通信電路課程的教學(xué)實(shí)踐與探索

楊睛等

摘 要： 通信電子線路是通信專業(yè)類課程中的一門(mén)主修課程，其以電路分析、模擬電路等知識(shí)為基礎(chǔ)，難度較高。課程內(nèi)容多而雜，概念比較抽象，且需具備實(shí)踐能力。文章討論了該課程課程的基本特點(diǎn)和教學(xué)要求，分析了課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的一些實(shí)踐方法，強(qiáng)調(diào)增加學(xué)科研究最新動(dòng)態(tài)，提升學(xué)生的綜合能力。

關(guān)鍵詞： 通信電路 教學(xué)實(shí)踐 最新研究成果

通信電路，另名高頻電子線路，介紹現(xiàn)代通信電路結(jié)構(gòu)原理和電路設(shè)計(jì)，是高等學(xué)校中電子、通信工程專業(yè)極為重要的一本專業(yè)基礎(chǔ)課程，起到承前啟后的作用。通信電路綜合利用數(shù)學(xué)、物理、電路基礎(chǔ)、信號(hào)與系統(tǒng)、模擬電子線路等基礎(chǔ)知識(shí)，著重介紹通信系統(tǒng)的組成、通信系統(tǒng)的每個(gè)組件的作用及其實(shí)現(xiàn)方法，為以后專業(yè)課程學(xué)習(xí)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)[1]。隨著信息科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，通信電路及其相關(guān)的課程的教學(xué)內(nèi)容都發(fā)生了很大變化。為適應(yīng)當(dāng)代高校教學(xué)及科研的需要，教師不僅要強(qiáng)調(diào)該課程的基本概念、基本原理、基本電路及分析方法，還需要緊跟同科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，把最新科學(xué)技術(shù)引入課堂內(nèi)容。教師可以通過(guò)學(xué)術(shù)報(bào)告、視頻等方式，讓學(xué)生了解相關(guān)前沿科技，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，教師應(yīng)鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手完成通信電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，從而使得學(xué)生既掌握學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，鍛煉動(dòng)手能力，又深化學(xué)生對(duì)前沿科技的理解[2]。

1.通信電路課程概述

通信的目的就是消息傳遞，把發(fā)送者的信息傳送給接收端。實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)恼麄€(gè)系統(tǒng)稱之為通信系統(tǒng)，一個(gè)完整的系統(tǒng)主要由信源、發(fā)送設(shè)備、信道、接收設(shè)備、受信者等組成。

通信電路泛指通信系統(tǒng)過(guò)程中的電子線路，主要包括信源和受信者中的電子線路、發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備中的電子線路。發(fā)射機(jī)主要有調(diào)制、上變頻、功率放大和濾波等功能，近現(xiàn)代的無(wú)線通信發(fā)射機(jī)比較關(guān)注高頻譜純度及線性度，其主要指標(biāo)包括基帶信號(hào)頻譜寬度、工作頻率、效率、輸出功率、頻譜純度、諧波要求、頻帶的寬度和線性度等。接收機(jī)的作用主要是選擇性地放大不同環(huán)境中的微弱電磁信號(hào)，通過(guò)恢復(fù)有用信息，提高輸出基帶信號(hào)的信噪比以保證信息的傳遞質(zhì)量。接收機(jī)的主要指標(biāo)包括工作頻率、靈敏度、射頻信號(hào)寬度、頻率、輸出信號(hào)的信噪比等，本振信號(hào)源的頻譜的純度、相位噪聲對(duì)其靈敏度和信噪比有很大影響。

2.通信電子線路的基本特點(diǎn)和教學(xué)要求

2.1通信電路基本特點(diǎn)。通信電路最大的特點(diǎn)是非線性和高頻。因此，在學(xué)習(xí)通信電路課程之前，學(xué)生不僅要掌握模擬電路等基礎(chǔ)課程中的內(nèi)容，比如基本概念和基本原理、電路組成和對(duì)應(yīng)的分析思路[1]，而且需掌握傅里葉頻譜分析方法、線性系統(tǒng)的拉氏變換法等相關(guān)內(nèi)容。

非線性元器件的電子線路均是非線性電路，但由于使用條件不同，非線性元器件本身表現(xiàn)出來(lái)的非線性程度不盡相同。例如，相對(duì)于高頻的小信號(hào)放大器，因?yàn)檩斎胄盘?hào)很弱，要求實(shí)現(xiàn)不失真地放大，因此其非線性元器件可使用線性等效電路表示，分析的方法采用線性電路的分析方法。

元件的非線性會(huì)產(chǎn)生變頻壓縮、交調(diào)、互調(diào)等非線性失真情況，它們會(huì)影響收發(fā)射機(jī)、接收機(jī)的性能。分析非線性器件對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)時(shí)，不能夠采用線性電路的疊加原理，而必須求解非線性方程。在實(shí)際應(yīng)用中，可采用CAD方法進(jìn)行輔助分析求解，數(shù)學(xué)模型和電路的工作環(huán)境也需要對(duì)其參數(shù)進(jìn)行精確調(diào)整。

2.2通信電路教學(xué)要求。本課程要求學(xué)生掌握通信電路的基本理論、基本知識(shí)、基本電路及其實(shí)現(xiàn)；培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，為將來(lái)深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域中的內(nèi)容及在本專業(yè)中的應(yīng)用打好基礎(chǔ)。具體來(lái)言，要求學(xué)生掌握包括阻抗變換電路高頻小信號(hào)諧振放大電路、正弦波振蕩器、高頻功率放大電路、頻率變換電路的特點(diǎn)和分析方法、線性頻率變換電路（模擬調(diào)幅、混頻、倍頻等）、非線性頻率變換電路（模擬角度調(diào)制與解調(diào)電路）等。本課程內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，因此在教學(xué)方法上，除課堂講授之外，必須重視實(shí)踐性環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，加深對(duì)射頻電路工作原理和性能的理解，樹(shù)立工程應(yīng)用觀念，鍛煉并掌握分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，從而為將來(lái)深入學(xué)習(xí)電子、通信技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的內(nèi)容打下扎實(shí)基礎(chǔ)。

3.通信電路課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在課堂教學(xué)中，教師不僅要有效地傳遞知識(shí)，更要有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)其能力和智力的和諧統(tǒng)一發(fā)展。在課堂教學(xué)方面，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)思路：從重視“教”——教師傳授知識(shí)，忽視“學(xué)”——學(xué)生學(xué)，轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖獭薄皩W(xué)”統(tǒng)一。一方面，教師在教學(xué)中，以教學(xué)大綱為綱領(lǐng)，將各章節(jié)內(nèi)容以基礎(chǔ)、重點(diǎn)、難點(diǎn)等層次劃分等級(jí)，做到教學(xué)重點(diǎn)突出、清晰明了。另一方面，課堂教學(xué)需要師生雙方的互動(dòng)，方可達(dá)到較好的教學(xué)效果。課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)、課堂提問(wèn)、課后作業(yè)等教學(xué)形式在課堂教學(xué)中是不可缺少的，帶著疑問(wèn)聽(tīng)課，能夠使學(xué)生更好地進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

青年教師除了要深入鉆研學(xué)科學(xué)術(shù)，還要完成教育人才的任務(wù)。課堂教學(xué)不僅是照本宣科，在不違背該課程的教學(xué)任務(wù)和教學(xué)宗旨的前提下，課堂中可以靈活改變教學(xué)策略，達(dá)到很好的教學(xué)效果。教師在學(xué)術(shù)生涯中專研的很多前沿技術(shù)、思想、成果等均可以在課堂中以適當(dāng)方式傳授給學(xué)生。由于學(xué)生在學(xué)術(shù)鉆研及認(rèn)知上沒(méi)有多少經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)老師的講解，可以從中認(rèn)識(shí)到本課程中所提到的相關(guān)知識(shí)在現(xiàn)實(shí)世界是以何種方式表達(dá)出來(lái)的，當(dāng)學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)產(chǎn)生一定興趣和疑問(wèn)時(shí)，便可進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。課堂教學(xué)中也可以對(duì)知識(shí)重點(diǎn)及難點(diǎn)，通過(guò)動(dòng)畫(huà)、視頻等資料表達(dá)，使之更加容易理解，緩解課堂氣氛，使生硬的課堂知識(shí)講授轉(zhuǎn)變?yōu)檩p松、愉悅的教與學(xué)的交互活動(dòng)。

通過(guò)課程設(shè)計(jì)加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，通過(guò)動(dòng)手動(dòng)腦，提高分析、解決問(wèn)題的能力，真正實(shí)現(xiàn)課本知識(shí)向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)室輔以創(chuàng)新實(shí)踐基金，為有興趣的學(xué)生提供一定的試驗(yàn)項(xiàng)目啟動(dòng)基金，利用課余實(shí)踐開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，客服基本試驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)的大跨度問(wèn)題，使學(xué)生更加務(wù)實(shí)。試驗(yàn)教學(xué)能夠充分培養(yǎng)學(xué)生對(duì)思維、動(dòng)手動(dòng)腦的潛在能力，在試驗(yàn)過(guò)程中專研理論知識(shí)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和科學(xué)態(tài)度。同時(shí)，教學(xué)的任務(wù)希望，老師和學(xué)生一起進(jìn)步，教師指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計(jì)時(shí)需要給予準(zhǔn)確的信息參考，評(píng)定試驗(yàn)方法、過(guò)程和結(jié)果，在整個(gè)過(guò)程中，各小組相互競(jìng)爭(zhēng)，在時(shí)間效率和試驗(yàn)成果精度中優(yōu)化選擇，保持良好的學(xué)習(xí)氛圍，使每一個(gè)學(xué)生參與到各自試驗(yàn)進(jìn)程中。課程設(shè)計(jì)中完成的電路板可作為學(xué)生紀(jì)念品帶回，提高學(xué)生成果的優(yōu)越性。

4.教學(xué)實(shí)踐及探索中的注意事項(xiàng)

（1）教學(xué)及對(duì)應(yīng)的創(chuàng)新過(guò)程中，不能偏離教學(xué)大綱，要在大綱范圍內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生能夠掌握基礎(chǔ)知識(shí)。（2）教學(xué)內(nèi)容較多，應(yīng)分清輕重緩急，重點(diǎn)和難點(diǎn)需要著重強(qiáng)調(diào)。對(duì)學(xué)生在課堂上難以短時(shí)間消化或不易吸收的地方，應(yīng)推薦相應(yīng)的參考書(shū)目并配套一些習(xí)題，協(xié)助其掌握知識(shí)要點(diǎn)。對(duì)內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單的章節(jié)可調(diào)整教學(xué)時(shí)間和強(qiáng)度。（3）通信電路實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，由于實(shí)驗(yàn)室有眾多精密儀器，動(dòng)手試驗(yàn)之前及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到任何問(wèn)題，首先需要向?qū)嶒?yàn)室指導(dǎo)老師反饋，以免錯(cuò)誤操作損壞設(shè)備。

5.結(jié)語(yǔ)

通信電路作為專業(yè)基礎(chǔ)課之一，掌握并運(yùn)用相關(guān)知識(shí)對(duì)相關(guān)專業(yè)學(xué)生以后的學(xué)習(xí)和工作很重要，因此課程教學(xué)活動(dòng)的質(zhì)量直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過(guò)不斷探索，適當(dāng)調(diào)整課程授課方式、加強(qiáng)師生之間的互動(dòng)及對(duì)該課程的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行細(xì)心指導(dǎo)，可以有梯次地培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，使學(xué)生拓展專業(yè)知識(shí)面，具備較高的理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

參考文獻(xiàn)：

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