時間：2023-03-25 11:24:53
序論：在您撰寫仿真技術(shù)論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
在現(xiàn)代信息實驗教學(xué)中，積累經(jīng)驗并應(yīng)進(jìn)行改革探索，并針對應(yīng)用型人才需采用虛擬和實際相結(jié)合、軟件與硬件相結(jié)合的模式?？梢钥闯?，現(xiàn)代仿真技術(shù)在信息學(xué)科教學(xué)，特別是實驗教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。仿真技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，必將加快信息學(xué)科實驗教學(xué)的深化改革，促進(jìn)了教育觀念的改變是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的新的實驗手段。
信息學(xué)科教學(xué)中仿真技術(shù)的應(yīng)用
目前，國內(nèi)外眾多高校在信息類課程的教學(xué)過程中，對計算機的仿真技術(shù)做了大量有意義的探索，并取得了相對豐碩的研究成果。
（1）通信專業(yè)教學(xué)中的仿真技術(shù)。近年來，隨著通信技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的設(shè)計手段和設(shè)計方法通常不能夠適應(yīng)目前通信系統(tǒng)急劇增加的復(fù)雜性要求。在通信專業(yè)的實際教學(xué)過程中，基于相關(guān)常用的仿真軟件，通信系統(tǒng)的仿真技術(shù)也已逐漸成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)設(shè)計以及對其定性進(jìn)行驗證的重要手段[5,6]。例如，對通信系統(tǒng)整體設(shè)計并測試其性能；同時，在復(fù)雜的環(huán)境中無線電通信以及抗干擾通信系統(tǒng)的抵抗衰落和多徑效應(yīng)能力。但由于現(xiàn)代通信系統(tǒng)的實際測試設(shè)備價格高昂，而且系統(tǒng)也往往具有不可測試特性。例如，在日常的實驗教學(xué)中教育單位不太可能對實際營運中的通信網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行測試。因此，這使得高校相關(guān)信息專業(yè)的教學(xué)實踐環(huán)節(jié)面臨挑戰(zhàn)。這樣，基于相關(guān)軟件與算法對其進(jìn)行仿真就成為一種理想的選擇。通常，通信系統(tǒng)中各個功能模塊的軟件實現(xiàn)、通信過程中各個節(jié)點之間的智能化性能分析等系統(tǒng)及其部分功能的模擬大都基于現(xiàn)代計算機仿真技術(shù)來完成。其中，仿真算法可以直接映射為系統(tǒng)設(shè)計中的硬件。而基于仿真工具的軟件無線電技術(shù)使得通信信號處理方法得到廣泛應(yīng)用。此外，計算機仿真技術(shù)對通信系統(tǒng)不同模塊的性能分析也有著不可替代的作用。例如，在基帶信號處理過程中可以通過合適的仿真軟件來實現(xiàn)傳輸信號的相應(yīng)變換。從而得出預(yù)編碼、自適應(yīng)均衡、信道編解碼、信源編解碼以及信息安全算法等等。此外，在復(fù)雜、時變的信息傳輸環(huán)境中，現(xiàn)代通信系統(tǒng)的數(shù)字信號處理相關(guān)算法更將會趨于復(fù)雜[7,8]。例如，在科研和教學(xué)中涉及到的信道估計的自適應(yīng)算法、MIMO技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)中的多用戶檢測算法、信道編解碼算法等技術(shù)的實現(xiàn)，必須利用仿真技術(shù)對算法在實際通信環(huán)境中的適應(yīng)性進(jìn)行驗證和評估。
（2）基于硬件設(shè)計教學(xué)中的仿真技術(shù)。實現(xiàn)微處理器和數(shù)字信號處理芯片是現(xiàn)代信息系統(tǒng)設(shè)計的硬件基礎(chǔ)。系統(tǒng)中各個硬件模塊的實現(xiàn)通?；谟布抡婕夹g(shù)的理論與先進(jìn)的微型計算機的相互結(jié)合進(jìn)行分析。因此，仿真技術(shù)在信息專業(yè)教學(xué)過程中硬件的控制實現(xiàn)中也就有著重要的應(yīng)用[7]。在實際硬件仿真教學(xué)中，基于不同仿真平臺，例如Max+plus、QuartusII等軟件,通過VHDL、VerilogHDL等語言對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，同時對系統(tǒng)的物理器件性能進(jìn)行仿真。在目前很多信息系統(tǒng)的電路設(shè)計中，這主要表現(xiàn)為從基于硬件的集成電路模式逐步轉(zhuǎn)為一些硬件仿真軟件編程來實現(xiàn)的映射模式。
（3）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議教學(xué)中的仿真技術(shù)應(yīng)用。在通常信息學(xué)科的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議教學(xué)中，其復(fù)雜性已經(jīng)很難通過傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)分析來完成。而在更高層的協(xié)議設(shè)計教學(xué)過程中，通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中所涉及的仿真代碼可以將其設(shè)為相應(yīng)通信協(xié)議可以實現(xiàn)的核心代碼。因此，在信息學(xué)科教學(xué)中，仿真方法在網(wǎng)絡(luò)及其協(xié)議的復(fù)雜性中也有著重要的應(yīng)用[9，10]。為了準(zhǔn)確、快速地對信息學(xué)科教學(xué)過程中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議性能完成評估。同時，如果采用計算機仿真技術(shù)可以避免掉大量的理論性能分析過程中出現(xiàn)的障礙。另外，通過對實驗室中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行建模，從而進(jìn)一步實現(xiàn)參數(shù)的選擇和調(diào)整，并能夠快速模擬系統(tǒng)在真實環(huán)境中的行為表現(xiàn)?；谏鲜龅姆抡婕夹g(shù)，可對教學(xué)中所應(yīng)用的信號處理算法、信息傳輸協(xié)議等及其相關(guān)性能做出評估以便進(jìn)一步改進(jìn)。因此，算法和協(xié)議的仿真成為實際系統(tǒng)中功能實現(xiàn)的重要手段。為了考查網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息傳輸?shù)膶崟r性和利用效率，在實際的現(xiàn)代信息系統(tǒng)中提出了各種復(fù)雜且具有層次結(jié)構(gòu)的協(xié)議，進(jìn)而構(gòu)建結(jié)合無數(shù)節(jié)點的通信網(wǎng)絡(luò)?？梢钥闯?，基于仿真平臺的仿真技術(shù)對實際環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真分析評估中有著不可分割的地位。
總之，在信息學(xué)科的教學(xué)實踐中，基于平臺的計算機仿真技術(shù)有著重要的應(yīng)用。透過仿真技術(shù)，學(xué)生基于已有的理論可以對比傳統(tǒng)信息理論技術(shù)所研究的對象深入學(xué)習(xí)和研究。此外，通過仿真技術(shù)可以在仿真過程中實時修改系統(tǒng)參數(shù)，同時能夠評估參數(shù)變化對系統(tǒng)整體性能的影響，使其更加接近真實環(huán)境。
常用仿真軟件
目前，在信息學(xué)科的實際教學(xué)中，適用于系統(tǒng)中各個功能模塊的軟件仿真軟件較多，例如Matlab，Labview，SystemView等。其中，Matlab／Simulink是目前廣泛應(yīng)用于科研和教學(xué)中較為常見的仿真與計算平臺。均可完成教學(xué)中所遇到的仿真實驗和數(shù)值計算，例如可以通過Matlab實現(xiàn)信息系統(tǒng)仿真中的數(shù)值計算、算法驗證等分析等領(lǐng)域。而Simulink是Matlab中最重要的組件之一，它對系統(tǒng)能夠提供一個動態(tài)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境，并具有適應(yīng)面廣、效率高和靈活等優(yōu)點。此外，Scilab也是一個開放源碼的科學(xué)計算仿真軟件。而常用的硬件仿真軟件早些時候所常用的Max+plus、QuartusII；英國Labcenter公司開發(fā)的用來電路分析與實物仿真軟件ProteusISIS；以及FPGA的仿真軟件Foundation和ISE等。
上述這些常用的軟硬件仿真軟件，在信息科學(xué)專業(yè)教學(xué)中的工程建模、科學(xué)計算以及性能分析等方面有著重要的應(yīng)用，特別是在信息相關(guān)專業(yè)的課程實驗以及畢業(yè)設(shè)計中有著廣泛的作用。因此，開設(shè)計算機仿真課程能系統(tǒng)地利用科學(xué)計算和系統(tǒng)仿真工具，深入理解信息學(xué)科中專業(yè)課程的基本思想、原理和實踐。
（一）multisim13簡介
multisim13是一款專用于電子線路仿真的軟件，是計算機上虛擬出的一個電子工作平臺。它擁有豐富的元件庫和儀器庫，采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路，按下仿真按鈕就可仿真電路的運行狀態(tài)。軟件中的虛擬儀器控制面板外形、操作方式都與實物相似并可實時顯示測量結(jié)果，元件庫中的三維元件和實物相似，讓使用者有身臨其境的真實感受。
（二）multisim13引入教學(xué)的必要性
筆者認(rèn)為，基于動手的學(xué)習(xí)是幫助學(xué)生鞏固理論概念并讓他們?yōu)殚_發(fā)未來工業(yè)應(yīng)用或開展先進(jìn)的科研項目做好準(zhǔn)備的最佳方法。任何成功的職業(yè)道路或者人生決定往往是受到啟發(fā)的，參與和準(zhǔn)備就是將這種啟發(fā)變成真正可實現(xiàn)的東西。啟發(fā)孩子以職業(yè)運動員為夢想非常簡單，只要打開電視或去看一場現(xiàn)場的專業(yè)體育賽事。這個道理同樣適用于激勵學(xué)生成為一個電子工程師。我們對未來科學(xué)家和工程師的教育方式往往只局限于與實踐脫節(jié)的純理論和公式，即使燃燒最旺盛的火苗也會被這種教育方式所熄滅。而讓學(xué)生參與實際的開發(fā)，又受到現(xiàn)實條件的限制，multisim13恰恰提供了這樣一個折中的方案：以課堂學(xué)習(xí)技能為主，一個與工業(yè)應(yīng)用相銜接的平臺為輔，兩者結(jié)合可幫助學(xué)生為應(yīng)對未來的重大挑戰(zhàn)做好準(zhǔn)備。multisim13是將工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)集成到一個專門針對教學(xué)而設(shè)計的平臺中，學(xué)生可以結(jié)合基于工業(yè)技術(shù)的教學(xué)硬件平臺和教學(xué)實驗室虛擬儀器套件來學(xué)習(xí)基本的工程和系統(tǒng)設(shè)計概念。將multisim13引進(jìn)課堂，可以將抽象的、空洞的理論教學(xué)變?yōu)閯討B(tài)的、可視的直觀演示，這不但可以有效地增強學(xué)生對電路工作狀態(tài)的感性認(rèn)識，提高課堂教學(xué)效率，還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，克服學(xué)生的畏難情緒。學(xué)生自己可以在電子平臺上按照自己的想法隨意設(shè)計電路，仿真印證自己的設(shè)想，培養(yǎng)了學(xué)生設(shè)計電路的創(chuàng)新意識；在multisim13電子平臺下，可以先觀察實驗現(xiàn)象，然后帶著疑問、好奇探究現(xiàn)象背后的理論與規(guī)律。這樣順應(yīng)認(rèn)知規(guī)律，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和對知識的理解程度。
二、multisim13在教學(xué)中應(yīng)用實例
(一)傳統(tǒng)二極管結(jié)構(gòu)和單向?qū)щ娦灾v授過程
利用PPT圖片展示一個二極管結(jié)構(gòu)示意圖，語言表述“將PN結(jié)兩端各引出一個電極，并加以封裝就制成了一個二極管”；給出二極管的電路符號。二極管重要特性就是單向?qū)щ娦裕鬟^電流的方向就是符號箭頭所指的方向，二極管的導(dǎo)通電壓鍺管0.3，硅管0.7V。
（二）采用
multisim13進(jìn)行課堂教學(xué)過程在multisim13元件庫中調(diào)出3D虛擬器件，如圖2所示。“將PN結(jié)兩端各引出一個電極，并加以封裝就制成了二極管”。對于圖中U4管，灰環(huán)的一側(cè)是陰極，另外一側(cè)是陽極；對于直插的發(fā)光二極管U5，長引腳的是正極，短的是陰極；也可以仔細(xì)觀察管子內(nèi)部的電極，較小的是陽極，大的類似于碗狀的是陰極。在軟件電子平臺上調(diào)出電阻、二極管、開關(guān)和萬用表搭成圖3所示電路。故意將二極管接反向電壓，雙擊兩塊萬用表，彈出圖示右側(cè)的顯示表盤，按下仿真按鈕。這時提醒學(xué)生注意：電流表示數(shù)為0，說明電路沒有通，“為什么”。吸引學(xué)生注意力的同時教師將二極管轉(zhuǎn)向，陽極接電源正極，陰極接電源負(fù)極，按仿真按鈕，電流表示數(shù)為2.429mA，電壓表示數(shù)為581.428mV，說明二極管導(dǎo)通。這時點題：（1）這就是二極管單向?qū)щ娦裕褐挥嘘枠O接電源正極（高電位）陰極接電源負(fù)極（低電位）才能夠?qū)ā＃?）導(dǎo)通電壓在0.7V左右。進(jìn)一步提問，電阻起什么作用？不放電阻可以么？帶著問題修改電路：二極管換成LED發(fā)光管，如圖4所示，電阻選擇4.7K，按下仿真按鈕，LED燈根本沒亮！但是電流值為2.139mA，壓降是1.711V；將電阻換成1.0K，再一次仿真燈亮了！電流值為10.209mA、電壓值為1.791V。
（三）兩種教學(xué)方法的比較
通過對兩種教學(xué)過程的對比發(fā)現(xiàn)，通過仿真平臺進(jìn)行課堂教學(xué)，學(xué)生可以獲得更多的信息量，比如二極管的實物形態(tài)、二極管的導(dǎo)通電壓并不一定是0.7V、發(fā)光二極管并不是導(dǎo)通就發(fā)光、二極管在電路中必須配合限流電阻來使用等。傳統(tǒng)教學(xué)采用語言描述來傳遞知識，優(yōu)點是講課速度快，但是文字、語言信息很難在學(xué)生頭腦中建立明確的形象概念，也缺乏學(xué)生的思考和參與。引入multisim13輔助教學(xué)，可通過multisim13組建電路進(jìn)行仿真，讓學(xué)生看到生動的現(xiàn)象，將枯燥的語言符號變成了鮮活的現(xiàn)象過程，在這個過程中學(xué)生需要觀察、思考，需要參與。在這種以學(xué)生為主體、以問題為主線的教學(xué)模式下，學(xué)生的主動性、學(xué)習(xí)積極性更高，教學(xué)效果自然更好。引入multisim13軟件輔助教學(xué)的突出特點是使學(xué)生置身于真實的工程環(huán)境，能增強學(xué)生對電路的感性認(rèn)識，掌握各種儀器的基本使用和電路參數(shù)的測試方法。通過人機對話的方式，能使每個學(xué)生動手接觸電路，進(jìn)行元件接線，參數(shù)設(shè)定，通過調(diào)試和測量，把實驗與理論有機地結(jié)合起來，加深對理論的理解，提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。
三、結(jié)束語
仿真技術(shù)能夠給環(huán)境藝術(shù)設(shè)計教學(xué)帶來諸多好處例如，在建筑裝飾構(gòu)造的教學(xué)方面，我們可以建造出各種裝飾構(gòu)件的模型，設(shè)置成一個個可以互動的教學(xué)小游戲，提供一定的文字說明等指引學(xué)生去完成其工作過程，這樣既可以節(jié)約學(xué)生實際操作帶來的教學(xué)成本，又打破了學(xué)校與施工場地之間的空間限制，為學(xué)生提供了一個可以重復(fù)進(jìn)行的、不受時間地點限制的、生動逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，從而加速學(xué)生學(xué)習(xí)知識的過程，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量。再比如，在室內(nèi)設(shè)計的空間組織和燈光設(shè)計等方面，我們可以利用一些容易運行、操作簡單的設(shè)計軟件，如建筑草圖大師SketchUp，讓學(xué)生自己親自動手去試驗各種空間組織方式的變化對空間感覺帶來的影響；通過各種跟真實生活中完全一致的燈光類型的選擇和各項照明參數(shù)的控制，仿真出各種燈光組合的真實效果，從而讓學(xué)生更好地理解燈光設(shè)計的意義和設(shè)計要點。這種讓學(xué)生親身去經(jīng)歷、親身去感受的教學(xué)方法，無疑比空洞抽象的說教更具有說服力，趣味性更強，很受學(xué)生的歡迎，教學(xué)效果也會更好。還有在室內(nèi)裝飾設(shè)計方面，我們可以利用仿真技術(shù)建造出各種常見室內(nèi)空間的虛擬模型，如家居空間中的客廳、主臥，辦公空間中的會議室、老板房，餐飲空間中的大堂、包間，酒店空間中的大堂、客房等，設(shè)計成一個個可以互動的系統(tǒng)小游戲，讓學(xué)生可以進(jìn)入內(nèi)部進(jìn)行任意角度的觀察，并允許他們更改或重新組合里面的絕大多數(shù)內(nèi)容，比如，更換墻面或地面的材質(zhì)，更換天花板造型或燈飾，更換家具和陳設(shè)品等。讓設(shè)計變化的結(jié)果可以在很短的時間內(nèi)快速呈現(xiàn)出來，這對教師演示室內(nèi)裝飾的作用和意義很有幫助，對學(xué)生快速掌握室內(nèi)裝飾設(shè)計的要點和搭配技巧也很有幫助。這些小系統(tǒng)的應(yīng)用，還對解釋如何才能形成特定的室內(nèi)設(shè)計風(fēng)格或氛圍，也起到了很好的現(xiàn)場演示作用。這種教學(xué)模式的啟用和它將產(chǎn)生的良好的教學(xué)效果，是傳統(tǒng)的教學(xué)方法所無法企及的。綜上所述，仿真技術(shù)不管是應(yīng)用于環(huán)藝專業(yè)的設(shè)計工作上來說，還是應(yīng)用于其教學(xué)工作上來說，都擁有傳統(tǒng)設(shè)計方法和教學(xué)方法難以比擬的優(yōu)勢。但是，仿真技術(shù)也有其自身的局限性，并非任何時候都是最適宜的教學(xué)手段，不可盲目推崇。
2仿真技術(shù)的局限性
2.1仿真技術(shù)能夠制作高精度仿真圖，但是它耗時長，結(jié)果固定，無法即時溝通
同樣以環(huán)境藝術(shù)設(shè)計教學(xué)來講，利用計算機仿真手段制作的效果圖可以更加逼真細(xì)膩準(zhǔn)確，但是它耗時很長，無法做到即時交流，能夠反映的空間內(nèi)容也很有限，角度固定，無法反映出全方位的內(nèi)容和所有細(xì)節(jié)，也不能跟業(yè)主產(chǎn)生互動。但是手繪的表達(dá)方式卻可以，對業(yè)主提出的問題，可以當(dāng)場快速地表現(xiàn)出它的形狀、結(jié)構(gòu)和大概的比例關(guān)系和效果，達(dá)到即時溝通的目的。那我們就可以在時間允許的前提下，挑選幾個主要的空間進(jìn)行計算機效果圖的精細(xì)刻畫，而其他沒有涉及到的地方或者業(yè)主臨時提出的一些疑問，則通過手繪的方式進(jìn)行解釋和溝通。
2.2仿真技術(shù)有時需要大量的時間、金錢投入，產(chǎn)生的效果卻未必是最好的
例如，環(huán)藝專業(yè)中現(xiàn)場施工技術(shù)部分，學(xué)生只需要了解其過程和要點，能夠判斷其對錯好壞，便于將來把關(guān)即可，并不需要親自進(jìn)行操作。那么，采用直接播放施工現(xiàn)場錄像的方式來進(jìn)行教學(xué)，不僅更加直觀，對教學(xué)效果沒有不利影響，而且在時間和經(jīng)濟成本上來說也是最有利的，那就沒有必要非得去開發(fā)仿真系統(tǒng)幫助學(xué)生來掌握這方面的知識。所以，選擇這種教學(xué)手段時要考慮到時間和經(jīng)濟投入的大小，系統(tǒng)的延展性如何，以及是否有更簡便的方法同樣可以實現(xiàn)教學(xué)目的等問題?？偨Y(jié)得出仿真技術(shù)主要在哪些地方應(yīng)用其優(yōu)勢才能最大化地顯示出來，而其他方面并不一定合適。
3仿真技術(shù)是教學(xué)手段而不是目的
教學(xué)目的決定教學(xué)手段。我們應(yīng)該以能否更好地實現(xiàn)教學(xué)目的為根本出發(fā)點，合理選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段，不應(yīng)該處處強調(diào)新技術(shù)的應(yīng)用。就仿真技術(shù)來說，每個專業(yè)都有眾多的知識環(huán)節(jié)和技能環(huán)節(jié)，他們在專業(yè)中的重要性和需要學(xué)生掌握的程度是不一樣的，有些知識很重要，但主要是靠腦部思考來領(lǐng)悟和理解，不需要仿真技術(shù)；有些知識或者技能，需要學(xué)生了解但沒必要掌握，如果有更好的教學(xué)手段達(dá)到目的，也沒必要非要用仿真技術(shù)來實現(xiàn)。對于專業(yè)核心技能中，需要學(xué)生熟練掌握其操作，真正的現(xiàn)場實操難以實現(xiàn)，或者實操成本過高，或者實操過程危險性較高，應(yīng)用仿真技術(shù)又確實可以逼真模擬其場景和操作過程與要領(lǐng)時，應(yīng)用仿真技術(shù)才是最好的選擇。例如，計算機仿真效果圖可以讓業(yè)主直觀地看到設(shè)計結(jié)果，效果滿意了再進(jìn)行設(shè)計制圖與施工，避免了時間、人力和資源上的浪費。但是，如若不然，就不應(yīng)該勉強。
4在教育中應(yīng)用仿真技術(shù)需要注意的一些事項和應(yīng)該避免的誤區(qū)
4.1教師是應(yīng)用者，不是系統(tǒng)開發(fā)者，不要把每位教師都變成軟件開發(fā)人員
我們使用一個工具的時候，只需要明白這個工具如何使用就可以了，沒必要還得知道它是如何生產(chǎn)出來的。仿真技術(shù)的應(yīng)用也是如此。
4.2要衡量教學(xué)投入和教學(xué)效果
之間的績效關(guān)系，避免高投入而低效果沒必要仿真的非要仿真，同樣可以實現(xiàn)教學(xué)目的、比仿真技術(shù)更好的教學(xué)手段的非要用仿真技術(shù)，或難以仿真的地方也很牽強的要用仿真技術(shù)虛擬一下。
5結(jié)語
目前，在進(jìn)行電工電子相關(guān)課程的授課時，許多專業(yè)教師采用的是理實一體化教學(xué)的模式，在教學(xué)的過程中，往往需要將學(xué)生帶到實驗室上課，或者預(yù)先將實驗設(shè)備搬到普通課堂中，課前準(zhǔn)備的工作量很大。為了達(dá)到省時高效率，在進(jìn)行理論教學(xué)的過程中，如講到某個具體的電路時，可以用“proteus”這一仿真軟件進(jìn)行同步演示，這樣電路的電壓、電流數(shù)值以及波形等參數(shù)，都會以數(shù)字或圖形的方式顯示，學(xué)生可以很直觀的看到，一目了然，加深了印象。比如在講授《電子線路》這一課程中的二極管的整流電路、單級放大電路、OTL功放電路等知識點時，通過仿真來演示輸入輸出的波形，非常直觀，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且加深了學(xué)生的理解和記憶。同樣，我們也可以將“multisim”仿真軟件引入教學(xué)，該軟件中提供了大量的虛擬儀表，這些虛擬儀表與現(xiàn)實生活中的儀表相同，使用方法相似，模擬操作起來非常方便，而軟件中所提供的部分高級儀表，實際價格非常昂貴，現(xiàn)實生活中由于經(jīng)費問題，我們可能無力購買，而軟件中給我們提供了這種高級儀表的使用方法，給我們的教學(xué)帶來了便捷。應(yīng)該說，實驗室里所能開設(shè)的電子電工相關(guān)電路的實驗，我們都可以利用該仿真軟件來實現(xiàn)，該軟件相當(dāng)于一個可以移動的功能強大的現(xiàn)代化的電工電子實驗室，借助仿真軟件的使用，使得教師在講授電工電子的相關(guān)知識點時，非常清晰，取得了良好的效果。
二、在實踐環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
在電子的實踐中，采用實物操作和仿真軟件相結(jié)合的原則，可以使得事半功倍，使得學(xué)生對知識的掌握更加牢固，同時極大程度上提高了學(xué)習(xí)效率。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
1.利用仿真技術(shù)減少了實物實驗的故障率，使得實驗的數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)。當(dāng)學(xué)生裝配好電路板后，開始進(jìn)行調(diào)試時，一般要對實物電路板進(jìn)行短路檢測，確認(rèn)沒有短路故障后再進(jìn)行調(diào)試。而實訓(xùn)的具體檢測和調(diào)試都是帶電操作，帶有一定的風(fēng)險性和不確定性。因此在開始操作的過程中，在學(xué)生開始調(diào)試之前，先通過仿真軟件演示整個調(diào)試過程，這樣學(xué)生不僅對調(diào)試過程有很清晰的認(rèn)識，而且可以避免實訓(xùn)過程中的一些誤操作，減少了調(diào)試過程中產(chǎn)生的故障。仿真軟件演示的實驗數(shù)據(jù)與實際調(diào)試的數(shù)據(jù)相差不大，學(xué)生可以比較數(shù)據(jù)，進(jìn)行自檢。另一方面，如果要設(shè)計一塊電路板的時候，需要對電路的參數(shù)反復(fù)的調(diào)試，在實物電路板上實現(xiàn)起來比較困難，利用仿真軟件可以反復(fù)調(diào)試，并可以尋找到最佳的方案，再去進(jìn)行實物的設(shè)計，非常便捷。另外，仿真實驗沒有任何干擾信號的存在，更加能夠真實的反映出實驗的本質(zhì)，做到精準(zhǔn)、真實、完美。
2.利用仿真技術(shù)可以順利進(jìn)行故障的分析，并順利找到故障點。在電工電子的實訓(xùn)中，學(xué)生不僅要熟練掌握電路的調(diào)試能力，還要有一定的電路排故能力。有時候安裝一塊電路板需要的時間可能并不長，但往往查找故障點需要花費大量的時間。另外如果在電路板上人為設(shè)定一個故障，比如元器件的接反或某處電路出現(xiàn)短路故障時，部分元器件可能會出現(xiàn)擊穿、損壞、甚至出現(xiàn)電氣短路等現(xiàn)象，這樣在操作的時候非常危險。而我們在授課的時候，如果利用仿真軟件去講解電路時，可以隨意地將元件焊反或?qū)⒛扯坞娐范搪?，學(xué)生可以很直觀的看到故障的數(shù)據(jù)及波形，提高了學(xué)生的分析能力以及解決問題的能力。同時也提高了學(xué)生思考的能力。
3.利用仿真技術(shù)可以進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，大大降低了成本。對于電子線路的板子，很多時候裝配完后進(jìn)行調(diào)試，往往是只能使用一次，或者僅能對單一功能進(jìn)行調(diào)試，不能夠進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，尤其是在現(xiàn)代電子產(chǎn)品的高速發(fā)展，許多新型器件、集成塊、貼片元件的大量使用，使得裝配和拆裝都不那么容易，另外成本也相對來說很過。仿真技術(shù)的使用，使每個學(xué)生都有機會根據(jù)自己的實際情況，揚長避短，并進(jìn)行反復(fù)練習(xí)。而且仿真實驗不需要真實環(huán)境的介入，軟件中有取之不盡、用之不竭的電氣元件，而且實驗過程中也沒有元件的損耗，實驗室維護(hù)管理將更加方便?？傊?，將仿真軟件應(yīng)用于教學(xué)有很多的優(yōu)點。另外由于現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷更新，往往使得實驗室中實踐環(huán)節(jié)教學(xué)資源相對短缺，一些設(shè)備不能及時更新和維護(hù)，實踐耗材昂貴，而帶來了很多的局限性。利用仿真實訓(xùn)軟件后，不僅使得實訓(xùn)具有完整性、系統(tǒng)性、交互性、智能型。極大程度上彌補現(xiàn)有教學(xué)資源的不足。如在進(jìn)行電力拖動的授課時，當(dāng)講授到三相異步電動機的時候，我們除了可以介紹電機的基本知識，結(jié)合實驗室有的電動機的結(jié)構(gòu)和使用方法外，我們還可以使用仿真軟件，給同學(xué)們展示形式多樣的、不同用途的其他電機。同時我們可以利用仿真技術(shù)對相關(guān)實驗電路進(jìn)行通過動態(tài)模擬，提高課堂效果。
三、總結(jié)
伴隨著科學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，各種先進(jìn)技術(shù)被廣泛運用到教學(xué)領(lǐng)域中，仿真技術(shù)作為一種新興的技術(shù)，同樣也被運用到電子專業(yè)的教學(xué)當(dāng)中，且對促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量與效率的提升，起到了舉足輕重的作用。以下筆者以“放大電路”的學(xué)習(xí)為例，對仿真技術(shù)在電子專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。在模擬電路中，放大電路是一個極為關(guān)鍵的構(gòu)成部分，其中最為基本的電路形式就是共射極放大電路。因此，在放大電路教學(xué)過程中，首先應(yīng)當(dāng)利用多媒體課件對相關(guān)的知識點進(jìn)行說明，例如信號放大的基本概念、共射極電路的構(gòu)成、各個組成部分的作用、放大電路的動靜態(tài)特性等。
在對問題進(jìn)行設(shè)計時，可以設(shè)計以下問題：怎樣在放大電路輸入端添加正弦信號？輸出信號是否會出現(xiàn)變化？電壓放大倍數(shù)與什么因素相關(guān)？倘若對電路的偏置予以調(diào)整，那么輸出信號又將發(fā)生怎樣的改變？之后通過Multisim軟件建立共射極電路，然后再展開以下仿真實驗。共射極放大電路圖如圖1所示。將Simulate菜單內(nèi)的Anslysis下的DCOperatingPoint命令打開，進(jìn)而得到靜態(tài)的參數(shù)：VB=1.82V，VC=4.84V，VE=1.20V。將正弦電壓信號（幅值是5mV）添加在輸入端，進(jìn)而對處于空載狀態(tài)與接10kΩ負(fù)載下的放大電路的輸出電壓波形予以測定，進(jìn)而得出參數(shù)值分別是1.2V、753.7mV，具體如圖2所示。對輸入信號的幅值予以改變，輸入電壓增加到15mV，而在此時輸出電壓波形如圖3（1）所示。對偏置電阻予以改變，把電阻Rb1增加至25kΩ，最終所得到的電壓波如下圖3（2）所示。通過對上述仿真結(jié)果的總結(jié)與分析，可以得出以下五點結(jié)論：第一，當(dāng)輸出電壓大于輸入電壓幅值時，電路具備電壓放大的功能；第二，當(dāng)輸入電壓和輸出電壓在相位上相差180º時，共射極電路具備反相功能；第三，在輸入信號較大，且輸出信號正負(fù)半周不對稱時，將會出現(xiàn)失真的現(xiàn)象；第四，放大電路當(dāng)中的放大倍數(shù)和負(fù)載有一定的聯(lián)系，其中當(dāng)負(fù)載小時，放大電路的放大倍數(shù)就小，反之，負(fù)載大，放大倍數(shù)也大；第五，當(dāng)偏置電阻Rb1增加至一定值時，輸出電壓波形的負(fù)半周會發(fā)生失真的現(xiàn)象。
二、仿真技術(shù)在教學(xué)中的優(yōu)勢及注意事項
在中職電子專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用仿真技術(shù)，具有一定的優(yōu)越性。一是應(yīng)用范疇比較廣，且有極強的拓展性。仿真教學(xué)能夠提供多種多樣的實驗教學(xué)程序與實驗電路板，能夠廣泛運用于各種電子課程，例如模擬電子技術(shù)、電子測量技術(shù)等。二是有比較高的效率。仿真技術(shù)能夠提供各種信號源、數(shù)字存儲示波器等虛擬儀器，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與處理，展開溫度檢測控制，以及進(jìn)行電路設(shè)計實驗等。三是有較強的趣味性。在教學(xué)過程中進(jìn)行仿真教學(xué)，能夠極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與熱情，將全部的精力都投入到教學(xué)活動中。此外，仿真實驗的成本較低，可以隨時展開仿真教學(xué)。
關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)電力系統(tǒng)
自20世紀(jì)80年代末至今，我國的仿真技術(shù)獲得了極大的發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，應(yīng)用較多的培訓(xùn)仿真系統(tǒng)有電廠仿真、電網(wǎng)運行工況仿真和變電所仿真。一般說來，凡是需要有一個或一組熟練人員進(jìn)行操作、控制、管理與決策的實際系統(tǒng)，都需要對這些人員進(jìn)行培訓(xùn)、教育與培養(yǎng)。早期的培訓(xùn)大都是經(jīng)過理論講解和現(xiàn)場實習(xí)，通過實際操作經(jīng)驗的積累來完成的，這種培訓(xùn)方式因是在實際運行的系統(tǒng)上進(jìn)行操作，不僅培訓(xùn)成本高、培訓(xùn)時間長，而且有些故障只能在實際發(fā)生時才能得到實際操作的機會，致使一部分知識只有感性認(rèn)識，得不到實際操作的鍛煉。隨著系統(tǒng)規(guī)模的加大、復(fù)雜程度的提高，特別是造價日益昂貴，訓(xùn)練時因操作不當(dāng)引起的破壞而帶來的損失大大增加，因此，提高系統(tǒng)運行安全性、可靠性事關(guān)重大。為解決這些問題，出現(xiàn)了培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，模擬實際系統(tǒng)的工作狀況和運行環(huán)境，以避免運用實際系統(tǒng)時可能帶來的危險性及高昂的代價。
變電所培訓(xùn)仿真系統(tǒng)集仿真技術(shù)、圖形圖象技術(shù)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)于一體，依據(jù)變電所電力設(shè)備實物、一次設(shè)備和二次設(shè)備接線圖進(jìn)行設(shè)計，如主控室、控制屏、保護(hù)屏及設(shè)備連接狀況，可在模擬設(shè)備和二次接線圖上進(jìn)行相應(yīng)操作，采用鼠標(biāo)點擊的操作方式，簡單、直觀、易學(xué)(見圖1)。這種方式使變電運行人員的培訓(xùn)手段大大更新，提高了培訓(xùn)效率，縮短了培訓(xùn)周期。也進(jìn)一步提高了運行人員的正確判斷和處理事故的能力，防止事故擴大化和縮短事故處理時間，從而確保電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行。
圖1
1變電所仿真的現(xiàn)狀
目前，我國農(nóng)網(wǎng)中(110kV、35kV)變電所培訓(xùn)仿真系統(tǒng)主要有孤立變電所型變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)和考慮簡單電網(wǎng)的變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)。前一種類型的變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)配置簡單，造價相對較低；后一種不僅仿真了變電所的運行狀況，而且考慮到電網(wǎng)和變電所之間的相互影響，該類型的變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)在功能上比孤立變電所型的仿真系統(tǒng)要強。此外，還有將無人值班變電所仿真、集控中心仿真、變電所運行管理系統(tǒng)結(jié)合于一體的110kV/35kV集控站培訓(xùn)仿真系統(tǒng)?？紤]到仿真原理的相同性和孤立變電所型變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)較為簡單，能夠在單機上獨立運行的特點，以下只對該系統(tǒng)進(jìn)行簡要介紹。
2硬件配置的基本要求
微機一臺：主頻PENTIUM200；32M內(nèi)存；3.2G硬盤；16倍光驅(qū)；顯示卡、聲卡、音箱等。
3軟件配置的基本要求
(1)中文視窗Windows95以上版本；
(2)多媒體仿真培訓(xùn)軟件。
4主要功能
(1)正常操作訓(xùn)練：斷路器操作、隔離開關(guān)操作、壓板操作、保護(hù)投停、電壓互感器的切換，電容器的投停等；
(2)故障演習(xí)訓(xùn)練：
斷路器故障：拒動、誤動、偷跳；
隔離開關(guān)故障：帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)、帶電合接地隔離開關(guān)；
變壓器故障：包括相間短路、接地短路、匝間短路、變壓器過負(fù)荷、變壓器油溫過高；
母線故障：母線短路、母線接地；
線路故障：近區(qū)短路、接地、斷線等；
此外，還有電容器故障、繼電保護(hù)故障以及其它故障等。
培訓(xùn)者可對設(shè)定操作任務(wù)或故障，依據(jù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)操作票進(jìn)行操作，系統(tǒng)也可在出現(xiàn)故障時，給予提示并指出錯誤要點。
(3)操作票生成與培訓(xùn)系統(tǒng)：可對線路、主變壓器、母線、電容器等設(shè)備開操作票；可對學(xué)員的操作以操作票的形式記錄；可對學(xué)員的操作票和標(biāo)準(zhǔn)操作票進(jìn)行比較；
(4)理論知識的培訓(xùn)：可提供設(shè)備的圖片和產(chǎn)品介紹；可進(jìn)行二次回路圖紙講解：包括中央信號回路、電力變壓器保護(hù)、電容器組保護(hù)、輸電線路保護(hù)、低周減載裝置等；還可進(jìn)行運行規(guī)程問答、典型故障處理、經(jīng)驗介紹以及提供考試題庫。
(5)系統(tǒng)維護(hù)功能：系統(tǒng)可根據(jù)110kV變電所的主接線方式(如：單母線接線方式、內(nèi)橋接線方式、單元接線方式)和正常運行方式的差異及實際變電所的工作情況進(jìn)行選擇和修改，可對考試題目進(jìn)行增加或修改，還可對二次接線圖上的線路名稱和隔離開關(guān)、斷路器號進(jìn)行更改，使其更加接近變電所的實際運行情況。
操作實例：
倒閘操作是變電所正常運行和檢修中都涉及的操作，具有重要的作用，其操作過程如下：
①運行仿真軟件，進(jìn)行操作人員登陸。
②進(jìn)行功能選擇，進(jìn)入倒閘操作模塊，進(jìn)行題目分類選擇。如選擇"10kV倒閘操作題目"后，屏幕上會出現(xiàn)一系列10kV倒閘操作題目的分項內(nèi)容，用鼠標(biāo)按鈕進(jìn)行選擇，選擇"紡織線002斷路器停電，紡織線線路檢修"(見圖2)。選擇題目后，可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)操作票預(yù)覽，以便操作人員了解操作步驟后進(jìn)行正確操作?？蓡螕粢c按鈕，查看提示注意事項。操作練習(xí)既可在線路圖上進(jìn)行，也可在模擬圖上進(jìn)行。
圖2
③依次拉開紡織線002斷路器，拉開002-3隔離開關(guān)，拉開002-1隔離開關(guān)，在002-3隔離開關(guān)線路側(cè)掛接地線(見圖3)。遇到困難時，可查閱標(biāo)準(zhǔn)操作票和操作要點提示。操作完畢后，調(diào)出操作記錄與標(biāo)準(zhǔn)操作票進(jìn)行比較，如果在操作過程中發(fā)生誤操作，系統(tǒng)會出現(xiàn)報警。
圖3
④選擇操作題目后，也可進(jìn)入考試狀態(tài)。在此狀態(tài)下，系統(tǒng)不提供標(biāo)準(zhǔn)操作票和操作要點提示，考試時間到，系統(tǒng)不再進(jìn)行操作記錄。
5結(jié)束語
目前，110/35kV變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)在一些變電所已經(jīng)得到應(yīng)用，并取得實效。歸納起來，變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)具有如下的特點：
(1)計算機仿真程度高。仿真畫面完全按照變電所的電力設(shè)備實物進(jìn)行繪制，形象逼真。操作人員在模擬圖或二次接線圖上用鼠標(biāo)點擊元器件，即可激發(fā)元器件動作，元器件動作后仿真變電所同實際變電所情況一致。
(2)培訓(xùn)功能完善。不但可對變電所的正常和異常事故進(jìn)行仿真，而且可提供完善的二次圖講解。對變電所的繼電保護(hù)裝置從動作原理到動作過程進(jìn)行分步講解，突出顯示動作斷路器和響應(yīng)元器件，動畫模仿電流軌跡。
(3)可擴充性強。仿真系統(tǒng)還應(yīng)提供維護(hù)功能，用戶可在使用過程中，按照各自變電所的實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，使其更接近實際運行中的變電所。
（1）實驗教學(xué)從屬于理論教學(xué)，實驗教學(xué)得不到足夠的重視，實驗是為驗證理論知識，理論教學(xué)和實踐教學(xué)相脫節(jié)；
（2）實驗內(nèi)容陳舊，無法趕上移動通信新型器件和裝置的發(fā)展，缺乏新的實驗教學(xué)手段和方法；設(shè)備的更新?lián)Q代比較慢，實驗的開展受到硬件實驗設(shè)備的限制，跟不上技術(shù)革新的步伐；
（3）驗證性實驗多，綜合性實驗以及創(chuàng)新性實驗少，在實驗方法上基本是簡單的模仿，學(xué)生被動學(xué)習(xí)，缺少積極的思維和創(chuàng)新，也沒有探索的目標(biāo)和方向，沒有良好的實驗教學(xué)改革措施；
（4）在移動通信原理課程中，關(guān)于調(diào)制解調(diào)等有關(guān)內(nèi)容偏重理論，太過抽象，枯燥乏味。受資金和儀器設(shè)備不足等實驗條件的限制以及學(xué)時較少的影響，很多移動通信原理實驗（例如正交頻分多路實驗）不能由學(xué)生實際動手完成，一些實驗內(nèi)容僅僅能驗證理論課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，顯然對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是非常不利的。積極探索移動通信原理實驗教學(xué)的改革，嘗試開展仿真創(chuàng)新實驗教學(xué)，對于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)移動通信原理課程，培養(yǎng)創(chuàng)新能力起著重要的作用。
2仿真教學(xué)的引入與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
傳統(tǒng)的移動通信原理課程理論教學(xué)，大多重在討論某種技術(shù)或算法的原理及其理論推導(dǎo)，以方便理解調(diào)制解調(diào)器原理和無線電波變換過程，從而加深信源編解碼和信道編解碼、無線電波發(fā)射與接收等知識的理解。在常規(guī)的實驗課上，對移動通信實驗原理的講解也要在黑板上書寫，既不夠形象、直觀，又比較呆板。由于有大量的波形分析內(nèi)容，教師在黑板上畫圖也是一件比較困難的事情，而且學(xué)生不易理解。在傳統(tǒng)的設(shè)計性實驗中，學(xué)生常因受到固定的實驗設(shè)備的束縛而改變實驗設(shè)計思路，不可避免地存在錯誤和不足，致使電路調(diào)試費時費力，甚至引起元器件和儀器設(shè)備損壞，使實驗不能達(dá)到預(yù)期效果。因此，在移動通信原理實驗教學(xué)中引入仿真實驗，是對理論課教學(xué)的必要補充。學(xué)生可以充分利用仿真實驗軟件在數(shù)據(jù)采集、儲存、分析、處理、傳輸及控制等方面的強大功能，進(jìn)行方案的論證、選定和電路的設(shè)計，可以方便地改變參數(shù)來調(diào)整電路，使之更好地接近設(shè)計要求，設(shè)計出較為理想的電路。學(xué)生還可以根據(jù)要求輸出電路的測試參量或波形，作為真實電路調(diào)試的依據(jù)和參考；可利用計算機進(jìn)行不同的仿真操作，得到與使用實際實驗裝置進(jìn)行真實實驗相同的結(jié)果。另外，一些較為復(fù)雜的移動通信創(chuàng)新性實驗和綜合性實驗，無法通過模擬實驗完成實驗課教學(xué)，但是通過引入仿真教學(xué)，便可以擴大實驗教學(xué)的維度、擴大了實驗教學(xué)的可操作性。移動通信是通信原理、高頻電路和信號處理的交叉學(xué)科，學(xué)生只通過理論教學(xué)很難理解學(xué)科交叉性，對移動通信原理的理解也不夠全面。通過引入仿真教學(xué)，既能加強學(xué)生對移動通信原理的認(rèn)識，又能加強學(xué)生對實際電路的認(rèn)識，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。仿真實驗教學(xué)的引入，很好地支持了移動通信原理的學(xué)習(xí)，可以進(jìn)行新技術(shù)的研究，拓展學(xué)生的工程意識，提高設(shè)計調(diào)試電路的靈活性，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維，開闊學(xué)生的視野。
3仿真教學(xué)開展實例分析
3．1理論教學(xué)與正交調(diào)制解調(diào)分析
正交調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的原理是把整個可用信道頻帶B劃分為N個帶寬為f的子信道，把N個串行碼元變換為N個并行的碼元，將高速信號變換為低速的并行子數(shù)據(jù)流，分別調(diào)制這N個子信道載波進(jìn)行同步傳輸，并在終端分開正交信號。信號的調(diào)制和解調(diào)實際是采用數(shù)字信號處理的方法來實現(xiàn)的。先將信號串并變換成低速支路，各支路的調(diào)制可以采用數(shù)字調(diào)制方式，然后進(jìn)行快速傅里葉逆變換（IFFT）、快速傅里葉變換（FFT）來實現(xiàn)。
3．2正交頻分電路仿真實驗分析
通常在正交頻分電路分析中，往往會忽略講解和分析子載波調(diào)制快速傅里葉變換和反變換等內(nèi)容。讓學(xué)生從理論公式推導(dǎo)中理解OFDM原理，并利用Matlab編程實現(xiàn)不同子載波數(shù)的調(diào)制信號，可以驗證對子載波數(shù)調(diào)制狀態(tài)的影響，進(jìn)一步驗證理論公式并加深理解。可以用理論推導(dǎo)和實驗驗證兩種方法來理解調(diào)制。通過正交頻分各步驟的波形圖，形象地描繪信號調(diào)制解調(diào)的過程，逼真地顯現(xiàn)出真實信號傳輸變化的實時動態(tài)過程。
（1）確定參數(shù)。假設(shè)參數(shù)為：子載波數(shù)為8，F(xiàn)FT長度為8，符號速率、比特率、保護(hù)間隔長度為2，信噪比12，插入導(dǎo)頻數(shù)?；镜姆抡婵梢圆徊迦雽?dǎo)頻，導(dǎo)頻數(shù)可以為0。通過運行仿真及修改參數(shù)設(shè)置，教師可引導(dǎo)學(xué)生逐步實驗，觀察分析仿真結(jié)果并給出結(jié)論。通過示波器模塊可以直觀地觀察到二進(jìn)制隨機信源。
（2）產(chǎn)生數(shù)據(jù)。使用隨機數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生二進(jìn)制數(shù)據(jù)?？梢詫⒃蛄谢癁?6進(jìn)制的碼元圖，通過改變數(shù)據(jù)率觀察仿真波形。
（3）子載波調(diào)制。利用Matlab工具仿真實現(xiàn)BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等4種調(diào)制方式。按照星座圖，將每個子信道上的數(shù)據(jù)映射到星座圖點的復(fù)數(shù)表示。通過改變支路不同的調(diào)制方式，觀察到仿真波形，每次課都會有各式各樣新的實驗波形，可以直觀地觀察到二進(jìn)制隨機信源，以及將一路高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成多路低速數(shù)據(jù)的波形。
（4）IFFT運算。對上一步得到的同相分量和正交分量進(jìn)行IFFT運算。為便于理解，可采用仿真軟件直觀地表現(xiàn)子信道上的數(shù)據(jù)與OFDM符號之間傅里葉逆變換關(guān)系。當(dāng)子信道的脈沖為矩形脈沖時，具有sinc函數(shù)形式的頻譜。當(dāng)改變系統(tǒng)（N）時，OFDM功率譜形狀也隨之改變。
（5）加入保護(hù)間隔，加入噪聲。由IFFT運算后的每個符號的同相分量和正交分量分別轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，并將符號尾部G長度的數(shù)據(jù)加到頭部，構(gòu)成循環(huán)前綴。
（6）并串轉(zhuǎn)換。將每個符號分布在子信道上的數(shù)據(jù)還原為一路串行數(shù)據(jù)。
（7）FFT運算。對每個符號的同相分量和正交分量按照（Ich＋Qch×i）進(jìn)行FFT運算。由于噪聲和信道的影響，接收端收到的每個子信道上的數(shù)據(jù)，映射到星座圖不再是嚴(yán)格的發(fā)送端的星座圖。將得到的星座圖上的點按照最近原則判決為原星座圖上的點，并按映射規(guī)則還原為一組數(shù)據(jù)。利用以上設(shè)計的信號，在Matlab中編程實現(xiàn)該信號的調(diào)制，畫出調(diào)制前后信號的時序圖。此時，學(xué)生容易理解此種調(diào)制方式為何IFFT被稱調(diào)制。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生通過理論分析以及Matlab實驗畫圖驗證，進(jìn)一步加深了對正交頻分電路的理解。
4結(jié)束語
