《高频电子线路》课程难点与教学实施对策
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作者:于红旗 陈绍荣
摘要：《高频电子线路》是电子、信息、通信等专业的一门重要的专业必修课。本课程内容较为繁杂，涉及的知识点较多、新概念教多，对基础知识要求较为宽广。这门课往往成为学生学习路上的拦路虎，文章总结了我校《高频电子线路》课程的教学内容，总结了这门课程的难点，并对相应的教学实施对策进行了研究。
关键词：高频电子线路;课程考核;教学改革;课程建设
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2020）11-0227-02
《高频电子线路》是我校工程技术类电子信息、电子工程、通信工程等专业的必修课程，有很强的理论性、工程性和实践性。在上述专业的课程设置中起承上启下的作用。通过本课程的学习，学员将对现代无线通信技术的原理和实现方法有比较深入的了解;为电子工程、通信工程专业学员后续课程的学习和从事无线通信系统的设计、使用和维护打下理论基础，锻炼和培养相应的实践技能。通过理论和实践教学，使学生了解和掌握无线电通信系统的基本组成和工作原理，掌握高频电子线路各单元电路的基本组成、工作原理和典型电路的应用，初步具备高频电子线的识图能力和实际应用能力，掌握基本的实践技能。本课程在电子信息、电子工程、通信工程等专业学员的知识结构中是不可或缺的重要组成部分，并占有重要的位置。
在多年的课程授课中，总体感觉就是这门课对知识的跨度和深度要求都比较高。很多年轻教师不敢从事这门课的教学工作，学生也反馈说这门课是难度很大的一门课。本文首先分析了这门课的课程特点，对课程的内容进行了总结，对课程难点进行了分析，最后给出相应的教学对策。
一、课程特点分析
高频电子线路以《电路分析》《模拟电子技术》《高等数学》《信号与系统》等课程为基础，但不同于模拟电子技术中讲述的低频、线性电路，高频电子线路主要进行非线性电路的讲述，从早期的《电视原理》《非线性电路分析》到目前的《高频电子线路》《射频电子线路》《通信电子线路》等，这些课程的内涵接近或类似。本课程以无线电收发系统中各个环节和模块为独立章节，穿插系统设计所要考虑的一些重要知识点。这门课程的主要特点有以下几点。
1.各个章节逻辑上有关联，但分析方法和典型电路方面有不少差别。各个章节不具备太多的分析方法上的关联性，每一章节都会引入一些新概念。如高频小信号放大器采用线性放大电路来进行分析，高频功率放大器则结合选频网络，工作在非线性状态。调幅、混频为频谱的线性搬移电路，但调频和调相为频谱的非线性搬移电路。分析调幅波和调角波带宽所采用的方法也不一样。
2.课程对基础知识要求较多，且要切实清楚各个基本概念。在理论分析方面，课程以信号与系统、高等数学等课程为基础，但涉及的部分内容也是高等数学里面所没有讲到的，如研究调角信号的带宽时，用到的贝塞尔函数在高等数学里面尚未讲到。另外，在研究調角信号的带宽时，并没有变换到频域，而是通过展开为傅里叶级数，根据各项的傅里叶级数的大小，来判断出信号的带宽，如果学生搞不清楚傅里叶级数（用于周期信号的展开）和傅里叶变换（用于非周期信号的变换）的差异，很难理解这种分析方法。
3.实践性强。这门课的落脚点在于电子线路，先通过理论分析，要达到什么样的结论，再通过具体的电路来实现，在分析电路实现过程中，会涉及器件本身的实际参数对结果的影响，再通过理论分析，来避免器件参数造成系统失真等。最后，根据分析结果，结合实际实验来进行验证。
二、课程知识点
我校采用的教材为张肃文编著的高等教育出版社的《高频电子线路（第五版）》。主要的知识目标包括射频电子线路概述;选频滤波网络;高频小信号调谐放大器;电路的噪声;高频谐振功率放大器;正弦振荡器;频谱线性搬移电路;角度调制与解调;数字调制与解调;反馈控制电路;频率合成技术等。知识点内容基本与教材章节分布一致。
三、课程难点
如前所分析课程的特点，其中新概念多、新电路多、基础要求较为扎实等决定了本课程的难度。本课程的难点主要为以下几个方面。
1.每一章节中都有基本框图、典型电路分析，因此本课程的第一大难点就是如何掌握这么多的新概念、典型电路模型以及涉及的理论分析。
2.高频条件下，需要考虑到三极管的分布参数的影响，对很多学生来说，要了解高频条件下，元器件的模型与低频和电路分析中不一样的地方，掌握高频条件下分布参数的概念、作用以及影响。
3.高频条件下，很多模块的负载都是选频网络，这也是低频条件下电路负载为电阻所不一样的地方。选频网络是高频电路中的一个重要基础知识。由于选频网络对学生是一个新知识点，且是一个非常重要的知识点，学生需要掌握选频网络的基本原理、分析方法、典型参数、典型电路。
4.阻抗匹配、阻抗变换网络是高频电子线路课程中的重要知识点，也是一个难点。特别是阻抗变换电路分析方法是后续章节的基础，学生要掌握电感、电容抽头电路、耦合电路的分析方法，建立起非线性电路的分析思想。
四、教学实施对策
在高频电子线路课程中，我们采用多种教学方法和教学手段。教学中主要采取了重视基本、分解集成、仿真辅助、项目实验等方法。
重视基础主要是只重视基础概念、基础电路、基础理论。对个模块中出现的基本概念，反复强调，特别引导学生能够读懂并理解标题，看到标题就想到具体的电路形式和电路特点。
分解集成主要是在总体讲述无线电收发总体架构基础上，将总体架构分解为不同功能的模块，引导学生注意各个模块之间的连接关系，总体上把握各个模块之间的参数及其对前后级的影响，在脑海中形成各个模块的典型电路及其参数特点。化整为零，各个突破。集成则是在讲述各个模块的过程中，想着如何把该模块放置到整个系统中应用。最后在各个模块都讲完后，进行总结，化零为整。
仿真辅助是这门课一直采用的教学辅助手段。不同老师所用的仿真软件也不尽相同。根据课程不同章节，常采用的仿真软件有：MultiSim [1-3]、MATLAB[4]、Electronics Workbench[5]、PSpice等。Multisim用于演示不同的电路的性能，特别是波特图、示波器等虚拟仪器具有较强的直观性。MATLAB主要用于演示波形之间的对比、频谱分析等，特别适合调制解调等部分章节的教学。
采用项目实验法，高频电子线路的核心模块可以构成FM发射和接收、AM发射和接收。课程以这两个综合设计实验为主线，引导学生先完成各个模块的实验，再综合起来完成整个设计实验。这也体现了前面的分解集成的教学方法。
参考文献：
[1]钱颖，杜亮.Multisim仿真在高职电子类课程教学中的应用与研究[J].信息技术与信息化，2018，（11）：128-130.
[2]时伟.Multisim在高频电子线路教学中的应用[J].电子世界，2019，（03）：67-68.
[3]张子砚.Multisim在电子技术课程教学中的应用[J].科教导刊：中旬刊，2018，（07）：126-128.
[4]陈艳.Matlab/Simulink软件在“高频电子线路”辅助教学中的应用[J].安庆师范大学学报：自然科学版，2018.24（02）：115-118.
[5]陈玲.基于Electronics Workbench的虚拟实验教学法[J].电脑迷，2017，（06）：189.
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