Proteus仿真在高职《高频电子技术》教学中的应用

Proteus仿真在高职《高频电子技术》教学中的应用

作者：肖海英孙玉红

来源：《华东科技》2013年第01期

【摘要】在高频电子技术教学中，应用计算机仿真软件能有效地解决学生在学习过程中的困难。该文提出应用仿真软件 Proteus 来进行高频电子技术仿真教学的思想，并通过教学实例阐述了Proteus仿真在高频电子技术教学中的应用。

【关键词】高频电子技术；Proteus；调幅；解调

引言

高频电子技术课程具有很强的理论性和实践性，在该课程的教学中，运用计算机仿真技术能有效地解决学生在学习过程中的困难，并提高了教学效果。电子类专业的学生在学习模拟电子技术基础时已经学会运用应用软件Proteus [1]，为了使学生在已经熟悉的计算机软件环境中来学习新的高频电子电路知识，在高频电子技术教学中使用软件Proteus进行仿真教学，学生更容易接受并上手操作实验。下面本文以普通调制信号的调制为例阐述了Proteus仿真在高频电子技术教学中的应用。

1 Proteus仿真软件简介

软件是英国Labcenter electronics公司的一套功能强大的EDA工具软件，它是一个集模拟电路、数字电路、模/数混合电路以及多种微控制器系统为一体的系统设计和仿真平台。该仿真软件上有国际通用的虚拟仪器如各种电压表、电流表、示波器、指示器、分析仪等，也提供了各种丰富的电子元器件库。使用Proteus仿真软件可以搭建一个全开放性的仿真实验和课件制作平台，相当于一个实验设备、元器件完备的综合性电子技术实验室，并可用常规的调试方法如测量各点电压、电流、波形等来调试和测量电路。

2 基于Proteus的高频电子电路仿真

2.1普通调幅AM信号及其调制电路

调幅是使载波的振幅随信号波的振幅变化而变化﹝频率不变﹞的调制方式[2]。教材中往往从数学表达式和推导中介绍调幅信号的波形并得出的模型。由于该部分内容理论性较强，对于高职的学生来说，不能引起他们的学习兴趣。再加上他们的数学基础相对薄弱，这种授课方法使得大部分学生不能理解课堂所讲授的内容，从而不能达到较好的教学效果。如果让学生先

认识AM的动态信号，再构造AM信号调制的电路，并让学生参与电路的设计和调试运行电路，从而能达到较好的教学效果。

2.1.1普通调幅AM信号

运用proteus中的虚拟信号发生器就可以得到AM调幅信号。具体操作是：AM端接入低频信号（假设频率f为1khz），虚拟示波器接到信号器的（+）输出端，运行电路时调节信号发生器的频率为高频信号（其频率远大于低频），示波器就可以观察到调幅信号的波形。

2.1.2 普通调幅信号调制电路举例

如图1所示，由虚拟的理想模拟乘法器构成AM振幅调制电路[3]。该电路中，s1 为调制信号（设f=1khz），s2为载波信号（设fc=100khz），调制信号接上一个直流偏置电压UE。仿真结果如图2所示。同时利用PROTEUS仿真软件中频率分析功能[4]得到AM波的频谱，如图3所示。可见，AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边频组成，乘法器在电路调制中起到了搬移调制信号频率的作用。

Proteus 软件的元件库中也提供有实际的集成模拟芯片（如AD633、AD734）。其中

AD734是一个高精度、高速的10 MHz四象限乘法／除法器，可以作为调制器、解调器、宽带增益控制器、直流均方根转换器等使用，用途非常广泛。根据AD734的内部结构及其特性[5，6]，以AD734为乘法器核心构成AM信号调制仿真电路如图4所示。并布置学生课后查阅资料和练习仿真。

通过以上较简单的电路仿真学习，使得学生掌握了普通波AM信号的特性和乘法器器件在振幅调制电路中的作用。为下一步学习该课程中的双边带DSB调幅电路和混频器[3，7]等知识打下基础。

3 结束语

实践证明，在高频电子技术教学中，通过引入仿真演示[7]和仿真实验，不仅能帮助学生加深对所学理论知识的理解，而且通过改变电路的信号或元件的参数观察实验现象，有效地调动了学生的学习积极性和主动性，教学效果得到了明显的改善。在教学过程中，再结合硬件实验教学、课程设计等教学方法，使得学生的实践及综合能力得到提高。

参考文献：

[1]张文涛.PROTEUS仿真软件应用[M].武汉：华中科技大学出版社，2010.

[2]谢俊荣，丁向荣.高频电子技术 [M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.

[3]臧晨晓，陶吉利，刘小英，王卓远.基于Proteus 的高频电子线路实践教学改革 [A]；Advances in Artificial Intelligence （Volume 4）——Proceedings of 2011 International Conference on Management Science and Engineering （MSE 2011）[C].2011

[4]张红. PROTEUS仿真软件中频率分析功能在电路实验中的应用[A].武汉（南方九省）电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C].2010

[5]龙侃；彭玉涛；蒋熔；罗超.AD734 模拟乘法器的原理与应用[J].价值工程，2011（18）.

[6]颜芳，黄扬帆，刘晓. Muhisiml0在高频电子线路教学中的应用[J].实验科学与技术，2010（8）.

[7]周围，韩建，全星慧.仿真演示在高频电子线路中的应用[J].现代电子技术，2011（7）.

作者简介：

肖海英（1965），女，广西人，广西电力职业学院讲师，主要从事电子技术教学工作；

孙玉红（1966—），女，广西人，广西电力职业学院讲师，主要从事电工教学与培训工作。