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为提高雨养玉米产量,客观、科学、实用、有效地研究抗旱玉米品种在春、夏不同时期播种对生育期、穗粒数、千粒重、产量、抗旱、抗病等综合能力的表现,找出适合我区大田玉米种植的最佳播期,以期达到加快我区雨养玉米最新播种技术的推广步伐。
二、试验设计
(1)试验地点:试验地点选择能够代表我区60%雨养玉米种植区域的地块,具体地点在滦平县大屯乡小城子村,地块名称:五十亩地。试验地为川平地、地力中等,前茬作物是玉米。户主:王平贺。
(2)参试品种:参试品种共7个:京单28、中单28、京玉11、宽城1号、中迪985、齐单1号、农大95。
(3)试验处理:播期处理分三期,4月15日、4月30日、5月15日。
(4)试验方法:在各播期处理中,采取简单对比法排列,6行区,行长11米,行距48厘米,周围设4行保护区,试验占地1.2亩。
三、栽培管理
按照试验要求,不同的品种采取不同的播种密度,
“京单28”4000株/亩,“中单28”3500株/亩,“京玉11”4200株/亩,“宽城1号”4000株/亩,“中迪985”3500株/亩,“齐单1号”3500株/亩,
“农大95'’3500;~/亩。水肥条件和一般大田相同,中耕、灌水和大田栽培管理一致。
四、田间调查记载及考种数据(见附表1-9)
五、结果分析
不同品种具有不同的生育特性和对环境的适应性,在不同播期的处理下,产量性状表现各有不同,下面我们就每一个参试品种的不同播期对生育期、穗粒数、千粒重和产量的影响做一具体分析。
㈠京单28
从条形图中可以明显的看出,京单28这个品种在3种播期处理下都能正常成熟,但产量性状表现不同,单株穗粒数以4月30日播种的表现最高,达到504粒,比5月15日播种的高出38粒,比4月15日播种的高出60粒,其原因是从出苗到大喇叭口期这一段营养生长时间,也就是幼穗分化时间以4月30日播种的最长,达到67天,4月15日播种的为57天,5月15日播种的为52天,由于幼穗分化时间的相对延长,造就了穗大粒多的先决条件。后期从吐丝到收获的生殖生长时间以4月15日播种的最长,为79天,其次是4月30日播种的,为76天,再次的是5月15日播种的,为70天,由于灌浆时间和干物质积累时间的相对延长,导致千粒重的增加,所以4月15日播种的千粒重最高,达到450.2克,其次是4月30日播种的,千粒重为439.3克,最少的是5月15日播种的,千粒重为298.2克。在相同密度的条件下,产量的形成主要决定于穗粒数和千粒重,其中最关键的是穗粒数的多少,穗粒数多的自然产量要高,综合多项产量构成因素,最终产量以4月30日播种的最高,达到683.5公斤,其次是4月15日播种的,产量为621.5公斤,产量最低的是5月15日播种的,产量为486公斤。
从生育期、穗粒数、千粒重、产量等综合情况看,京单28这个品种以4月30日播种最佳,即能正常成熟,同时产量也最高。
㈡中单28
从条形图中可以看出,中单28这个品种,在三种不同播期的处理下,都能正常成熟。穗粒数以5月15日播种的最多,达到613粒,其次是4月30日播种的,穗粒数为567粒,最少的是4月15日播种的,穗粒数为533粒;千粒重基本持平,没有太明显的差别;产量以5月15日播种的最高,达到590公斤/亩,其次是4月30日播种的,产量为487公斤/亩,最少的是4月15日播种的,产量为428公斤/亩。其原因是中单28这个品种自然生育期较短,后期灌浆迅速,所以表现在不同播期处理下,即能正常成熟,千粒重也没有什么明显的差异,只是前期营养生长过旺,造成营养生长和生殖生长之间发生矛盾,最终造成营养生长时间过长、过旺的穗粒数反而减少,从而导致相同密度条件下产量偏低。
从条形图中可以看出,京玉11这个品种在3个不同播期的处理下都能正常成熟。穗粒数以4月15日播种的最多,达到490粒,其次是4月30日播种的,穗粒数为474粒,最少的是5月15日播种的,穗粒数为377粒,其原因是,这个品种在前期营养生长和生殖生长协调的情况下,4月15日播种的幼穗分化时间相对延长,造就了穗大粒多。千粒重1)24月30日播种的最高,达到404.2克,其次是5月15日播种的,千粒重为379.5克,最少的是4月15日播种的,千粒重为370.7,其原因可以从附表一到附表六中可以看出,这个品种抗旱能力较差,4月15日播种的,其灌浆期正处在7月中下旬,这个时期也正是我地伏旱的季节,灌浆不好,所以表现千粒重低,而4月30日播种的,其灌浆期在7月末到8月初,这个时期已经躲过了最重的伏早期,加之今年此期遇到一次较大的降雨,灌浆良好,所以表现千粒重最高,5月15日播种的,其灌浆期在8月中下旬,这个时期虽然没有伏旱的威胁,但是由于季节的变化,灌浆过于急促,所以,千粒重也不是很高。综合各个产量因子,以4月30日播种的产量最高,达到659.5公斤/亩,其次是4月15日播种的,产量为625公斤/亩,产量最低的是5月15日播种的,产量为503.5公斤/亩。
从总的情况看,京玉11这个品种以4月30日播种为最佳播期。
㈣宽城1号
从图中可以看出,宽城1号属于中熟春播品种,在3个不同播期处理下,都能正常成熟。穗粒数、千粒重和产量均以4月30日播种的最高,亩产达到590公斤,其次是5月15日播种的,亩产量为555公斤,最少的是4月15日播种的,亩产量为466公斤,其原因可以从附表一到附表六中得到结论,这个品种极不抗旱,死秧早,成熟期绿叶数也最少,也就是说,在前期春夏旱和伏旱发生的季节,严重影响了优穗分化和子粒灌浆,造成播种过早或过晚的穗粒数少,千粒重低,4月30日播种的正好适当的躲过了这两个旱季,所以表现为穗粒数、千粒重和产量都比较高。
总的看,宽城1好这个品种的最佳播期在我地应该是以4月30日播种最好。
㈤中迪985
从条形图中可以看出,中迪985这个品种在3个不同播期的处理下都能正常成熟,从附表一到附表六中可以看出5月15日播种的到苍皮整个生育过程为113天,成熟完好,说明这个品种属于中早熟品种;从产量性状看,在相同密度的情况下,穗粒数、千粒重和产量均以5月15日播种的最高,亩产达到715公斤,其次是4月30日播种的亩产649公斤,4月15日播种的,亩产634.5公斤,位居第三,其原因是这个品种属于中早熟品种,如果前期营养生长过旺,会造成营养生长和生殖生长的矛盾,影响幼穗分化,从本品种前期生长情况看,4月15日播种的从出苗到大喇叭口期历经93天,4月30日播种的历经71天,5月15日播种的历经62天,说明5月15日播种的前期营养生长和生殖生长之间比较协调,所以穗大粒多。灌浆期间,4月15日和4月30日播种的都处在7月下旬,这个季节正是伏旱发生的
季节,在没有灌溉和自然降水的情况下,影响了灌浆的质量,造成千粒重偏低,而5月15日播种的灌浆期在8月上旬,正好躲过了伏旱发生严重期,加上今年此期又有一次比较强的降雨,温湿度比较适宜,灌浆良好,所以表现千粒重较高,综合产量相关性状,在相同密度条件下,穗粒数多、千粒重高的亩产量自然理想。
从图中可以看出,齐单1号这个品种在3个不同播期的处理下,都能正常成熟。4月15日播种的生育期146天,4月30日播种的生育期127天,5月15日播种的生育期120天,成熟完好,说明这个品种属于中熟品种,在我区能够正常成熟。穗粒数、千粒重、产量均以5月15日播种的为最高,亩产达到755公斤,其次是4月30日播种的,亩产达到652.5公斤,4月15日播种的亩产523公斤,位居第三,其原因与中迪985相同。
综合各个产量性状和田间表现,齐单1号这个品种可以适当晚播,也就是说这个品种在我区可以等雨播种,以5月15日播种为最佳播期。
从条形图中可以看出,农大95这个品种在3种不同播期处理下,都能正常成熟。穗粒数以4月30日播种的为最高,单株穗粒数为749粒,其次是5月15日播种的,单株穗粒数为646粒,最少的是4月15日播种的,单株穗粒数为615粒,其原因是,这个品种属于中熟品种,在前期营养生长和生殖生长协调的情况下,幼穗分化时间相对延长的分化出来的穗粒数就多,4月30日播种的从出苗到大喇叭口期历经73天,4月15日播种的历经78天,5月5日播种的历经68天,而4月15日播种的幼穗分化时间比4月30日播种的时间长,却穗粒数不如4月30日播种的多,是因为4月15日播种的拔节期处在6月下旬,正是春夏旱的季节,不同程度的影响了幼穗分化的数量和质量,从附表三到附表六可以明显的看出,这个品种不耐旱,所以幼穗分化不好,造成穗粒数偏少,4月30日播种的拔节期6月末7月初,刚好躲过春夏旱的时间,幼穗分化的较好,所以穗粒数就多,5月15日播种的幼穗分化期在7月上中旬,是伏旱发生的开始,因此,穗粒数比4月15日播种的多,比4月30日播种的少。灌浆期间,4月15日播种的和5月15日播种的都处在7月下旬,也正是伏旱发生严重的时期,灌浆质量不是很好,所以这两个播种期的千粒重偏低,4月30日播种的灌浆期在8月上中旬,正好躲过了伏旱发生严重的季节,并且,今年此期遇到一次明显的降水,温湿度比较适宜,灌浆质量较好,所以千粒重较高,综合产量性状好的,亩产量就比较理想,因此,4月30日播种的产量最高。
综合各因素情况,农大95这个品种1)24月30日播种较为理想,可确定为最佳播期。
1重视学生在教学中的地位,发挥学生的主观能动性
1.1每学期末要求学生提交实验总结报告在大学物理实验绪论课上,我们要求学生在学期末对本学期自己所做的实验进行总结,写出总结报告。报告内容包括自己做实验的感受,对实验课的建议,可否对实验方法和实验仪器进行改进等。促进学生对实验进行思考,这种方式取得了一定的效果。例如,学生各自在做自组惠斯登电桥测电阻实验时,发现检流计灵敏度产生的误差远大于精密电阻箱的误差,因此改善检流计灵敏度可以大大提高实验的测量精度。通过大量调研,他提出了两种方式改善测量精度,一是改善检流计灵敏度,二是完善测量方法。最后利用完善测量方法,达到了改善自组惠斯登电桥测量精度已在《大学物理实验》上发表〔2〕。又例如,在做刚体转动惯量测量实验时,由于该实验内容较多,在3个课时内很少有学生能完成实验。学生在期末总结报告中提出,独立设计接口,实现转动惯量仪与计算机的数据传递,然后编制程序,实现数据的实时处理,大大节省了实验时间。可以看出,期末总结报告方法不仅极大调动学生的积极性,发挥学生在教学中的主导地位,而且为培养学生以后进行科学实验奠定良好的基础。
1.2采用互动授课方式在课堂上,我们改变老师授课为主的方式,采用互动授课方式。实验原理和注意事项由学生讲述,其他同学补充,最后老师总结,老师不进行实验演示。我们将实验中难懂和难理解的部分做成PPT,要求学生课前自学PPT。例如示波器实验,学生普遍反映,看完书后对自己做实验也没有什么帮助。这个问题在于学生对示波器的面板功能键不熟悉上。为此,我们编写了一张PPT,把示波器功能键做较详细说明(见图1)。学生很快就能理解并能独立完成实验。类似的其它实验还有很多,比如分光计实验等。
2注重学生的创新意识的培养
2.1激发学生对物理实验的兴趣每学期组织学生参观高能物理研究所、科技馆等。另外我校是北京市科普基地,有诸多演示实验。学生也可以利用科普基地平台设计实验仪器和装置进行实验,如学生研究制作的“电动激光李萨如图形演示仪和伯努利综合演示仪”等。极大激发了学生创新欲望。
2.2增加选作实验,扩展实验内容针对动手能力强的学生,紧扣实验内容,相应增加选做实验。例如在示波器选做实验中,我们增加了关于“拍”的选做实验,让学生自己利用示波器产生拍信号,并研究拍信号的特征。增加学生对“拍”的理解。又例如,刚体转动惯量实验,我们增加了选做实验内容,让同学自己研究转动惯量仪的误差来源,并对误差进行定性分析。还例如,自组惠斯登电桥测电阻实验,让学生分析电桥比例臂偏离1:1对实验结果的影响等等。尽管有些选做实验课堂完成不了,但很多学生对这些选做实验的积极性很高,主动要求课余时间进实验室继续研究。
3物理实验与专业相结合
我校是石油特色鲜明的工科综合性大学。学校的地质工程、石油工程等在全国属于前列,而创新班的学生也主要来自这些专业。物理实验与专业结合也会提高学生对物理实验的兴趣。为此,我们建立了创新实验室,现在创新实验室主要有光学仪器和超声仪器等。创新实验室主要为创新班学生提供研究性实验。学生3人一组,根据实验仪器及自己所学专业经过调研,提交研究性实验报告,教师审核后,学生独立完成实验。目前学生完成的研究性实验有:超声油管探伤,超声测液面高度,超声测量油水饱和度,全息光弹观测透明材料的应力分布,偏振光观察矿石等。通过实验使学生了解到物理实验对专业的作用。
4改革考核方式
物理实验成绩的考核是物理实验教学的关键环节之一,考核的目的在于全面考核与评定学生的综合实验能力。对创新班的大学物理实验的考核主要包括以下几个方面:
4.1实验操作包括实验操作熟练度、解决问题能力和数据记录规范性。占期末总成绩20%;
4.2预习报告和实验报告成绩预习报告主要是学生对预习问题的回答好坏。实验报告主要包括实验原理的概述、实验数据的处理、分析(包括误差)、实验结果的讨论以及课后习题。该项占期末总成绩20%;
4.3期末闭卷笔试主要考学生对实验数据的分析,包括数据处理方法、误差分析、作图等。该项占期末总成绩25%;
4.4期末操作考试选择与学期的实验内容相关的内容让学生操作,教师根据学生的实验操作、数据记录和数据分析情况打分。该项占期末总成绩25%;
4.5期末总结报告报告内容包括自己做实验的感受,对实验课的建议,可否对实验方法和实验仪器进行改进等。该项占期末总成绩10%。
【关键词】电路分析; 课程实验; 改革
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1672-5158(2013)02-0247-01
《电路分析》课程是电类相关专业电子技术方面入门性质的技术基础课,也是培养学生动手能力和创新能力的重要课程,在电类相关专业的发展中具有重要地位。电路分析实验对培养学生科学辨证思维能力,树立理论联系实际的科学观点和提高学生分析问题、加深理解电路的基本理论知识、掌握基本实验测试技能、养成良好的实验操作习惯和培养解决工程实际问题的能力具有重要的作用。
电路分析课程是电类本科生接触到的第一门专业课,对电路分析课程实验进行教学改革,提高教学水平,将对学生对所学专业的理解以及未来的发展起到重要的作用,必须进行深入的探索与实践。
一、 电路分析课程实验存在许多问题
1、 实验内容多少年不变, 实验内容单一。电路分析实验课的大部分内容都是对经典理论的验证, 实验线路过于简单, 学生实际动手能力差, 高分低能的现象十分普遍。
2、 由于采用实验箱作为实验对象, 学生按照老师预先准备好的线路插线, 做完实验后学生仍然不知道做实验的原理、为什么要这样插线和不知道测量的结果是否正确。
3、 由于采用统一的电路或实验内容, 使优秀的学生没有发挥的空间。忽略个性, 导致大学生个性不突出, 缺乏创新性思维。
4、 实验学时少, 学生动手机会少。
5、 实验手段落后, 计算机仿真的内容要加强。
二、改革方法
1、 构建实验教学保障体系是强化智能培养的基础
实验教学要达到预期的培养目标,必须从制度和条件上予以保障。加强了实验室建设和管理,促使电路分析实验教学健康、规范发展。
(1) 加大经费投入,改善实验教学创新条件借助基础课教学实验室评估的机遇,本着以评促建,重在建设,改善实验设施与环境的原则。组建了现代实验教学新模式,满足一人一组的标准,强化了学生的动手能力、思维能力的培养和训练,实验教学环境焕然一新。在教育部基础课教学实验室评估中,被评为一类基础课教学实验室。
(2) 建立实验考核制度。电路分析开设的全部实验项目,采用5级记分制,即优秀、良好、中等、及格和不及格。学生必须完成教学大纲规定的实验项目,并取得及格以上成绩者,方可获得1 学分。实验课的考核要体现实验教学的特点,规定实验成绩有两部分组成:一是平时实验表现(预习实验指导书、仪表的合理使用、接线整齐正确、实验操作、实验态度);二是实验报告(书写、作图、数据正确完整,思考题回答,按时完成实验报告),两部分各占50%,对不及格者,让其跟下届学生重修。一次无故旷课者,不给本门实验课程的成绩。
2、 注重课程衔接
注重与前后课程的衔接, 提高实验教学效果, 在有限的课时内, 使得实验教学效果最大化.在大学物理实验中, 5示波器的使用6这个实验是一个重要的基础实验, 通过该实验能够使学生熟悉示波器的基本使用.如果学生在先进行完这个实验以后, 再进行5RC 一阶电路响应测试6和5RC 二阶电路动态响应研究6两个实验, 无疑将会起到事半功倍的效果. 由于学生对示波器的使用方法已经较为了解, 老师不需要再专门讲解示波器相关知识, 因而可以节约实验课时, 提高实验效率. 通过这两个实验, 也可以使得学生进一步巩固和掌握示波器的用法。
同时, 我们也注意使电路分析实验课程在内容上与后续课程保持良好的衔接. 例如: 对于电气工程及其自动化专业的学生, 我们使得实验内容尽量与后续的工厂供电, 电力系统分析等课程保持延续性. 为此,我们鼓励学生大胆尝试5三相负载的研究6,5电力系统输送线路的最大功率确定6等与电气工程相关的实验项目. 而对于电子信息科学与技术专业的学生, 我们则更多要求学生尝试受控源的研究等与电子信息技术相关的实验项目。
3、增加Multisim10仿真训练。几乎每个开设的实验都包括Multisim10仿真训练与实际训练两个部分。根据实际情况自行选择,如果某些专业学时有限,教师演示仿真部分,学生完成实训部分;在学时充裕的情况下,让学生先完成仿真部分的内容,再进行实训,通过仿真和实训相互印证,利用该软件进行理论分析,并和实测对比,发现“理论与实践”的差别,培养学生的工程实践意识。
4、 仪器仪表的使用扩展。实验实训中,正确选用仪器仪表非常重要,对测量结果和分析有较大的影响。因此,对于常用仪器仪表,我们每种仪表至少对两种型号讲解,把使用范围扩大,让学生能正确使用不同型号的仪器仪表来适应不同的实验要求,达到最佳的实验效果。
5、 开放实验
充分利用我校的开放实验室,鼓励和调动学生主动进实验室,充分发挥他们的潜力和创造力,提高动手能力和解决问题的能力。为此也设计了多项开放实验项目,如:电感的制作;二极管、三极管等器件的特性测量;PWM信号经RC滤波后的输出信号观察及其与占空比的关系等等。
6、 加大设计性实验的比例
电路分析的实验教学可分为以下3 类:(1)电路的基本概念和定律;(2) 电路分析常用定律与相关电路的验证;(3) 综合与设计性实验。前两类实验都比较简单直观,易于理解且实验目的明确,而第三类实验一般在电路分析课程全部讲授完毕后进行,其目的在于对整个课程进行总结。学生根据给定的题目,或者自拟题目,查阅资料,设计实验步骤,进行实验,写出实验报告。实验的主要目的是培养学生的实践能力和创新能力,每个实验都有很多的逻辑思维,通过实验操作,总结提炼,使思维方式得到升华。因此,在完成传统经典实验的基础上,适当地加大设计性实验的比例,不仅可以更好地调动学生的积极性和创造性,而且也让学生有更多的自主发挥的空间。
7、科技创新
培训学生参加各类竞赛,如全国的大学生电子竞赛。鼓励学生主动参加指导教师的科研立项以及申报学校的科技创新实验项目,如简易脉搏检测仪、基于FPGA的彩灯控制器电路、数字式温湿度计等。
三、结束语
实验教学是把知识转化为能力的主要方式之一。实验内容的更新, 实现了理论与实验结合、硬件与软件结合、电路分析与设计结合并增强了每个实验项目的综合知识的应用。实验教学方法的改革, 实现从被动学习环境向自主学习环境的转变。电路分析实验的教学改革有利于提高学生的工程实践能力和培养学生创新意识。为进一步学习专业理论和专业技能打下基础。
参考文献
[1] 王静,邢冰冰,罗文,等.电路分析实验教学改革的实施[J].实验技术与管理,2009,26(9):131-134
指导老师:李 敏
姓 名:
学 号:
实验一 数字基带信号
一、实验目的
1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。
3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。
4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
5、了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。
二、实验内容
1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。
2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。
3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。
三、实验步骤
本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。
1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。接好电源线,打开电源开关。
2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。
用信源单元的FS作为示波器的外同步信号,示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可,进行下列观察:
(1)示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT,对照发光二极管的发光状态,判断数字信源单元是否已正常工作(1码对应的发光管亮,0码对应的发光管熄);
(2)用开关K1产生代码×1110010(×为任意代码,1110010为7位帧同步码),K2、K3产生任意信息代码,观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构,和NRZ码特点。
3、 用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。
仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。 (1)示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3,将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1,观察全1码对应的AMI码(开关K4置于左方AMI端)波形和HDB3码(开关K4置于右方HDB3端)波形。再将K1、K2、K3置为全0,观察全0码对应的AMI码和HDB3码。观察时应注意AMI、HDB3码的码元都是占空比为0.5的双极性归零矩形脉冲。编码输出AMI-HDB3比信源输入NRZ-OUT延迟了4个码元。
(2)将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态,观察并记录对应的AMI(3)将K1、K2、K3置于任意状态,K4先置左方(AMI)端再置右方(HDB3)端,CH1码和HDB3码。 接信源单元的NRZ-OUT,CH2依次接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ ,观察这些信号波形。观察时应注意:
HDB3单元的NRZ信号(译码输出)滞后于信源模块的NRZ-OUT信号(编码输入)8个码元。
DET是占空比等于0.5的单极性归零码。
BPF信号是一个幅度和周期都不恒定的准正弦信号,BS-R是一个周期基本恒定(等于一个码元周期)的TTL电平信号。
信源代码连0个数越多,越难于从AMI码中提取位同步信号(或者说要求带通滤波的Q值越高,因而越难于实现),而HDB3码则不存在这种问题。本实验中若24位信源代码中连零很多时,则难以从AMI码中得到一个符合要求的稳定的位同步信号,因此不能完成正确的译码(由于分离参数的影响,各实验系统的现象可能略有不同。一般将信源代码置成只有1个“1”码的状态来观察译码输出)。若24位信源代码全为“0”码,则更不可能从AMI信号(亦是全0信号)得到正确的位同步信号。
四、 实验报告要求
1. 根据实验观察和纪录回答:
(1)不归零码和归零码的特点是什么?
(2)与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同?为什么?
答:1)不归零码特点:脉冲宽度 τ 等于码元宽度Ts归零码特点:τ <Ts
2)与信源代码中的“1”码对应的AMI码及HDB3码不一定相同。因信源代码中的“1”码对应的AMI码“1”、“-1”相间出现,而HDB3码中的“1”,“-1”不但与信源代码中的“1”码有关,而且还与信源代码中的“0”码有关。
2. 设代码为全1,全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000,给出AMI及HDB3码的代码和波形。
答:信息代码 1 11 1111
AMI 1 -11-1 1 -1 1
HDB31 -11-1 1 -1 1
信息代码0 0 0 00 0 0 00 0 0 00
AMI 0 0 0 00 0 0 00 0 0 00
HDB30 0 0 1-1 0 0 1 -1 0 0 1 -1
信息代码 0 1 1 10 0 1 00 0 0 01 1 0 00 0 1 00 0 0 0
AMI0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 01 -1 0 0 0 0 1 00 0 0 0
HDB3 0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0-1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0 –1 0
3. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。
答:HDB3中不含有离散谱fS(fS在数值上等于码速率)成分。整流后变为一个占空比等于0.5的单极性归零码,其连0个数不超过3,频谱中含有较强的离散谱fS成分,故可通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号,再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。
生指
导
学年第学期
院: 信息与通信工程学院 业: 电子信息科学与技术 姓
名: 学 号:
教
师: 李永红
日期: 2012 年10 月28日 实验一 滤波器设计
一、 实验目的
(1) 掌握基本的低通和带通滤波器的设计方法。
(2) 学会使用微波软件对低通和高通滤波器进行设计和仿真,并分析结果。
二、 预习内容
(1) 滤波器的相关原理。 (2) 滤波器的设计方法。
三、 实验设备
microwave office软件
四、 理论分析
滤波器的种类:
(1) 按通带特性分为低通、高通、带通及带阻四种。 (2) 按频率响应分为巴特沃斯、切
比雪夫及椭圆函数等。 (3) 按使用原件又可分为l-c 性和传输线型。
五、软件仿真
设计一个衰减为3db ,截止频率为75mhz 的[切比雪夫型1db 纹波lc 低通滤波器
(zo=50ohm),并且要求该滤波器在100mhz 至少有20db 的衰减。 图1-1切比雪夫型1db 纹波lc 低通滤波器电路图 图1-2 模拟仿真结果
六、结果分析
经过仿真,得到了两种滤波器的频率特性的到了结果。红色的曲线为低通滤波器,蓝色
的为带通滤波器,两种滤波器的特性可以鲜明地在图上看出差别。低通滤波器在低频区域,
是通带,通带非常的平缓,纹波较低,但是截至段不是很陡。带通滤波器具有较好的陡峭特
性,但是相对而言,通带比较窄而且纹波较大。 实验二 放大器设计
一、实验目的
(1) 掌握射频放大器的基本原理与设计方法。
(2) 学会使用微波软件对射频放大器进行设计和仿真,并分析结果。
二、预习内容
(1) 放大器的基本原理。 (2) 放大器的设计方法。
三、实验设备
microwave office软件
四、理论分析
射频晶体管放大器常用器件为bjt 、fet 、mmic 。 放大器电路的设计主要是输入/输出匹配网络。输入匹配网络可按低噪声或高增益设计,
输出匹配网络要考虑尽可能高的增益。
五、软件仿真
设计一900mhz 放大器。其中电源为12vdc ,输出入阻抗为50ω。at4151之s 参表(vce=8v,
ic=25ma,zo=50ω,ta=25℃) 如下列 图2-1 900mhz放大器电路图 图2-2 模拟仿真结果
六、结果分析:
本设计是设计一个放大器,其通频段是0到900mhz, 然后根据图上的蓝色和红色曲线可
见lc 组成的网络的幅频特性曲线,可见这个网络在900mhz 左右会对信号有一个比较大的衰
减,因此必须对输出网络进行阻抗匹配,而且匹配网络的中心频率在900mhz 左右,才可以做
好阻抗匹配。篇二:射频实验报告2 射频/微波电路设计实验 开课实验室:
2012年3月9日 篇三:《射频收发系统》实验报告完成 《射频收发系统》 实 验 报 告
(一)实验设备: (1)实验箱 各单元电路板插放在实验箱的底板上时,电源将自动供电;各单元电路板拔下实验时,
需通过排线单独供电。
(2)频率计nfc-1000c-1计数器:测试频率
(3)函数发生器ee1641c :可输出低频正弦、三角、方波信号
(4)专用调试设备dr200r1 :可输出各频道射频信号和相应本振信号 (5)专用调试
设备dr200t2:可测量各频道射频信号指标(载波频率及功率,调制频率,调制频偏)
(6)矢量网络分析仪ee5100:可测电路的幅频特性和相频特性 (7)频谱分析仪ee4052:
测量信号频谱
(8)数字示波器:测量信号波形、幅度及参考频率 (9)综合测试仪ee5113: 可作为
rf 合成信号发生器、音频信号发生器, 射频频率计、射频功率计、音频和直流数字电压表、
音频频率计、调制度表、失真度表、信噪比计、数字存储示波器等
(10)其他:测试线、稳压源,万用表,改锥,说明书 (11)仿真软件multisim10.0
(三)系统简析
3.1无线射频收发系统组成及电路原理 无线射频收发系统包括调频通信收发系统和调幅通信收发系统两大部分,其中调频通信
系统工作于百兆赫频段,频道数8个,支持标准正弦波、语音和数据信号输入,可做整机实
验,也可分解拆卸成子系统模块独立实验;调幅通信系统包含am 、dsb 、ssb 调制及相应的解
调,工作于百千赫中波广播频段,分成幅度调制与解调二个子系统模块,二个模块也可以连
成一个调幅通信系统,支持标准正弦波、实验音频信号输入。 无线射频收发系统整机电
路包含发射单元电路和接收单元电路,各单元电路按功能分成子系统电路模块。发射单元电
路包括:(1)调频发射系统中的模拟语音输入电路、锁相振荡电路( 可做vco 调频、锁相环、
振荡器实验)、发射功放电路(可做功放实验,测试增益,分析谐波)、fsk 调制解调电路(fsk
调制与解调实验)、微机控制电路等5个子系统电路;(2)调幅发送系统中的幅度调制电路(可
做am 、dsb 、ssb 调制实验)。接受单元电路包括:(1)调频接收系统中的接收变频电路(可
做混频、滤波器特性、邻道抑制、镜频抑制等实验)、中频解调电路(中频选频放大器频率特
性试验、鉴频器实验)、锁相振荡电路、fsk 调制解调电路和微机控制电路等5个子系统电路;
(2)调幅接收系统中的幅度解调电路(可做am 、dsb 、ssb 解调实验)。 3.2调频通信收
发系统组成
调频通信收发系统的组成如图1-1所示,发射频率223mhz ~224mhz ,共分8个频道可在
“控制单元电路”中进行频道设置。调频通信发射系统工作过程:语音信号经“语音单元电
路”处理后由标准音频接口输出,数据信号可经“控制单元电路”接口送入“fsk 调制单元
电路”,将数据流信号转换成模拟音频信号,输出也为标准音频接口。语音或数据基带信号送
入“锁相振荡单元电路”进行频率调制,再由“发射功放单元电路”放大后经bc2输出到天
线发射,经bc2输出的信号也可由相关仪器接收分析。 调频通信接收系统工作过程:从天线接收的射频信号进入“接收变频单元电路”的p6
端,通过低噪声放大和变频,由“锁相振荡单元电路”提供本振信号,将射频信号变成21.4mhz
的中频从bc4端输出,21.4mhz 的中频信号送入到“中频解调单元电路”经二次变频,成为
455khz 中频,鉴频解调出的音频信号分为二路,一路通过音频放大电路推动扬声器输出语音
信号,若接收有数据信号时,可由另一路送入“fsk 解调单元电路”恢复成数据信号后由“控
制单元电路”输出。 (四)整机实验:
1、无线语音收发系统联机 1)本组联机测试 用双轴电缆将电路链接正确,送入单一正弦波信号,通过锁相环的 高频将信号送入高频段,在经过功率放大以后,信号在发射系统的任务就已经完成,用
同轴电缆将收发系统相连,在接受单元,信号首先经过接受变频单元进行第一混频,得到一
中频。此时的接受变频的本振频率由锁相环给予,第一中频的21.4mhz 再送入中频解调单元,
进行二次混频与鉴频得到调制信号。 控制单元电路频道调节:将控制板和锁相振荡板插放好,插拔kd0、kd1、kd2上的短路
器,用示波器检查锁相板上的c 、d 、e ,应该有脉冲信号,改变kd0、kd1、kd2插针位置,
通过锁相振荡板信号输出端口bc1送到扫频仪射频输入端口观测频率变化。如果是发射单元
需要重新插拔ptt 插针一次,发射频率才能发生变化,即改变发射信号频道选择
2)通信测试
将收发频率调到其他某组频道上,和其他组点对点互发互收语音信号和单音频信号;分
别记录相应指标及收、发通信距离。
2、无线数据收发系统联机 1)本组联机测试 将fsk 电路与调频收发系统相连,有线连接和无线连接两种状态下,完成自发自收ttl
信号,记录联机效果及相应指标。
2)通信测试
将收发频率调到其他某组频道上,和其他组点对点互发互收ttl 信号;分别记录相应指
标及收、发通信距离。
信号发生器产生一个矩形波,接入fsk 调制解调单元,此单元输出为一个调频的正弦波,
再送入调幅单元,加入高频载波,会得到一个调频条幅波,幅度解调解调出来的再经fsk 解
调单元得到起初输入的方波。此实验要控制好输入波的频率,以致能清楚地观察到实验的结
果,最好是人肉眼能分辨的频率范围以内,以便观察和记录结果。 二、“中频解调”电路原
理及分析 本单元电路利用标准接收中频解调芯片,采用二次变频方案,二中频为455khz ,解调音
频输出分成两路,一路通过音频放大电路推动扬声器,另一路提供数据解调器。中频接收芯
片还提供场强指示和静噪指示,用于系统组网。可调鉴频线圈对应鉴频信号的优劣,开关k7
用于解调性能通信试验。
电路详析:在本电路的接收端接收的是从接受变频单元来的一中频21.4mhz ,信号的幅
度在db 以下,第一步是经过放大网络进行放大,放大网络是主要由三极管和耦合电感组成,
最终实现了对高频信号的幅度放大,本单元主要的单元是ta31136芯片,主要是实现二混频,
以及鉴频的特性,最终在芯片的输出端得到了调制信号(即解调音频输出)。音频信号再经过
音量放大模块,驱动扬声器输出声音信号。
三、“中频解调”实验过程(含实验任务、步骤及调试过程)
(一)实验设备要求:中频解调面板,示波器,网络测试仪,万用表
(二)实验任务:
1、分析电路,画出功能框图,说明本实验电路的信号调谐放大及解调过程。
2、根据下列实验内容确定实验方案及需用的仪器、制定实验步骤。
3、记录原始实验数据,分析实验结果、完成实验报告撰写。 1、测试第一中频放大
器频率特性
步骤及调试:将网络仪接在实验板输入端和电容c123左侧(tp5)之间,记录增益、带
宽及幅频特性。
在这一步的测试中,首先将中频解调板供电,输入端p8接网络仪的输出端,tp5点接
网络仪的输入端。主要是通过网络仪来测试这个放大网络的幅频特性,再利用网络仪上的频
标来读出带宽。在幅度显示栏里读出增益。但在测试中在网络仪上并没有调试出理想的幅频
特性,在21.4mhz 附近,是一条接近于直线的曲线。但是在200mhz 的附近却又一些明显的门
洞型的幅频特性曲线。所以为了测试这一部分网络的放大特性,我采用了其他的方法:? 将调
制信号为1khz, 频偏3khz ,载频为21.4mhz 的信号通过信号发生器直接送入网络仪测试,记
录此时的幅频曲线,幅度,频率点。? 将上述一样的信号从p8输入,将tp5点的输出介入网
络仪的输入,再次测试此时的幅频曲线,幅度,频率点。? ,将?? 测试得到的结果进行比较得
出此网络具有放大的特性。简而言之就是将放大网络的输入点和输出点的幅频特性进行比较
得到结论:此网络有放大功能,在信号的幅度上有了很明显的增长。 2、检查并记录
455khz 中频信号并记录
步骤及调试:将0db 以下的21.4mhz 信号(或从接收变频单元电路的p4输出得到)与
本单元电路的p8相连,检查n10附近的g1晶体是否正常工作,用示波器x10探头观测c130
与g1晶体连接处应有振荡波形(即为20.945mhz 本振)。分别将k9、k10短接,用示波器检
查tp1应有455khz 中频信号。 在这一步的测试中,在测本振的频率的时候一直测不出来,在tp1点也测不出来455khz
的中频信号,最后用万用表进行电路的检查,结果发现是在本振附近的电容c130,c131,c132
其中之一可能是虚焊,经过老师检查和重新焊接,调试板可以正常的测出所需数据。在
ta31136芯片的2管脚可以测出本振的频率,在tp1点也能测出455khz 的二中频。
3、鉴频特性测试
步骤及调试:①断开455khz 陶瓷滤波器,从tp1 和tp2(或tp3)端接入网络仪,在455khz
附近测试并记录动态鉴频特性曲线。 ②断开455khz 陶瓷滤波器,从tp1 端送入455khz 附近的信号,缓慢改变输入频率,测
试并记录tp2(或tp3)处相应频率下的电压幅度,画出静态鉴频特性曲线。 ③接入455khz 陶瓷滤波器,从p8端送入0db 以下21.4mhz 附近的信号,缓慢改变输入
频率,测试并记录tp2(或tp3)处相应频率下的电压幅度,画出静态鉴频特性曲线。 首先测试从tp1 到tp2点这段网络的鉴频特性,所需要的仪器是网络测试仪,断开455khz
陶瓷滤波器,在455khz 附近测试并记录动态鉴篇四:ads2009射频电路仿真实验实验报告 低通滤波器的设计与仿真报告
一、实验目的
(1)熟悉ads2009的使用及操作;
(2)运用此软件设计一低通录波器,通过改变c2.l1的值,使低通录波器达到预定的要
求(db 值以大于—3.0以上为宜);
(3)画出输出仿真曲线并标明截止频率的位置与大小。
二、低通滤波器简介
(1)定义:让某一频率以下的信号分量通过,而对该频率以上的信号分量大大抑制的电
容、电感与电阻等器件的组合装置。低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过,但高于截
止频率的信号不能通过的电子滤波装置。
(2)特点与用途
特点:低损耗高抑制;分割点准确;双铜管保护;频蔽好,防水功能强。 用途:产品用途广泛,使用于很多通讯系统,如 catv eoc 等系统。并能有效的除掉通
频带以外的信号和多余的频段、频率的干扰。 低通滤波器在信号处理中的作用等同于其它领域如金融领域中移动平均数所起的作用;
低通滤波器有很多种,其中,最通用的就是巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。
三、设计步骤
1,建立新项目
(1)在界面主窗口执行菜单命令【file 】/【new project...】,创建 新项目。在选择保存路径时,在“name ”栏中输入项目的名称“lab1”;
(2)单击按钮“确认”,出现电路原理图设计及仿真向导对话框,按照要求进行选择选
项。
2,建立一个低通录波器设计
(1)在主界面窗口,单击“new schematic window”图标,弹出原理图设计窗口;
(2)单击“保存”图标,保存原理图,命名为“lpf1”;
(4)在左侧面板中选择电容图标,将其放置到电路图设计窗口中,并进行旋转;
(5)用类似的方法将电感放置到电路图设计窗口中,并利用接地图标,把电容器的一端
接地,将各个器件连接起来;
(6)在元件库列表窗口选择“simulation-s-param ”项,在该面板中选择s-parameter
模拟控制器和端口term ,将其放到原理图中。双击电容“c2”并修改其参数。 低通滤波器原理图如下图1所示: 3,电路仿真
1)设置s 参数控件参数
(1)双击s 参数控件,打开参数设置窗口,将“step-size ”设置为0.5ghz ;
(2)选中【display 】选项卡,在此列出了所有可以显示在原理 图中的仿真控件参数,选中需要显示的参量;
(3)单击“ok ”按钮,保存返回。
2)显示仿真数据
(1)执行菜单命令【simulate 】/【simulate 】,开始仿真;
(2)弹出状态窗口,显示仿真状态的相关信息;
(3)仿真完成后,若没有错误,可以通过数据显示窗口查看仿真结果,数据显示窗口左
上方显示当前设计名称为“lpf1”,该窗口可以把仿真数据以表格、圆图或等式的形式显示出
来;
(4)单击矩形图图标后会弹出矩形图设置对话框,选择要显示的s (2,1)参数—>
单击按钮》add 》—>选择单位为db ,然后单击“ok ”按钮,显示低通滤波器的响应曲线;
(5)执行命令菜单【marker 】/【new 】,将三角标志放置到仿真曲线上,选中该标志,
可用键盘和鼠标控制其位置。
3)保存数据窗口
4)调整滤波器电路
(1)单击原理图窗口中的四角标志,使原理图自动调整显示方式,与窗口大小相适应;
(2)在“lpf1”原理图窗口中选择l1和c2,对参数进行调节;
(3)改变参数时仿真曲线也会发生适时改变,同时三角标志也会自动调整到最新的曲线
上;
(4)在调节过程中,要更新原理图中相应元件的参数值。
(5)调整到仿真曲线达到技术指标后,单击“close ”按钮,保 存该参数。
仿真曲线如图2所示: 图一 电路原理图 图2 仿真曲线
四、设计结果
由仿真曲线可以观察得到,当频率为4.5ghz 时,db=-2.324<-3,满足条件,此时
l1=1.5nh,c2=2.4pf。
六、实验总结:
本次实验是我们第一次进行的ads2009的相关实验,首先我们按照课本的安装顺序安装
ads2009仿真软件,并按要求使用该软件设计了一个低通滤波器,而且仿真成功,得到了理
想的实验数据。在实验操作过程中,我逐渐熟悉了ads20009仿真软件的各项功能,并且能够
熟练操作,这为将来使用该仿真软件打下了基础篇五:射频实验报告 西安交通大学 射频专题实验报告 姓名:尧文斌 学号:2010052074 班级:信息03
(一)匹配网络的设计与仿真 实验目的
1.掌握阻抗匹配、共轭匹配的原理
2.掌握集总元件l 型阻抗抗匹配网络的匹配机理
3.掌握并(串) 联单支节调配器、λ/4阻抗变换器匹配机理
4.了解ads 软件的主要功能特点
5.掌握smith 原图的构成及在阻抗匹配中的应用