浅谈高职院校高频电子线路教学方法

宋科

摘 要 高频电子线路是一门现代高等职业院校电子通信类专业难度较大的专业课，学生普遍觉得难学，教师也觉得难教。如何把握学生的思维特点，用最通俗的语言将深奥的理论描述得浅显易懂显得尤为重要。本文以谐振电路的选频滤波特性为例介绍了谐振的基本概念，描述了谐振电路通频带的原理，阐述了谐振电路选频滤波的物理本质。

关键词 谐振 通频带 选频滤波

中图分类号：G424 文献标识码：A

On Vocational College High Frequency Electronic Circuits Teaching Methods

SONG Ke

（Sichuan Aerospace Polytechnic （Guanghan Campus）， Guanghan， Sichuan 618300）

Abstract "High-frequency electronic circuit" is a difficult class of modern electronic communication specialized vocational colleges， students generally find it difficult to learn， teachers find it difficult to teach. How to grasp the characteristics of students' thinking， with the most popular language is described as esoteric theory is particularly important easy to understand. In this paper， frequency-selective filtering characteristics of the resonant circuit example to introduce the basic concepts of resonance， describes the principles of the resonant circuit pass band， describes the physical nature of the resonant circuit frequency-selective filtering.

Key words resonance； pass band； frequency-selective filtering

0 引言

高頻电子线路是现代高等职业院校电子通信类专业必修的专业课之一。由于高职类学生普遍基础较薄弱，他们学习高频电子线路这类课程难度较大。笔者在讲授高频电路的过程中发现，尽管这门课程专业性较强，理论基础起点较高，但只要教学方法把握得当，仍然可以化难为易，关键在于怎样把握学生的思维特点，用最通俗的语言将深奥的理论描述得浅显易懂。本文将以谐振电路的选频滤波特性为例，力求用通俗易懂的语言描述选频滤波的原理及其实现方法，力求使复杂问题简单化。笔者之目的在于通过对一个具体的知识点的描述来展现高频电子线路的教学方法，以期对高等职业院校相关课程的教学教改起抛砖引玉的作用。

1 选频的基本原理

自然界中的各种信号总是由多个信号混杂在一起的复杂信号，人们往往需要从这个复杂信号中选出有用的成分，而把无用成分抑制掉，这就是选频的原始意义，选频也叫滤波。

图1 并联谐振回路 图2 谐振曲线

对电信号的选择是通过谐振电路的谐振特性实现的。如图1所示是一个并联谐振电路。图中，代表线圈的等效损耗电阻，由于电容器的损耗很小，图中略去其损耗电阻。为电流源，为并联回路两端输出电压。由、、组成的并联谐振回路的阻抗是随信号源频率而改变的，当信号源频率为某一数值时，谐振回路的阻抗可以达到最大值，从而使输出电压也达到最大，而其它频率时的输出电压都小于此值。回路的这种状态叫谐振状态，此时回路的阻抗呈纯阻性。

谐振时的输出电压达到最大，从而可以顺利地把此电压传输至后级，其它频率时电压则不能传输给后级，也就是把有用频率成分选出来，而把无用频率成分抑制掉，实现了选频。

2 谐振电路的通频带

实际的有用信号也往往不是单一频率成份而是由众多频率分量组成的复杂信号，为了使选出的信号不失真，就必须把这个复杂信号所包含的所有频率分量都选出来，也就是要使所有频率分量都按同等比例通过选频回路，而根据前述谐振回路的谐振特性知，这是实现不了的，因为谐振回路对不同频率成分的传输比例是不一样的，也就是说信号传输要想绝对不失真是不可能的。于是规定一个容忍范围，规定输出电压下降到最大值的倍范围内可以认为这些频率分量是可以通过选频回路的，而当输出电压下降到超过最大值的倍时，就认为这些频率分量是不能通过回路的。于是就把输出电压下降到最大值的时所对应的频率范围称为通频带。也就是说在通频带内的分量是可以通过回路的，而通频带以外的分量是不能通过回路的。

3 谐振电路的矩形系数

根据上面叙述，输出信号的波形应有如图2所示的规律。如上所述，为了使输出信号没有失真，必须使信号的每个分量都按相同比例传输，也就是说在通频带内的曲线应是水平直线，而通频带以外的曲线应是垂直线，即，理想传输线应是图3中的虚线所示。也即是说，理想的传输曲线应是矩形形状。为了反映实际传输曲线接近矩形的程度，引入矩形系数这个术语。矩形系数定义为0.1倍带宽与0.7倍带宽之比，即 = 。

4 高频功率放大

顾名思义，高频功率放大器用于放大器高频信号并获得足够大的输出功率，常又称为射频功率放大器，它广泛用于发射机、高频加热装置和微波功率源等电子设备中。

选频回路把微弱信号从空中接收并选出来后，必须经过功率放大才能进行后续处理。现代通信网络一般是把选频和放大由一个部件完成，这个部件就是谐振功率放大器。图4是谐振功率放大器的原理图。

谐振功率放大器中的放大管工作在丙类状态，即管子的导通时间小于输入信号的半个周期，这有利于提高放大效率。图中电容、电感、电阻三个元件构成谐振回路，谐振回路有两个作用，一是选频作用，二是作为放大管的负载。假设是标准正弦波，由于三极管有半个周期未导通，于是三极管集电极输出的信号就不是正弦波，而是包含多个频率成分的非正弦波。通过其后的谐振回路选出频率与相同的那个分量，就得到所需要的放大了的信号。

上面说到三极管工作于丙类状态，实际上，放大器中的三极管的工作状态根据导通时间可划分为甲类、乙类、甲乙类、丙类、丁类和戊类集中状态。甲类状态即三极管在输入信号的整个周期内都是导通的，乙类则是只有半个周期导通，甲乙类是指导通时间大于半个周期而小于一个周期，丙类是指导通时间小于半个周期，丁类和戊类的三极管是工作在开关状态，即只有完全导通和完全截止两个状态。

5 结束语

本文用通俗易懂的语言论述了谐振电路选频滤波的基本原理，打破了一般教科书过度专业化的传统描述，这使学生特别是基础较差的高职学生易于理解和接受，大大提高了高等职业院校专业课的教学效果。事实上，很多本身理论较深的课程都可以采用本文所述思想，用较通俗的语言描述得简单明了，使学生易于理解和接受，当然这要考验教师的专业理论水平和语言表述能力。谨以此文和同行共勉。

参考文献

[1] 张萧文.高频电子线路[M].北京：高等教育出版社，2008：306.

[2] 胡宴如.高频电子线路[M].北京：高等教育出版社，2010：309.

[3] 王卫东.高频电子电路[M].北京：电子工业出版社，2009：312.