA技术在理论分析仿真方面的应用。传统的设计方法是需要先设计制作出一个整机,然后进行实验,合格之后才可以批量生产,不合格就需要重新设计制作新的样机,可靠性较低,且耗费较多的人力物力,而仿真软件则解决了电台设计中许多的技术难关,仿真软件砸器制作整机之前先进行原理仿真和虚拟联机两个过程,简化了整机制作的过程,节约大量人力物力,同时仿真系统提供更加精确的设计标准,使设计过程更加科学,为设计提供了可靠的依据。因此EDA技术已经成为产品研制,开发不可或缺的技术。

3结语

总之,EDA在电子通信领域中有着极为广泛的应用,它可以帮助技术人员更快、更准、更精确的产品设计,推动通信电子线路的变革,加快了通信产品的研制步伐。

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