基于MATLAB仿真的《高频电路》教学探讨

万凯，卢莎

（南京大学金陵学院信息科学与工程学院，南京 210089）

0 引言

随着科技的飞速发展，通信技术作为其中日新月异的一个领域，同样也在高速地发展。在高校通信专业的课程结构中，《高频电路》和《通信原理》作为其中重要的两门基础课程，对于通信专业人才培养起着重要的作用。

在这里，我们就《高频电路》的教学改进进行一些探讨。在传统的理论教学基础上，引入仿真软件对高频电路进行仿真，有助于进一步掌握理论知识，对即将开展的《高频电路》实验教学也能起到一定的促进作用。

1 《高频电路》传统教学模式的一些优缺点

《高频电路》这门课，有几个多，概念多，电路多，分析方法也多，传统《高频电路》的教学模式，一般采用先理论教学，后采用实验教学的方式，通常，理论和实验的教学会分开，放在两个相邻的学期。这种方式带来的好处是，学生通过理论教学可以先掌握《高频电路》的理论知识，了解整个理论的课程体系；而后再进行实验教学，对各个理论知识进行实验验证，从而促进《高频电路》理论知识的掌握和吸收。然而，学生在《高频电路》理论学习的时候，对于理论知识的掌握可能就有一定的难度，并不能很好的掌握，再加上相隔一个学期的时间，再来进行实验教学的时候，依然存在一定的难度。

1 MATLAB软件仿真对《高频电路》教学的促进作用

使用软件仿真来促进教学的方法很多高校都已经在使用。在《高频电路》这门课上，使用MATLAB等软件对信号进行仿真，并对电路运信号进行分析，不仅可以让学生通过仿真来观察各信号的产生和运行、信号输出的运行结果及频谱等相应的处理图形。关键在于，在理论课和实验课之间能够起一个衔接的作用。实验之前的实验预习要求学生回顾理论知识，同时对相关实验通过MATLAB作出仿真，不仅能够深入掌握理论知识的内容，同时也对实验的结果作出了仿真，进而通过实际电路实验后，两相对照，通过理论结合实践，更有利于学生掌握该部分的内容。

2 MATLAB在《高频电路》实际实验教学中的应用

在《高频电子线路》[1]中，像超外差式接收机，调幅、调频实验及相应的解调实验等，都可以使用MATLAB进行仿真。传统教学中，我们对信号的传输和变换进行分析，而通过MATLAB可以直接绘图，显得更直观。在这里，我们就用调幅实验来举个例子。

以普通调幅波（AM）为例，调幅波的表达式、波形，设调制信号为单一频率的余弦波：

载波信号为：

已调波的表示式为：

调幅波的频谱：

相应时域信号和频域信号波形如图1所示。

图1

在实验电路中，通常我们只能实现AM信号的调制和解调，而采用MATLAB进行仿真的同时，甚至可以加入不同信噪比对AM调制和解调影响等其他的仿真结果如图2所示。

图2

3 结语

信号仿真是非常实用的高频电路实验模拟工具，不仅可以加深对理论的理解，可以在实验前预先验证理论的正确性和实验结果，还可以通过仿真实现信号的进一步处理，得出在加入信噪比等不同条件下的信号处理仿真结果，对于实验教学的开展起到积极的促进作用。同时通过培养学生的仿真动手能力，实现学习提高和创新实践，开拓新思路，实现专业领域的进一步拓展。

[1]张肃文.高频电子线路（第五版）.高等教育出版社，2009-05-01