高頻電子線路仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究

萬(wàn)家佑

（武昌理工學(xué)院 430223）

1 緒言

高頻電子線路作為通信類以及電子信息類技術(shù)中必不可少的環(huán)節(jié)被大眾所熟知和關(guān)注，從而引起了人們的學(xué)習(xí)和探索，如若想對(duì)高頻電子線路進(jìn)行了解乃至研究，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作是必不可少的，高頻電子線路實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容兼具理論性、工程性以及實(shí)踐性，是較為復(fù)雜的內(nèi)容。本文便是通過(guò)對(duì)高頻電子線路的仿真實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)高頻電子線路的仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。

2 高頻電子線路仿真實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

與一般的研究實(shí)驗(yàn)有所不同，高頻電子線路的仿真實(shí)驗(yàn)更加具有內(nèi)容上的針對(duì)性以及實(shí)際操作的可操作、可行性，不再是之前受到過(guò)多制約、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及方法陳舊的實(shí)驗(yàn)了。

此高頻電子線路仿真實(shí)驗(yàn)主要是面對(duì)較為綜合類的實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的。由于一般基礎(chǔ)的高頻電子線路實(shí)驗(yàn)要想順利、完滿的成功需要擁有較為成熟的硬件電路搭配完成，而一部分有一定提高性的、類型較為綜合的實(shí)驗(yàn)通常內(nèi)容較為單一，而且會(huì)受到其他因素的限制，不能很好地進(jìn)行完成。而運(yùn)用仿真實(shí)驗(yàn)的軟件不僅可以擴(kuò)大進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容而且在操作上受局限的范圍較小，在實(shí)驗(yàn)的時(shí)間上約束極小，這樣進(jìn)行高頻電子的仿真實(shí)驗(yàn)可以提高實(shí)驗(yàn)的效率。

3 高頻電子線路仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

在人們對(duì)于高頻電子線路的了解中，應(yīng)該注重對(duì)整個(gè)有關(guān)高頻電子線路的體系進(jìn)行認(rèn)知，而非是對(duì)于個(gè)別的內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)知。在這種綜合類的實(shí)驗(yàn)中，可以讓人們由進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)而通過(guò)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)通信系統(tǒng)的概念能夠有所掌握并了解各個(gè)單元的電路之間的聯(lián)系。因此在對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要凸顯自身的特點(diǎn)，這樣可以更好地對(duì)所設(shè)計(jì)方面的體系和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解。

3.1 針對(duì)電路原理進(jìn)行的通信系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)

在對(duì)于這方面的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型上，很多人僅僅是停留在對(duì)于公式上有所了解，而對(duì)于參數(shù)對(duì)信號(hào)變化是怎么樣造成影響的，還有這些公式之間所具有的什么樣關(guān)聯(lián)性，缺乏具體、形象的了解。因此以數(shù)學(xué)模型作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了有關(guān)通信系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)以每一模塊有自己所代表的特定單元電路的實(shí)現(xiàn)原理為依據(jù)進(jìn)行建立，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)的仿真結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的分析，這樣可以加強(qiáng)人們對(duì)此的理解，人們也可以對(duì)仿真的參數(shù)進(jìn)行修改以達(dá)到優(yōu)化的目的。

3.2 針對(duì)硬件電路的仿真實(shí)驗(yàn)

在對(duì)于電子技術(shù)方面進(jìn)行學(xué)習(xí)研究時(shí)，對(duì)于高頻電子線路的分析探究是比不可少的，這類研究同樣也是進(jìn)行硬件電路的測(cè)試，由此便產(chǎn)生了以硬件測(cè)試和軟件仿真優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)硬件電路的仿真實(shí)驗(yàn)。

軟件仿真的實(shí)驗(yàn)可以看到在有些硬件電路的實(shí)驗(yàn)操作中沒(méi)有辦法觀測(cè)到的現(xiàn)象，例如，電路參數(shù)的優(yōu)化、溫度和噪聲對(duì)電路產(chǎn)生的影響等等。同時(shí)，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)也是一種節(jié)約，可以進(jìn)行多次的實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化。

4 高頻電子線路仿真實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)研究

4.1 模擬通信系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)研究

Matlab中的Simulink作為一種工具其具有可視化的功能，用戶可以根據(jù)方框圖進(jìn)行建模，與傳統(tǒng)的仿真建模相比，其更具直觀、更加方便、靈活的優(yōu)點(diǎn)被大眾所接受，廣泛的通信以及自動(dòng)控制等等方面中去了。Matlab中的Simulink可以靈活簡(jiǎn)潔的將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)為軟件模型，進(jìn)而進(jìn)行動(dòng)態(tài)的仿真實(shí)驗(yàn)，這種仿真注重了系統(tǒng)的概念，增加了實(shí)際的可操作性。

在操作的過(guò)程中，為了更為清楚的了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、仿真模型和數(shù)學(xué)模型中的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以在顯示界面，顯示波形的過(guò)程中同時(shí)還可以了解到具體發(fā)射和接收的系統(tǒng)。

4.2 電路仿真實(shí)驗(yàn)研究

當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的計(jì)算機(jī)版電子電路的輔助設(shè)計(jì)軟件非Protel軟件莫屬。這款軟件區(qū)別于其他軟件的由于其具有相對(duì)強(qiáng)大的印制板設(shè)計(jì)功能以及電路原理圖設(shè)計(jì)等等功能。在通用電路這一模擬程序中作為優(yōu)秀的典型，在高頻電子線路實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)進(jìn)行多方面應(yīng)用。

4.3 發(fā)射機(jī)電路的仿真實(shí)驗(yàn)研究

建立發(fā)射系統(tǒng)層次的原理圖是發(fā)射機(jī)電子線路仿真實(shí)驗(yàn)的開(kāi)始，根據(jù)原理圖可以看到每一組成部分的電路圖。根據(jù)載波發(fā)生器的電子線路仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行仿真分析，便可發(fā)現(xiàn)根據(jù)仿真基極的偏置電阻發(fā)生變化時(shí)，晶體管發(fā)射的極電流的變化。這種方法比較適用于設(shè)計(jì)電路時(shí)確定相對(duì)合適的靜態(tài)偏置電阻值。

（1）接收機(jī)電路仿真實(shí)驗(yàn)研究

對(duì)于接收機(jī)的電子線路仿真實(shí)驗(yàn)主要是為了二極管包絡(luò)檢波器進(jìn)行檢波失真以及小信號(hào)調(diào)諧放大器的特有性能等等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)的。由于在進(jìn)行這兩種類型電子線路的硬件實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)硬件改變參數(shù)操作及其不方便，不僅耗費(fèi)時(shí)間還耗費(fèi)精力。所以根據(jù)這些實(shí)際操作中的問(wèn)題出現(xiàn)了這類的仿真實(shí)驗(yàn)，解決了這方面的一些問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

高頻電子線路仿真實(shí)驗(yàn)要想實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果，對(duì)于仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)是極為關(guān)鍵的一點(diǎn)，不僅需要提前設(shè)計(jì)和制作與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的內(nèi)容，還要將其與硬件的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行結(jié)合。本文中所設(shè)計(jì)的兩類仿真實(shí)驗(yàn)得以實(shí)現(xiàn)，也是一種對(duì)仿真技術(shù)發(fā)展的一種嘗試，同時(shí)為日后此類實(shí)驗(yàn)提供了新的思路以及方法，所以相信今后的電子線路仿真實(shí)驗(yàn)以及類似實(shí)驗(yàn)?zāi)軌颢@得新的發(fā)展。

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