高频电子线路仿真实验的设计与实现


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摘要:随着社会的不断发展,人们对电子技术的需求日益增加,电子线路逐渐走进人们的视野,被广泛应用到社会生活的各个方面。本文通过介绍高频电子线路仿真实验的特点,设计了基于电路原理的通信系统仿真实验和基于硬件电路的仿真实验, 利用Matalb软件中的SIMULINK仿真和PSPICE仿真软件, 对模拟通信系统仿真实验和发射机与接收机部分电路仿真实验进行模拟操作。说明了仿真技术在电子技术实验教学中的应用方法和过程, 是对实验课程的教学方法和教学模式改革的探索与实践。

关键词:高频电子线路;仿真实验;实验教学

中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)02-0183-01

1 高頻电子线路仿真实验的特点

顾名思义,高频电子线路的仿真实验与一般实验有所不同,在具体内容和实验操作上更具有针对性和可操作性,不再使用传统的实验内容和试验方法,在操作上实现了一定的创新性[1]。由于高频电子线路实验的顺畅完成需要有较为完备的硬件电路作为辅助,而其他部分具有相对提高性的、方法较为复杂的实验通常过程较为综合,容易受到外界因素的约束,制约实验的准确性[2]。所以,通过运用仿真实验的软件可以扩展实验的内容并且减少相关操作因素的制约,不受实验时间的约束,可以进一步提高研究实验的效率。

2 对于高频电子线路设计的仿真实验

人们在对高频电子线路的研究时,过于关注对整个线路体系的认识,而忽视对个别内容进行认知。在高频电子线路的仿真实验中,可以让研究者从实验操作的角度出发,在对通信系统概念有一定掌握的基础上进一步了解各个单元电路之间的联系。因此,在仿真实验中,要注意突出电路本身的特征,才能够更好地对所设计的方面的体系和结构有系统的了解。

2.1 针对电路原理进行的通信系统仿真实验

在对通信系统仿真实验的设计时,很多研究者仅仅停留在了解公式的基础上,而对于参数对信号变化的影响以及实验公式之间的联系性没有具体的、有针对性的了解。因此,选取数学模型作为设计基础进行有关通信系统的仿真实现,在实验中可以依据每一模块有实验原理的特定单元电路进行建立,通过对仿真实验的结果进行分析和梳理,可以强化人们对此的理解,达到修改仿真参数并且优化实验设计的目的。

2.2 Matlab软件中的Simulink的软件设计

Matlab中的Simulink作为一种可视化的软件工具,其不同之处在于可以创建有递接结构的模型,使得用户可以创建自己个性化的子系统。此外,Simulink具有不同的模块库,方便了不同研究领域的实验设计。在高频电子线路实验设计中一般使用Simulink的输入源、接收源和数学运算等功能进行软件仿真设计。图1为超外差接收机Matlab/Simulink仿真模型。

3 高频电子线路仿真实验的实现研究

3.1 模拟通信系统的仿真实验研究

Matlab中的SMULNK工具可以实现数学模型到软件模型的转化,方便实验进行动态仿真,这类仿真实验突出系统概念,对于实验的顺利完成具有更高的操作性。相比传统的不可视建模实验,用户可以对Matlab中的Simulink进行直接的建模,在使用过程中更加的简单和方便,具有广泛的通信以及自动控制功能。在仿真实验的操作过程中,研究中还应该充分关注系统的设计类型,确定仿真模型与数学模型是否一一对应。另外,研究者在显示界面可以通过波形的动态变化进一步分析具体发射和接收的环节。

3.2 对电路仿真实验的Protel软件设计

Protel软件是当前高频电子线路设计辅助软件中应用最广泛的设计软件之一,这款软件区别于传统的设计软件的地方在于具有强大的印制板设计功能,可以进行电路原理图设计。作为通用模拟程序的有序典型,Protel软件被应用到高频电子线路设计的很多方面。

4 结语

为了达到高频电子线路仿真实验的预期效果,对于仿真实验内容的设计是至关重要的环节。研究人员要提前设计与实验相关的内容,并且与实验的硬件进行结合,本文所设计的两种仿真实验是对仿真技术发展的进一步探索,希望可以为日后这类实验提供一些借鉴。

参考文献

[1]赵伟娜,冯娟.“高频电子线路”启发式教学方法探讨[J].福建电脑,2016,(11):91+126.

[2]黄鹏.医疗方舱电磁兼容设计与基于FEKO系统仿真软件的仿真研究[D].中国人民解放军军事医学科学院,2016.