黃文鋒

(廈門海洋職業(yè)技術學院，福建廈門 361100)

高職高?！案哳l電子線路”振幅調制的教學方法探析

黃文鋒

(廈門海洋職業(yè)技術學院，福建廈門 361100)

“高頻電子線路”是電子信息類專業(yè)的一門重要課程，振幅調制是該課程的重要章節(jié)。該部分內容難度大、要求高。為了深入淺出地進行教學，在總結常規(guī)教學方法的基礎上，提出從概念入手，先給出波形圖、再求表達式的創(chuàng)新教學方式，更適合對數(shù)學要求不高的高職高專學生學習。

振幅調制；創(chuàng)新教學；高職高專

引言

“高頻電子線路”在電子信息類專業(yè)中，具有非常重要的地位，它是電子工程、通信工程等電子信息類專業(yè)重要的專業(yè)基礎課程。[1]調制是“高頻電子線路”課程的重要章節(jié)，該章節(jié)的常規(guī)教學方法對原理闡述過于機械，對數(shù)學基礎要求高，難以將概念、波形圖、表達式融會貫通，高職高專學生不容易接受。針對高職高專該部分內容的教學，本文以振幅調制為例，提出創(chuàng)新教學方法，即從振幅調制的概念入手，先給出波形圖，再求出調幅波的表達式，更容易讓高職高專學生接受。

1 常規(guī)教學方法

以普通調幅為例進行闡述。各類教材對于普通調幅的電路組成模型一般有兩種，如下圖2-1，圖2-2。兩種方式原理類似，都是通過乘法器實現(xiàn)普通調幅方式，因此下面僅以圖2-1作簡單闡述。

調幅波uAM(t)=uo(t)=Am[UQ+uΩ(t)]*uc(t)= Am[UQ+uΩ(t)]Ucmcos(ωct)

=[AmUQUcm+AmUcmuΩ(t)]cos(ωct)

=[Umo+kauΩ(t)] cos(ωct)

其中Umo= AmUQUcm為載波電壓振幅，ka=AmUcm為比例常數(shù)。

將uΩ(t)= UΩmcos(Ωt)代入以上表達式：

uAM(t)=uo(t)=[Umo+kaUΩmcos(Ωt)]cos(ωct)

= Umo[1+macos(Ωt)]cos(ωct)

其中ma=kaUΩm/ Umo為調幅系數(shù)。

2 創(chuàng)新教學方法

以上教學方法從純數(shù)學的角度推理出調幅信號的表達式，較枯燥且不容易理解掌握。首先在乘法器的使用上，學生可能無法理解為什么要用乘法器來實現(xiàn)調幅波，沒有很好的解釋兩者之間的關系。其次，整個調幅波的推導過程是純數(shù)學推導，涉及到相量、三角函數(shù)等較多知識，對高職高專生來說可能難度較大。最后，調幅波的公式與概念以及波形圖聯(lián)系不大，沒有很好地將整個知識體系融會貫通?；谝陨戏N種因素，本人考慮從振幅調制的概念入手，通過先給出波形圖，再求調幅波表達式的創(chuàng)新教學方式，可以很好地解決以上問題。

振幅調制：用調制信號去控制高頻載波的振幅，使高頻載波的振幅按照調制信號的規(guī)律變化。振幅變化的軌跡稱作調幅信號的包絡線，調制后的載波稱調幅波。[2]

根據(jù)以上概念，可以得出結論：調幅波的振幅是在高頻載波的幅值基礎上再疊加與調制信號成比例的幅值；調幅波的頻率與高頻載波相等。因此可以先給出調制信號、高頻載波和調幅波的波形如下：

調制信號uΩ(t)：

高頻載波uc(t)：

調幅波uAM(t)：

上圖中，調幅波的振幅是在高頻載波的幅值基礎上再疊加與調制信號成比例的幅值，調幅波的頻率與高頻載波相等，圖形與定義相符。[3]先給出概念和波形，讓學生首先對振幅調制知識點有一個框架，更容易對振幅調制進行理解和掌握。以圖形的形式將概念呈現(xiàn)給學生，也更適合數(shù)學基礎較薄弱的高職高專生接受。

根據(jù)以上調幅波的圖形及振幅調制的概念，可以通過正弦波的表達式：【幅值cos(角頻率*t)】來寫出調幅波的表達式，其中幅值是在高頻載波的幅值基礎上再疊加與調制信號成比例的幅值，角頻率與高頻載波相等。具體如下：

調幅波幅值= Ucm+kauΩ(t)，其中Ucm為高頻載波幅值，ka為比例常數(shù)。

調幅波角頻率=ωc。

代入表達式：調幅波=【幅值cos(角頻率*t)】，如下：

調幅波uAM(t)=[Ucm+kauΩ(t)]cos(ωct)

將uΩ(t)= UΩmcos(Ωt)代入以上表達式：

uAM(t) =[Ucm+kaUΩmcos(Ωt)]cos(ωct)

= Ucm[1+macos(Ωt)]cos(ωct)

ma=kaUΩm/ Ucm為調幅系數(shù)。

由此可以發(fā)現(xiàn)，該方法所得出的表達式與通過乘法器相乘的數(shù)學推導結論一致，說明了它的正確性。該方法從振幅調制的概念入手，通過對定義的理解以及對波形的理解，可以輕而易舉地寫出調幅波的表達式，對于高職高專生來講更容易掌握，也更與該課程的課程目的相符合。因此，在針對高職高專學生的授課過程中，可以采用該方法進行講解，達到事半功倍的效果。

另外，針對調制的另一個重要內容：頻率調制，同樣可以參考該模式，主要區(qū)別在于由幅值變化轉換成角頻率的變化。以下對調頻波作簡單介紹。

調頻(FM)：用調制信號去控制高頻載波的頻率，使高頻載波的頻率按照調制信號的規(guī)律變化。[4]即調頻波的頻率(角頻率)是在高頻載波的頻率(角頻率)基礎上再疊加與調制信號成比例的頻率(角頻率)，調頻波的幅值與高頻載波相等，[5]具體表達式如下：

調頻波角頻率=ωc+kfuΩ(t)，其中ωc為高頻載波角頻率，kf為比例常數(shù)。

調頻波幅值= Ucm。

注意此時角頻率是變量，不能再簡單參照振幅調制表達式【幅值cos(角頻率*t)】，而應對角頻率求積分，即【幅值cos(∫角頻率dt)】，可以得出調頻波的表達式為：

uFM(t) =Ucmcos∫[ωc+kfuΩ(t)]dt= Ucmcos(ωct+mfsinΩt)，mf為調頻指數(shù)。由于調頻波不是本文的重點，高職高專生也不必過分追求數(shù)學推導過程，因此對詳細推導過程不再贅述。

結語

本文研究“高頻電子線路”課程關于振幅調制章節(jié)的教學方法。首先總結傳統(tǒng)的教學方法，即采用乘法器，將調制信號與高頻載波相乘，通過數(shù)學推導的方式，得出調幅波表達式。該教學方法從純數(shù)學的角度推理出調幅信號的表達式，較枯燥且不容易理解掌握。接著提出創(chuàng)新教學方法，從振幅調制的概念入手，先給出波形圖，再求調幅波表達式。該方式對于高職生來講更容易掌握，也更與該課程的課程標準、目的相符合。最后簡單介紹了調頻波的教學方式。希望本文能給高職高專高頻電子線路課程教師提供參考借鑒。

[1]萬云.高頻電子線路實驗教學改革探討[J].科教導刊(電子版)，2014, (6): 48-48.

[2]王春生.淺析電視信號傳輸技術[J].軟件，2012, 33(7): 101-102.

[3]李力厚，張居衛(wèi).淺談調制技術分類和工作原理[J].河南科技(上半月)，2014, (8): 2-3.

[4]周勝源，陳高潤，陳名松.System View在《高頻電子電路》課程教學中的應用[J].桂林電子工業(yè)學院學報， 2004, 24(4): 106-109.

[5]門宏.調頻信號的發(fā)射與接收[J].無線電，2009, (4): 90-92.

[6]胡宴如.高頻電子線路[M]. 北京：高等教育出版社，2008. 94-95.

[7]申功邁，鈕文良.高頻電子線路[M].西安：西安電子科技大學出版社，2008. 99-100.

Research on the Teaching Method of “High Frequency Electronic Circuit” Amplitude Modulation in Higher Vocational Colleges

HUANG Wen-feng

(Xiamen Ocean Vocational College, Xiamen, Fujian 361100)

“High frequency electronic circuit” is an important course of electronic information major. The amplitude modulation is an important section of the course. This part of the content is difficult to learn, and requires more of the students. In order to explain the profound things in a simple way of teaching, on the basis of summarizing the conventional teaching methods, this paper puts forward a new teaching method, which is based on the conventional teaching, gives the waveform diagram first, and then obtains the expression of the creative teaching method. It is more suitable for the study of the students who are not good at mathematics.

amplitude modulation; creative teaching; higher vocation colleges

2015-12-28

黃文鋒(1982-)，男，福建廈門人，廈門海洋職業(yè)技術學院信息技術系實驗師，碩士。研究方向：電子、通信等相關課程教學與研究。

TN70-4

A

1008-8156(2016)01-0075-03

修回日期：2016-01-25