Multisim软件在高频电子线路课程教学改革中的应用

摘 要：《高频电子线路》课程专业性比较强、难度大，主要表现在概念抽象，信号逻辑关系繁杂，数学推理多，对模拟电子技术课程知识要求高。近年由于如生源质量下降等多方面原因，课堂上以PPT、板书的等传统教学形式，已经很难满足现在的高职学校教学需求了。因此在该课程的教学上要改革，最好能合理的利用好当代计算机仿真技术，提高教学效率和教学质量。结合实际情况对高频电子线路教学中的改革进行了阐述，并对Multisim 11的应用进行了介绍，希望对相关工作人员能有所帮助
关键字：高频电子；教学改革；multisim 12
高频电子线路课程是一门比较重要的专业基础课，目前本人所在工作单位的电子信息工程专业、微电子技术、通信专业等专业都开设有该课程。主要采用的教学形式有：1.课堂教学与实验结合。
1 目前高职院校高频电子线路课程教学现状
高频电子线路课程的主要特点是专业性强，难度大，知识点多，且概念抽象，同时要学好高频电子这门课对学生的抽象思维能力、逻辑思维能力、模拟电子技术的基础知识掌握程度等方面的要求比较高。教师课难上，学生课难学的现象普遍存在。造成这种现象的原因除了高频电子线路这门课程的自身特点外，还有其他方面原因，比如1.高职学生入学基础普遍较差，学习方法存在一些问题。2.学习态度不够积极，普遍缺乏学习动力，对课堂教学的期望过高等等；3.自制力不好，沉迷网络游戏等。
2 目前几种教学方法比较
在高频电子课程中，比较常见的课程有以下几种，如讲授教学法、现场教学法等，以及现在用的借助multisim仿真教学法等，以下对几种教学方法的优缺点进行比较
2.1 讲授教学法
讲授法是一种比较传统的教学方法，是教师在课堂上用简单、高效的的运用口头语言表达的方式将知识、思想观念等系统地向学生进行传授。但是讲授法有人批评它是“照本宣科”、 “填鸭式”的教学，这是不无道理的。高职学生的自身的学习习惯存在一些问题，且学习基础普遍一般，学习主要以被动吸收的比较多。在面对高频电子线路课程特中的抽象理论，复杂公式，难以理解的，仅凭教师将自己对知识的理解转语言，再转授以学生，想必能坚持连续听几节课的学生不太多了，何况这门课一学期有可能有60到70个课时。如果纯粹使用教授法教学效果大多不太理想。
2.2 现场教学法
用现场教学法来实施高频电子线路课，对各方面有比较高的要求。第一，师资条件，上课教师要有过硬的理论功底和实践动手能力，能对现场教学中不管是常见的问题，还是平常比较少见的疑难问题都要有快速处理的能力。第二，配套的实验实训教学设备，要保证绝大部分教学所用到的高频电子实验箱中的各个功能模块，如信号源、频率计，还有像小信号谐振放大器、丙类功率放大器等等都能正常工作，否者可能将要在处理与教学无关的问题上花很多时间。第三，教材，在高频电子课程在现场教学中主要是带学生去实验室，利用高频电子实验箱，以项目的形式进行如小信号谐振放大等实验的教学演示和操作，需要有能科学合理安排实验操作内容的教材，来加强学生在课堂上所学的知识和实际的联系。
3 Multisim12软件介绍及使用Multisim 12实施高频电子线路课程教学的优点分析
因Multisim12功能强大，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作，包含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，目前被广泛应用于各大高校的电类与信息类专业教学中。
下面以一个使用multisim14进行小信号谐振放大器教学作为案例，来说明multisim在高频电子线路课程教学的优点。
小信号谐振放大器的主要性能指标有谐振频率、谐振增益、通频带、增益带宽积、选择性。
3.1 单调谐小信号谐振放大器电路
1）谐振频率的测算
根据计算公式
可以算出C4和L1组成并联谐振频率f0为1Mhz左右，我们通过使用<交流分析工具>可得到下图，从图中可直接测得该电路的谐振频率为1.0723Mhz。
2）諧振增益的测算
放大器的谐振电压增益放大倍数指：放大器处在在谐振频率f0下，输出电压与输入电压之比。Av的测量方法：当谐振回路处于谐振状态时，用高频毫伏表测量输入信号Vi和输出信号Vo大小，利用下式计算：
在multisim软件中，可使用<交流分析>工具或<波特图仪>，可直接读得电路的谐振电压增益约为34.0664db.
3）通频带的测算
由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数Av=Vo/Vi下降到谐振电压放大倍数Avo的 0.707 倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带带宽BW。通过下图可测出约等于2.738Mhz
4）增益带宽积
增益带宽积BW·G也是通信电子电路的一个重要指标，通常，增益带宽积可以认为是一个常数。放大器的总通频带宽度随着放大级数的增加而变窄，BW越大，增益越小。二者是一对矛盾。
5）选择性
放大器从含有各种不同频率的信号总和中选出有用信号，排除干扰信号的能力，称为放大器的选择性。选择性的基本指标是矩形系数。其中，定义矩形系数是电压放大倍数下降到谐振时放大倍数的10%所对应的频率偏移和电压放大倍数下降为0.707时所对应的频率偏移2Δf0.1之比，即：
同样还可以定义矩形系数，即：
显然，矩形系数越接近1，曲线就越接近矩形，滤除邻近波道干扰信号的能越强。
3 总结
教师和学生的地位、作用和传统教学相比已发生很大变化，我们的教学能否适应目前教学环境和教学对象日益复杂的状况，既要满足在精简教学内容的同时又不丢失核心能力的培养，教师在教学过程中应采用新的教学模式、教学方法和新教学设计思想。要实现这些方面的改革，能否充分发挥现代教学设备和教学软件的作用就是其中关键的一环。多年的教学实践证明Multisim这个软件在高频电子线路课程教学中发挥了很大的作用，从前学生从对高频抽象理论，复杂逻辑感到害怕，现因Multisim，这些让人难以理解的知识变成，看的见的波形，可操作的电路，变得让人乐于接受 。
作者简介
蔡万雄（1983-），男，汉族，讲师，工程师，研究方向：高频电子线路、多媒体信息处理等。