电子通信学科计算机仿真论文

2022-04-21

近日小编精心整理了《电子通信学科计算机仿真论文(精选3篇)》仅供参考,大家一起来看看吧。(湖北工业大学电气与电子工程学院通信工程系,湖北武汉430068)摘要:专业培养方案,直接决定了相应本科教学的内容,是高等教育中至关重要的一环。以湖北工业大学通信工程专业为例,介绍了培养方案各环节,展示了对各个环节的摸索与思考,旨在相互交流,共同完善专业培养方案。

电子通信学科计算机仿真论文 篇1:

通信电子线路教学思考和探索

摘 要:结合通信电子线路课程的教学目标和教学现状,在技术应用型本科院校培养模式下,笔者提出课程体系扩展教学的方式,并举例详细介绍该方法的具体要点,从而提升该课程的教学质量。

关键词:技术应用型;通信电子线路;课程体系扩展教学

通信电子线路课程是电子、信息类相关专业重要的专业基础课,有很强的理论性、工程性和实践性,对于技术应用型本科院校学时压缩、学生基础薄弱、技术技能要求高等矛盾,笔者在不断地思考和探索,提出以下改进措施。

一、课程体系扩展教学

通信电子线路不仅是电子信息学科的一门专业课程,而且与学科中众多课程有着密切相关的联系。比如,电路分析和模拟电子线路课程为通信电子线路提供了电路分析的知识基础,信号与系统课程为其提供了信号分析的基本方法,同时通信电子线路又是通信原理课程的基础。此外,通信电子线路还与高等数学、大学物理、电磁场与天线等课程有着必然的联系。如果相关基础课程没有掌握,学习通信电子线路课程就一定困难重重。应用型本科教学对理论教学没有传统的本科教育的要求高,学生学习知识不能很好地融会贯通,只在该课程的立场上理解问题,这导致学生在学习通信电子线路课程时感觉压力很大。

课程体系扩展教学就是在讲课过程中,帮助学生建立各课程之间的联系,以一个学科体系为背景,让学生建立课程的知识架构,理解学习内容。在进行通信电子线路课程的教学中,适时对基础知识回溯教学,引导学生用已学基础知识解决通信电路问题。同时,在通信电子线路教学中,讲述实际应用可以帮助学生展望后续课程的教学内容,提高学生对通信电路的认识和实用掌握。在教学中,提出课程体系的概念,能帮助学生全面了解学科的研究内容和未来的方向,为学生指明学习的方向。

二、具体措施

1.精炼基础,引导引入

由于学生课程基础不牢,所以教师要在教学中用精炼有效的描述带学生复习回顾基础知识,并正确引导学生运用基础知识理解分析通信电子电路的知识点。

比如,在笔者讲述谐振回路的过程中,对于电路中的电阻、电容、电感的参数等,从其高频应用的模型进行介绍,并结合电路分析课程中三者的特性;在讲解高频小信号谐振放大电路时,先复习模电中基本放大电路的结构和分析方法,总结知识要点,展示其与高频放大器之间的相同之处,引出高频放大电路的学习知识点,使学生可以很快进入学习状态。

2.引问题,重结论

通信电子线路课程知识点分散,理论性强,又对基础要求高,对于应用型本科学校的学生来说,一直是难点。要解决这个问题,就需要先缓解学生心中的畏难情绪。在教学中,教师要多设计一些具有启发性的有趣问题,让学生在思考中学习,激发学生的学习兴趣。同时,在讲解问题的过程中,尽量避免冗长的公式推导,重要的是问题的结论,要能形象地描述出结论,持续激发学生的学习兴趣。

比如,怎么理解LC回路的谐振状态?LC回路失谐是呈现什么特性?在讲解时,公式的推导很多,学生懒得看或深究,实际谐振状态就是回路输出参量最大时的状态,可以结合小学自然课上桥梁共振的现象,帮助基础不扎实的学生理解和掌握谐振的结论。讲失谐时回路是容性还是感性,由于学生基础不扎实,容易混淆,可以并联回路为例,讨论电容、谐振电阻、电感三条之路并联,可以理解为不同的频率信号选择不同的三条路,频率较低的选择电感,频率较高的选择电容,频率适当的(谐振频率)选择电阻通道,这样学生就较易理解这部分的结论。

3.合理运用现代化教学手段

计算机仿真技术迅猛发展,对于电路设计领域具有开拓意义。在通信电子线路课程的教学中可以适当运用此技术,在课堂上展示通信系统模块电路的运行和结果,加深学生对内容的理解,提高教学效果。

通信电子线路作为电子信息相关专业的专业基础课,地位毋庸置疑。笔者结合自身多年的教学工作,不断探索适合的教学方法,希望对课程改革有一定促进作用。

参考文献:

[1]李萍.高频电子线路课程教学的思考与改革探索[J].科技与企业,2014(9).

[2]于效宇,刘艳.高频电子线路广义教学法的探索[J].黑龙江教育(高校研究与评价版),2015(1).

[3]廖永忠.《高频电子线路》课程教学改革探索[J].长江大学学报(自然版)理工上旬刊,2014(8).

作者简介:杨宇(1976- ),女,工程硕士,上海电机学院通信工程系讲师。

作者:杨宇 林晓晨

电子通信学科计算机仿真论文 篇2:

地方高校通信工程专业培养方案设计

(湖北工业大学 电气与电子工程学院通信工程系,湖北 武汉 430068)

摘 要:专业培养方案,直接决定了相应本科教学的内容,是高等教育中至关重要的一环。以湖北工业大学通信工程专业为例,介绍了培养方案各环节,展示了对各个环节的摸索与思考,旨在相互交流,共同完善专业培养方案。

关键词:省属高校;通信工程;培养方案;系统设计;课程体系

一、介绍

通信工程专业属于工学中的电子信息类,关注的是通信过程中的信号传输和信息处理,该专业是一个基础知识面宽、应用领域广阔的综合性专业。[1,2]

本专业市场大,社会需求多,要根据学生特点及学校发展定位明确人才培养定位及重点发展方向。在课程体系的构建上,从国家经济社会发展对人才的实际需求出发,优化人才培养结构,合理安排学时。一方面,加强基础教育,保证人文社会科学基础、自然科学基础以及各类学科基础课的基本学时,体现人文精神与科学素养的结合,培养学生全面发展,重视学生适应能力与发展潜力的培养,确保教育质量。另一方面,坚持加强实践教育,要确保实践教学在人才培养的整个过程中发挥重要作用。形成体系严谨、模式合理的实验教学体系;设置实践教学内容先进、系统性和综合性强的实验课;推进人才培养与生产劳动和社会实践相结合;探索各种形式的实践活动,切实提高实践教学的质量。另外,明确专业定位,突出专业特色。注重通信中的基础理论与系统知识相结合,强调通信网络体系,覆盖通信技术各个方向,借助科研优势,保证科研和教学互动,专业建设与通信信息行业保持同步发展,不断适应通信行业人才需求的变化。[3-6]

湖北工业大学在2015年整体进入一类招生,生源状况良好。目前,通信专业在岗教师19人,其中,教授3人,副教授5人。从学历上看,博士13人,在读博士4人,教师基本上是信息与通信工程或相关专业毕业。本专业依托湖北工业大学实习实训中心、电工电子实验中心、通信专业实验室,已建成通信原理、数字信号处理、通信电子线路、交换、移动、光纤、微波、视频、通信网、宽带接入等10个通信专业实验室等,信号与系统是校級精品课程,专业挂靠控制理论与工程招收通信与信息系統、信息与信号处理等方向的硕士研究生。已毕业本科生9届600余人,硕士研究生60余人。多个本地重要通信类企业作为学生工程实训的主要培养基地,学生参与生产实习和参观实习,保证学生能够全面加强通信技术的各种设计与实现环节,宽口径培养学生的专业知识和工程实践能力。另外,学生可以参与教师科研,加深学生对专业知识的理解。[7]

二、培养目标及实现路径

本专业培养具有一定自然科学基础和人文科学素养,具有坚实的通信理论和通信技术等方面的基础理论和专门知识,受到较好的通信工程领域软硬件开发、系统与网络的设计与应用等方面实践训练,能在信息工程、通信工程和电子工程等ICT领域及相关领域从事项目开发、工程设计、产品制造、技术开发及工程技术管理等工作的高素质应用型人才。[8-16]

湖北工业大学通信工程专业目前实行的是“大类招生,专业分流”,具体而言,学生入校时按电气类招生,大一、大二时大类培养,是以基础课和专业基础课学习为主的阶段,大二结束后进行专业分流,二年级暑期短学期和三年级秋冬学期为以专业基础课和模块课程学习为主的阶段。提供给学生自主选择的专业有电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程、通信工程、电子科学技术5个本科专业。

通信工程专业学生在专业知识方面,应掌握电子电路的基本理论和实践技术,掌握信息的产生、传输、变换和处理的基本理论和技术,了解电子系统和信息系统的基本理论。通信工程专业学生能力应包括学习能力、协作能力、应用能力和创新能力。在专业应用能力方面,应具有使用计算机进行辅助设计、图形文字处理、数值计算和查阅资料的能力;具备分析和设计电子设备的基本能力;具有研究、开发新系统、新技术的初步能力;具有一定的科学研究能力,具有在工程中考虑经济、社会、法律、政策等方面问题的工程综合能力。

通识课程和大类课程体系,开设了充分的数理科学、人文科学和工程科学等方面的课程,培养学生具备较高的综合素质和工程素养。通过对专业知识体系,特别是核心专业知识体系进行了全面的梳理,建立新的专业核心课程体系,新的专业核心课程体系体现了少而精,注重工程应用与设计,同时与时俱进等特点。学生可以根据兴趣和今后职业发展需要,灵活地选择专业课程学习,提倡学生自主学习。着眼提高学生专业知识的应用能力和设计能力,改革现有的实验设计课程,基于CDIO模式开设综合性强、设计性强的实践环节,主要包括通信网与交换、信息处理与多媒体技术类实验设计课程。而学生企业学习计划分为三个环节:参加与企业合作开设的校内课程学习,培育学生的工程意识;参与校企合作建立的暑期实践计划,锻炼学生的实践能力;直接到企业实习,增强学生的工程意识、培养学生的工程能力。[17,18]

三、课程体系及逻辑关系图

本专业主要课程有:电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、单片微型机原理及应用、电磁场与电磁波、数字信号处理、信息论与编码、通信电子线路、通信原理、现代通信网基础、现代交换原理、计算机网络、移动通信、光纤通信、数字语音处理、数字图像处理、数字视频技术、计算机仿真、宽带接入技术、大数据技术、物联网基础、通信新技术讲座等[7]。

在图1课程体系及逻辑关系图中,课程体系按照思政序列、语言序列、计算机序列、数理序列、专业课序列、军体及专业实践序列归类。该图比较清楚地显示了所在学校该专业的层次及衔接关系。课程名后数字为对应学分,斜体字对应课程为选修课,所列选修课,一方面是依据前面几届实际选修,然后是加入新时期热点课程,如大数据技术、博弈论、物联网基础等,以响应学生需求。

在表1本专业各类教学环节学分与学时分配表中,按照通常划分的方式下,显示了各类别中相关课程的学分学时,及各学期学分的分布,该表参照工程教育认证进行了整理。另外,在国内高校压缩学分的大趋势下,我校本专业的校内学分为170,校外学分5,专业总学分为175。

在如表2教学进程表中,列出了在校期间各学期各类教学进程情况,该表表明了各教学周教学类型的安排情况。

符号说明:☆入学教育、毕业教育△军事训练□理论教学:考试●金工实习⊙电子实习?郄电子设计CAD实践Φ实训◎生产、认识实习◇学年论文#测量实习○毕业实习//课程设计/毕业设计¤综合实验﹡素质拓展教育×机动=寒暑假。

四、专业核心课程

本专业核心课程有数字信号处理、信息论与编码、通信电子线路、通信原理、现代通信网基础[7]。

《数字信号处理》是信息与通信工程专业的学科基础课,主要学习数字信号处理的基本理论和基本分析方法,通过本课程的学习,在离散信号与系统、离散傅立叶变换及其快速算法(FFT)和数字滤波器设计方法等方面有较强的分析、设计能力,掌握用数字方法处理确定性信号的原理、通用技术及一般方法,为随机信号、多维信号的分析和处理方法打好坚实理论基础,了解数字信号处理的实现及应用领域。

《信息论与编码》是电子信息与通信工程等相关专业重要的专业基础课,为专业必修课,其应用非常广泛。它是在学习了概率论与随机过程、信号与系统的基础上,以通信系统为研究对象,主要介绍信息的定义、信息论的起源、发展及研究内容;香农信息论的三个基本概念,即信源熵、信道容量和信息率失真函数,以及与这三个概念相对应的三个编码定理;信源编码和信道编码的基本方法等内容,为后期开设的专业课程打下坚实的基础。

《通信电子线路》属于专业基础课,内容涵盖了通信专业及其他相近专业学生从事相关工作所需的基础性内容,是学习后续专业课程《通信原理》、《光纤通信》等课程的基础。

《通信原理》是电子与通信类专业的一门重要的专业基础课程,系统性、理论性强。通信原理的前置课程是信号与系统。该课程的任务是研究怎样用数学的方法分析、设计通信系统和模块。学习本课程的目的是使学生掌握通信系统的基本原理、方法和基本技术以及各种通信系统的抗噪音性能分析和计算,为以后学习更高级的信息与通信课程,研究设计新的通信系统和掌握通信系统的发展方向奠定必要的基础。该课程采用“理论+通信系统仿真实践+实验+课程设计”四维一体的教学模式,在讲清楚通信系统的基本理论和基本技术后,通过系统仿真实践对通信系统的各个模块在通信系统的作用和技术指标有比较初步的认识,再通过硬件实验对仿真模块进一步验证。上述教学环节完成后,须按要求独立设计一个完整的通信系统。

《现代通信网基础》是电子信息与通信工程等相关专业的一门重要的专业必修课。它是在学习了概率论与随机过程、通信原理、数字信号处理的基础上,以现代通信网络为研究对象,介绍通信网络的基本原理。主要内容包括通信网络概论及数学基础、端到端的传输协议、网络时延分析、多址技术、路由算法、流量和拥塞控制、网络结构设计等内容。使学生能掌握有关现代通信网的基本原理,初步掌握图论、排队论,并理解现代网络的性能分析方法。

五、結束语

文章较详细的展示了省属高校湖北工业大学通信工程专业培养方案的摸索设计主要环节,意图是抛砖引玉,改进优化该专业教学管理的培养方案设计,使师生受益,促进专业发展。

参考文献

[1]叶鸿蔚,张薇,阮怀宁,等.本科教学改革案例河海大学2012版本科培养方案修订[J].中国大学教学,2013(11):72-75.

[2]邓丽曼,王娜,成舸.宽口径厚基础按信息大类培养人才[J].中国大学教学,2005(1):34-36.

[3]蒋学华,张兴强,陈佩江.构建应用型国际化通信工程本科专业课程体系的探讨[J].临沂师范学院学报,2008,30(6):111-116.

[4]叶红.美国高校电子工程类专业本科培养方案浅析.高等理科教育,2007(6):64-67.

[5]徐俊,李吉忠.本科院校通信工程专业课程设置浅析——以麻省理工学院为例对比分析国内外课程设置[J].科技信息,2013(26):10-10.

[6]白鹏飞.美国斯坦福大学电子工程专业本科培养方案研究[J].中国现代教育装备,2013(11):45-47.

[7]湖北工業大学电气与电子工程学院通信工程专业2014级培养方案[Z].

[8]孙爱晶,范九伦,杨武军.地方普通高校应用型人才课程体系建设的探索与实践——以西安邮电大学通信工程专业为例[J].高教论坛,2015(5):59-64.

[9]谢水珍,查代奉.地方性本科院校应用型通信工程专业培养方案的研究与实践[J].长春理工大学学报,2011,6(11):187-188.

[10]徐卓农,张凌涛.建设特色通信工程专业的研究与探索[J].中国新通信,2014(19):112-113.

[11]齐兆群,王文博,桑林.通信工程特色专业培养方案的研究[J].北京邮电大学学报(社会科学版),2010,12(2):95-98.

[12]单树民,龙鹏飞.通信工程专业培养方案的研究与实践[J].中国教育技术装备,2007(10):34-36.

[13]刘光灿,张刚林,黄飞江.通信工程专业应用型人才培养方案的研究[J].长沙大学学报,2009,23(2):107-109.

[14]于慧敏,黄爱苹,章献民,等.信息与通信工程特色专业教学改革[J].电气电子教学学报,2010,32(3):96-97.

[15]张洪全,冯进玫,郭继坤.移动互联网时代应用型通信工程专业人才培养的思考[J].中国电力教育,2014(29):33-34.

[16]韩一石,韩国军,孙粤辉,等.应用型通信工程专业培养方案的研究与实践[J].广东工业大学学报(社会科学版),2010(S1):159-161.

[17]张学良,段哲民.通信工程专业卓越工程师人才培养模式的思考与实践[J].2013(32):35-36.

[18]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案再研究[J].高等工程教育研究,2011(4):10-17.

作者:周先军 侯兴涛 周瑾 熊炜

电子通信学科计算机仿真论文 篇3:

基于Multisim11软件在通信电子线路实验教学的应用

摘 要: 通信电子线路实验是电子类专业的学科基础实验,由于在教学过程中受到实验设备、课时、经验等因素的影响,实验教学效果总存在一定的不足。针对教学效果不足,在实验中引入Mulitisim11仿真软件,依靠其高效、可重复性、直观等特点,很好地解决传统教学中存在的问题,学生的自主学习能力和探索精神也得到提升,取得较好的教学效果。

关键词: 通信电子线路 Mulitisim11 实验实验

通信电子线路是一门理论性、工程性与实践性都很强的课程,它的内容丰富,应用广泛,新技术、新器件发展迅速。实验内容包括有高频小信号放大器、正弦波振荡器、高频功率放大器、混频、调制、检波、鉴频、无线收发等多个综合性设计性实验[1]。通信电子线路课程实验中的器件一般都是非线性元件,传输和处理信号的都为高频信号,由于噪声、干扰信号、分布参数等因素的影响,使实验结果跟理论分析结果有较大的出入,这就使通信电路的设计和调试格外复杂。为了让学生提高实践动手能力和通信电路的分析与设计能力,在实验前引入Multisim11仿真软件,对每个模块电路单独进行仿真,仿真结果正确后再联合调试,在实验中进行调试做出不同的仿真结果,让学生进一步将理论和实践相结合,提高学生的动手能力和创新性思维。

1.Mulitisim11简介

Multisim11是美国NI公司推出的一个集电路原理图设计和电路功能测试于一体的虚拟仿真软件,是一个优秀的电子线路设计与仿真软件。软件自带一般实验室通用仪器,如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源等,还有一般实验室少有或没有的仪器,如波特图示仪、数字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、安捷伦多用表、安捷伦示波器、泰克示波器等。具有较详细的电路分析能力,可以完成电路的瞬态分析、稳态分析,对各种模电、数电、高频和微处理器等电路的设计、测试与仿真[2]。因此,运用Multisim11进行通信电子电路实验仿真分析,符合实践教学的要求,具有较高的应用价值。

2.实验仿真实例

2.1晶体管混频电路

混频的基本功能是保持已调信号的调制规律不变,仅使载波频率升高(上变频)或降低(下变频)。从频谱角度看,混频实质是将已调信号的频谱沿频率轴做线性搬移,因而混频电路必须由具有乘法功能的非线性器件和中频带通滤波器组成[3],如图1所示。

混频器广泛应用在各种电子设备,形式很多,原则上凡是具有相乘功能的器件都可用来构成混频电路,如模拟乘法器、晶体管、二极管、场效应管等。本实验采用晶体管构成混频器,在Multisim11仿真软件中设计电路如图2所示。

图2 晶体管混频实验电路

2.2实验仿真与结果

图2电路中input端接信号频率为1.6MHz的载波,调制信号频率为1KHz的调幅波信号(或AM信号)VS,三极管2N1711的发射极接2.065MHz的本机振荡信号VL,output端为中频带通滤波器输出端,根据理论分析输出中频信号频率为2.065MHz-1.6MHz)=465KHz。调整R5可以改变混频管的静态工作点,可以使电路达到最佳工作状态。

电路连接检查无误后点击电路仿真按钮,用虚拟示波器观察输入与输出信号的波形如图3所示。

图3 输入信号与输出信号对比图

图3中上面的调幅波为输入信号,下面的调幅波为输出中频信号,通过示波器可以观察输入和输出波形包络是相同的,只是相位有一点偏移,说明本电路实现了变频。根据混频器的原理,输出信号频率应为本地振荡信号与输入已调波信号频率差,电路中应用两个频率计进行实时仿真,观察混频电路的输出中频是否正确,观察结果如图4和图5所示,经观察虚拟频率计显示结果正确,符合实验要求。

图4 输入已调波频率 图5 输出中频信号频率

经过调整静态工作点,使输出在不失真的情况下输出最大,可测量出晶体管混频器的混频增益。此时输入已调波信号振幅为29.646mV,输出中频信号振幅为318.239mV,利用增益公式A20.62dB,符合晶体管混频器的设计要求,实验结果完全符合真实实验室的测试要求。在改变输入信号VS和本振信号VL幅度,可以观测输出中频幅度、波形和调制度的变化。

3.结语

在通信电子线路实验教学过程中引入Multisim11软件,利用软件对实验项目电路进行性能测试和仿真结果分析,达到了理论与实践相结合、项目驱动的实验教学目的。通过实验的开展,引导学生课前预习、实验中反复调试、课后总结。采用仿真软件先进的教学方法,具有高效、可重复性、测试结果直观等特点,从而培养学生的学习通信电路的兴趣,提高学生EDA软件仿真能力、电子电路设计和综合分析能力,在通信电子线路的理论和实践知识的教学中,取得良好的教学效果,为应用型人才培养奠定坚实的基础。

参考文献:

[1]耿艳香,朱根生,等.基于Multisim高频电子线路实验平台设计的探讨[J].实验室科学,2012,15(3):117-119.

[2]聂典,丁伟.Multisim10计算机仿真在电子电路设计中的应用[M].北京:电子工业出版社,2009.

[3]曾兴雯,刘乃安,陈健,等.高频电路原理与分析[M].第五版.西安:西安电子科技大学出版社,2013.

基金项目:湖南省教育厅教改项目(批文:湘教通[2014]247号)

作者:许建明 黄同成 彭森 李菲

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