王勤
成都大学 信息科学与工程学院 四川成都 610106
摘要：高频电路是电子信息类专业的重要基础课，具有概念繁多、内容抽象等特点。针对电路传统教学方法的效果并不理想的特点，从课程间和课程内两方面探讨了对比教学法在高频电路教学中应用，使学生能够深刻理解所学内容，增强教学效果。
关键词：高频电路；对比教学；低频；抽象
1 引言
高频电路课程是电子信息和通信类的重要专业技术基础课，是一门综合性、实践性和工程性很强的课程。该课程主要介绍通信系统发送、接收设备中的基本单元电路，分析输入与输出信号时域和频域之间的变换关系。通过学习本课程，使学生掌握高频电路的基本理论、分析方法和新技术，为后续课程的学习做好铺垫。然而，该课程在教学过程中存在课时紧张、知识点繁琐、电路复杂等情况，传统的教学方法主要是章节式教学，主要着重单元电路的讲解，导致各个单元电路看似相互独立而缺乏关联性，将完整的无线电通信系统拆散，而缺乏各种电路之间的关联性，导致教学效果较差，学生学习效果不理想，甚至对课程产生抵触情绪。因此，有必要更新教学思路，改进教学方法，增加学生的研学兴趣，让学生有效掌握高频电路的理论知识。
2 对比教学法
教学内容能否被学生很好的掌握，教学方法起着关键作用。对比教学法指的是根据课程的特点，对某些具有相似性的理论知识进行对比分析异同点的教学方法[1]。通过对比类推达到以点带面、举一反三的效果，在叙述上抓住问题的本质，做到概念清楚、层次分明、简明扼要。让学生从本质上深刻理解这些知识，帮助学生从本质上区分相似概念，思路变得清晰条理，从而融会贯通整个知识体系。
3 课程内的对比
高频电路是由很多基本单元电路构成的，通信电路在基本电路的基础上经历了电子管、晶体管、场效应管、集成电路及大规模集成电路等的发展，虽然实现同一种功能的电路形式千差万别，但这些电路的基本功能是没有变化的，都是采用非线性元器件，输入、输出信号的频谱关系不变，实现电路的基本原理也不变[2]。因此，在教学时，不仅要介绍各种典型单元电路的组成、工作原理和分析方法，不应局限于某个具体电路的构成和原理，应增强对通信系统各部分内在关系的认识，紧紧抓住共性特征这条线，将零散的单元电路有机结合，洞悉高频电路课程的内在联系和区别，比较电路之间的异同与关系[3]。
高频小信号谐振放大器与高频谐振功率放大器的共同之处是放大的信号均为高频信号，其负载均是具有滤波功能的谐振回路，都属于频带宽度有限的窄带放大器。高频小信号谐振放大器的输入信号幅度小，晶体管工作在线性区域和甲类状态。采用线性电路的分析方法，主要任务是放大电压，效率低，谐振回路主要用来选择有用信号抑制无用信号，Q值较高。高频功率放大器的输入信号的幅度一般很大，晶体管工作在非线性区域，电路工作在丙类状态。谐振回路主要用于抑制谐波，输出功率大，回路的Q值较低，效率高。此外，两者的电路结构、晶体管的动态特性等都存在差异。
高电平调幅中的集电极调幅的调制信号从集电极加入，功率放大器必须处于过压区，优点是集电极效率不变，而缺点为需要很大的调制功率。而基极调幅的调制信号来自基极，优点为所需调制信号功率很小，由于工作在欠压状态，缺点是集电极效率很低。
晶体管的混合π型等效电路和Y参数等效电路是两种分析电路的模型。混合π型等效电路是从内部来分析晶体管的作用，各个参量与频率几乎无关。因此，这种电路的优点是适用于相当宽的频率范围，缺点是该等效电路比较复杂。
Y参数等效电路是从外部来分析晶体管的放大作用，其优点为并联支路的导纳可以很方便地直接相加，参数可以用仪器直接测量。缺点是四个参数都是频率的函数，高频和低频差异随着工作频率的增加而加剧。
三点式正弦波振荡器包括电容三点式和电感三点式。两种电路的共同点为电路简单、容易起振。电容三点式振荡电路的反馈信号取自电容两端，优点为振荡波形好、电路的频率稳定度较高、工作频率可以较高。缺点为通过调整电容来改变振荡频率会导致反馈系数的改变。电感三点式振荡电路的反馈信号取自电感，优点为电感之间的互感会增强反馈，容易起振；通过调整电容来调节振荡频率，不会影响电路的反馈系数。缺点为振荡波形不好、振荡频率不能做得太高、频率稳定度较差。
4 课程间的对比
高频电路是以《高等数学》、《电路原理》、《模拟电子技术》、《信号与系统》等课程的知识为基础，其知识系统与这些先修课程存在一定的交叉。因此在教学过程中，要根据需要对用到的先修课程知识进行回顾，将所学高频知识与其他有关课程有机衔接在一起。作为后续课程，高频电路是前修课程《模拟电子技术》的扩展。虽然两门课程存在着某些必然的联系和相同之处，但高频电路和低频电路有很大的差异。根本原因是电路传输和处理的对象不同，高频电路传输和处理的对象主要为几百千赫-几百兆赫的较高频率的信号[4]。高频工作环境对电子元器件的影响大，电路容易受到集肤效应、分布参数、信号反射等干扰。比如，电阻和电容、导线的高频模型表现出引线寄生电感特性；并行的传输线要考虑分布电容；晶体管结电容的存在导致其电流放大系数下降等。高频电路中的单元电路大多属于非线性电路，低频电路为线性电路，造成工作条件、电路结构、应用范围、分析电路的模型以及基本原理和分析方法上与低频电路都存在着很大的差异，分析和推导的难度明显加大。
高频小信号放大器和模电中的低频放大器共同点都是低电压小电流工作模式。高频小信号放大器为了选频而采用LC谐振回路集电极负载，一般采用共基放大组态；而低频放大器的集电极负载通常为电阻，多为共射组态。
低频功率放大器和高频谐振功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高。但由于二者的工作频率和相对带宽相差很大，因而负载网络和工作状态也不同。低频功率放大器的工作频率低，但相对带宽却很宽，因此它们都是采用电阻、变压器等无调谐负载，且一般都工作于甲类。高频功率放大器的工作频率高，但相对带宽却很窄，因此高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路，且常处于丙类。
因此在授课时，要从学生熟悉的低频电路入手，将高频电路和低频电路相关内容进行分类比较，区分两者的相同点和不同点。让学生尽可能多地利用学过的低频电路的知识去理解新的高频知识，完成由低频电路到高频电路学习的过渡，搞清楚两门课程之间的联系，构建知识系统，对课程的理解更加深刻。
4 结语
针对高频电路课时少内容繁多、理论复杂的特点，结合自身的教学经验，从课程内和课程间两方面对高频电路中如何对比教学进行探讨，为教学改革提供一定思路。通过一段时间的尝试，取得了较好的教学效果，增强了学生对高频电路知识的理解与掌握。此外，教师还可以结合优化教学内容、在课程中引入仿真、增加课程设计等，进一步提升教学质量，争取更好的成绩。
参考文献
[1] 王爱珍, 任国凤, 田竹梅. "高频电子线路"课程教学改革的探索与实践[J]. 信息系统工程, 2015, 263(11):157-158.
[2] 阳昌汉. 高频电子线路(第二版)[M]. 高等教育出版社, 2013.?
[3] 兰萍, 王朝霞. 对高频电子线路教学改革的探讨[J]. 中国西部科技, 2009, 8(28): 91-92.
[4] 石博雅. 《高频电子线路》课程改革探讨[J]. 中国电力教育, 2008，120(9): 136-137.