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為提高雨養玉米產量,客觀、科學、實用、有效地研究抗旱玉米品種在春、夏不同時期播種對生育期、穗粒數、千粒重、產量、抗旱、抗病等綜合能力的表現,找出適合我區大田玉米種植的最佳播期,以期達到加快我區雨養玉米最新播種技術的推廣步伐。
二、試驗設計
(1)試驗地點:試驗地點選擇能夠代表我區60%雨養玉米種植區域的地塊,具體地點在灤平縣大屯鄉小城子村,地塊名稱:五十畝地。試驗地為川平地、地力中等,前茬作物是玉米。戶主:王平賀。
(2)參試品種:參試品種共7個:京單28、中單28、京玉11、寬城1號、中迪985、齊單1號、農大95。
(3)試驗處理:播期處理分三期,4月15日、4月30日、5月15日。
(4)試驗方法:在各播期處理中,采取簡單對比法排列,6行區,行長11米,行距48厘米,周圍設4行保護區,試驗占地1.2畝。
三、栽培管理
按照試驗要求,不同的品種采取不同的播種密度,
“京單28”4000株/畝,“中單28”3500株/畝,“京玉11”4200株/畝,“寬城1號”4000株/畝,“中迪985”3500株/畝,“齊單1號”3500株/畝,
“農大95'’3500;~/畝。水肥條件和一般大田相同,中耕、灌水和大田栽培管理一致。
四、田間調查記載及考種數據(見附表1-9)
五、結果分析
不同品種具有不同的生育特性和對環境的適應性,在不同播期的處理下,產量性狀表現各有不同,下面我們就每一個參試品種的不同播期對生育期、穗粒數、千粒重和產量的影響做一具體分析。
㈠京單28
從條形圖中可以明顯的看出,京單28這個品種在3種播期處理下都能正常成熟,但產量性狀表現不同,單株穗粒數以4月30日播種的表現最高,達到504粒,比5月15日播種的高出38粒,比4月15日播種的高出60粒,其原因是從出苗到大喇叭口期這一段營養生長時間,也就是幼穗分化時間以4月30日播種的最長,達到67天,4月15日播種的為57天,5月15日播種的為52天,由于幼穗分化時間的相對延長,造就了穗大粒多的先決條件。后期從吐絲到收獲的生殖生長時間以4月15日播種的最長,為79天,其次是4月30日播種的,為76天,再次的是5月15日播種的,為70天,由于灌漿時間和干物質積累時間的相對延長,導致千粒重的增加,所以4月15日播種的千粒重最高,達到450.2克,其次是4月30日播種的,千粒重為439.3克,最少的是5月15日播種的,千粒重為298.2克。在相同密度的條件下,產量的形成主要決定于穗粒數和千粒重,其中最關鍵的是穗粒數的多少,穗粒數多的自然產量要高,綜合多項產量構成因素,最終產量以4月30日播種的最高,達到683.5公斤,其次是4月15日播種的,產量為621.5公斤,產量最低的是5月15日播種的,產量為486公斤。
從生育期、穗粒數、千粒重、產量等綜合情況看,京單28這個品種以4月30日播種最佳,即能正常成熟,同時產量也最高。
㈡中單28
從條形圖中可以看出,中單28這個品種,在三種不同播期的處理下,都能正常成熟。穗粒數以5月15日播種的最多,達到613粒,其次是4月30日播種的,穗粒數為567粒,最少的是4月15日播種的,穗粒數為533粒;千粒重基本持平,沒有太明顯的差別;產量以5月15日播種的最高,達到590公斤/畝,其次是4月30日播種的,產量為487公斤/畝,最少的是4月15日播種的,產量為428公斤/畝。其原因是中單28這個品種自然生育期較短,后期灌漿迅速,所以表現在不同播期處理下,即能正常成熟,千粒重也沒有什么明顯的差異,只是前期營養生長過旺,造成營養生長和生殖生長之間發生矛盾,最終造成營養生長時間過長、過旺的穗粒數反而減少,從而導致相同密度條件下產量偏低。
從條形圖中可以看出,京玉11這個品種在3個不同播期的處理下都能正常成熟。穗粒數以4月15日播種的最多,達到490粒,其次是4月30日播種的,穗粒數為474粒,最少的是5月15日播種的,穗粒數為377粒,其原因是,這個品種在前期營養生長和生殖生長協調的情況下,4月15日播種的幼穗分化時間相對延長,造就了穗大粒多。千粒重1)24月30日播種的最高,達到404.2克,其次是5月15日播種的,千粒重為379.5克,最少的是4月15日播種的,千粒重為370.7,其原因可以從附表一到附表六中可以看出,這個品種抗旱能力較差,4月15日播種的,其灌漿期正處在7月中下旬,這個時期也正是我地伏旱的季節,灌漿不好,所以表現千粒重低,而4月30日播種的,其灌漿期在7月末到8月初,這個時期已經躲過了最重的伏早期,加之今年此期遇到一次較大的降雨,灌漿良好,所以表現千粒重最高,5月15日播種的,其灌漿期在8月中下旬,這個時期雖然沒有伏旱的威脅,但是由于季節的變化,灌漿過于急促,所以,千粒重也不是很高。綜合各個產量因子,以4月30日播種的產量最高,達到659.5公斤/畝,其次是4月15日播種的,產量為625公斤/畝,產量最低的是5月15日播種的,產量為503.5公斤/畝。
從總的情況看,京玉11這個品種以4月30日播種為最佳播期。
㈣寬城1號
從圖中可以看出,寬城1號屬于中熟春播品種,在3個不同播期處理下,都能正常成熟。穗粒數、千粒重和產量均以4月30日播種的最高,畝產達到590公斤,其次是5月15日播種的,畝產量為555公斤,最少的是4月15日播種的,畝產量為466公斤,其原因可以從附表一到附表六中得到結論,這個品種極不抗旱,死秧早,成熟期綠葉數也最少,也就是說,在前期春夏旱和伏旱發生的季節,嚴重影響了優穗分化和子粒灌漿,造成播種過早或過晚的穗粒數少,千粒重低,4月30日播種的正好適當的躲過了這兩個旱季,所以表現為穗粒數、千粒重和產量都比較高。
總的看,寬城1好這個品種的最佳播期在我地應該是以4月30日播種最好。
㈤中迪985
從條形圖中可以看出,中迪985這個品種在3個不同播期的處理下都能正常成熟,從附表一到附表六中可以看出5月15日播種的到蒼皮整個生育過程為113天,成熟完好,說明這個品種屬于中早熟品種;從產量性狀看,在相同密度的情況下,穗粒數、千粒重和產量均以5月15日播種的最高,畝產達到715公斤,其次是4月30日播種的畝產649公斤,4月15日播種的,畝產634.5公斤,位居第三,其原因是這個品種屬于中早熟品種,如果前期營養生長過旺,會造成營養生長和生殖生長的矛盾,影響幼穗分化,從本品種前期生長情況看,4月15日播種的從出苗到大喇叭口期歷經93天,4月30日播種的歷經71天,5月15日播種的歷經62天,說明5月15日播種的前期營養生長和生殖生長之間比較協調,所以穗大粒多。灌漿期間,4月15日和4月30日播種的都處在7月下旬,這個季節正是伏旱發生的
季節,在沒有灌溉和自然降水的情況下,影響了灌漿的質量,造成千粒重偏低,而5月15日播種的灌漿期在8月上旬,正好躲過了伏旱發生嚴重期,加上今年此期又有一次比較強的降雨,溫濕度比較適宜,灌漿良好,所以表現千粒重較高,綜合產量相關性狀,在相同密度條件下,穗粒數多、千粒重高的畝產量自然理想。
從圖中可以看出,齊單1號這個品種在3個不同播期的處理下,都能正常成熟。4月15日播種的生育期146天,4月30日播種的生育期127天,5月15日播種的生育期120天,成熟完好,說明這個品種屬于中熟品種,在我區能夠正常成熟。穗粒數、千粒重、產量均以5月15日播種的為最高,畝產達到755公斤,其次是4月30日播種的,畝產達到652.5公斤,4月15日播種的畝產523公斤,位居第三,其原因與中迪985相同。
綜合各個產量性狀和田間表現,齊單1號這個品種可以適當晚播,也就是說這個品種在我區可以等雨播種,以5月15日播種為最佳播期。
從條形圖中可以看出,農大95這個品種在3種不同播期處理下,都能正常成熟。穗粒數以4月30日播種的為最高,單株穗粒數為749粒,其次是5月15日播種的,單株穗粒數為646粒,最少的是4月15日播種的,單株穗粒數為615粒,其原因是,這個品種屬于中熟品種,在前期營養生長和生殖生長協調的情況下,幼穗分化時間相對延長的分化出來的穗粒數就多,4月30日播種的從出苗到大喇叭口期歷經73天,4月15日播種的歷經78天,5月5日播種的歷經68天,而4月15日播種的幼穗分化時間比4月30日播種的時間長,卻穗粒數不如4月30日播種的多,是因為4月15日播種的拔節期處在6月下旬,正是春夏旱的季節,不同程度的影響了幼穗分化的數量和質量,從附表三到附表六可以明顯的看出,這個品種不耐旱,所以幼穗分化不好,造成穗粒數偏少,4月30日播種的拔節期6月末7月初,剛好躲過春夏旱的時間,幼穗分化的較好,所以穗粒數就多,5月15日播種的幼穗分化期在7月上中旬,是伏旱發生的開始,因此,穗粒數比4月15日播種的多,比4月30日播種的少。灌漿期間,4月15日播種的和5月15日播種的都處在7月下旬,也正是伏旱發生嚴重的時期,灌漿質量不是很好,所以這兩個播種期的千粒重偏低,4月30日播種的灌漿期在8月上中旬,正好躲過了伏旱發生嚴重的季節,并且,今年此期遇到一次明顯的降水,溫濕度比較適宜,灌漿質量較好,所以千粒重較高,綜合產量性狀好的,畝產量就比較理想,因此,4月30日播種的產量最高。
綜合各因素情況,農大95這個品種1)24月30日播種較為理想,可確定為最佳播期。
1重視學生在教學中的地位,發揮學生的主觀能動性
1.1每學期末要求學生提交實驗總結報告在大學物理實驗緒論課上,我們要求學生在學期末對本學期自己所做的實驗進行總結,寫出總結報告。報告內容包括自己做實驗的感受,對實驗課的建議,可否對實驗方法和實驗儀器進行改進等。促進學生對實驗進行思考,這種方式取得了一定的效果。例如,學生各自在做自組惠斯登電橋測電阻實驗時,發現檢流計靈敏度產生的誤差遠大于精密電阻箱的誤差,因此改善檢流計靈敏度可以大大提高實驗的測量精度。通過大量調研,他提出了兩種方式改善測量精度,一是改善檢流計靈敏度,二是完善測量方法。最后利用完善測量方法,達到了改善自組惠斯登電橋測量精度已在《大學物理實驗》上發表〔2〕。又例如,在做剛體轉動慣量測量實驗時,由于該實驗內容較多,在3個課時內很少有學生能完成實驗。學生在期末總結報告中提出,獨立設計接口,實現轉動慣量儀與計算機的數據傳遞,然后編制程序,實現數據的實時處理,大大節省了實驗時間。可以看出,期末總結報告方法不僅極大調動學生的積極性,發揮學生在教學中的主導地位,而且為培養學生以后進行科學實驗奠定良好的基礎。
1.2采用互動授課方式在課堂上,我們改變老師授課為主的方式,采用互動授課方式。實驗原理和注意事項由學生講述,其他同學補充,最后老師總結,老師不進行實驗演示。我們將實驗中難懂和難理解的部分做成PPT,要求學生課前自學PPT。例如示波器實驗,學生普遍反映,看完書后對自己做實驗也沒有什么幫助。這個問題在于學生對示波器的面板功能鍵不熟悉上。為此,我們編寫了一張PPT,把示波器功能鍵做較詳細說明(見圖1)。學生很快就能理解并能獨立完成實驗。類似的其它實驗還有很多,比如分光計實驗等。
2注重學生的創新意識的培養
2.1激發學生對物理實驗的興趣每學期組織學生參觀高能物理研究所、科技館等。另外我校是北京市科普基地,有諸多演示實驗。學生也可以利用科普基地平臺設計實驗儀器和裝置進行實驗,如學生研究制作的“電動激光李薩如圖形演示儀和伯努利綜合演示儀”等。極大激發了學生創新欲望。
2.2增加選作實驗,擴展實驗內容針對動手能力強的學生,緊扣實驗內容,相應增加選做實驗。例如在示波器選做實驗中,我們增加了關于“拍”的選做實驗,讓學生自己利用示波器產生拍信號,并研究拍信號的特征。增加學生對“拍”的理解。又例如,剛體轉動慣量實驗,我們增加了選做實驗內容,讓同學自己研究轉動慣量儀的誤差來源,并對誤差進行定性分析。還例如,自組惠斯登電橋測電阻實驗,讓學生分析電橋比例臂偏離1:1對實驗結果的影響等等。盡管有些選做實驗課堂完成不了,但很多學生對這些選做實驗的積極性很高,主動要求課余時間進實驗室繼續研究。
3物理實驗與專業相結合
我校是石油特色鮮明的工科綜合性大學。學校的地質工程、石油工程等在全國屬于前列,而創新班的學生也主要來自這些專業。物理實驗與專業結合也會提高學生對物理實驗的興趣。為此,我們建立了創新實驗室,現在創新實驗室主要有光學儀器和超聲儀器等。創新實驗室主要為創新班學生提供研究性實驗。學生3人一組,根據實驗儀器及自己所學專業經過調研,提交研究性實驗報告,教師審核后,學生獨立完成實驗。目前學生完成的研究性實驗有:超聲油管探傷,超聲測液面高度,超聲測量油水飽和度,全息光彈觀測透明材料的應力分布,偏振光觀察礦石等。通過實驗使學生了解到物理實驗對專業的作用。
4改革考核方式
物理實驗成績的考核是物理實驗教學的關鍵環節之一,考核的目的在于全面考核與評定學生的綜合實驗能力。對創新班的大學物理實驗的考核主要包括以下幾個方面:
4.1實驗操作包括實驗操作熟練度、解決問題能力和數據記錄規范性。占期末總成績20%;
4.2預習報告和實驗報告成績預習報告主要是學生對預習問題的回答好壞。實驗報告主要包括實驗原理的概述、實驗數據的處理、分析(包括誤差)、實驗結果的討論以及課后習題。該項占期末總成績20%;
4.3期末閉卷筆試主要考學生對實驗數據的分析,包括數據處理方法、誤差分析、作圖等。該項占期末總成績25%;
4.4期末操作考試選擇與學期的實驗內容相關的內容讓學生操作,教師根據學生的實驗操作、數據記錄和數據分析情況打分。該項占期末總成績25%;
4.5期末總結報告報告內容包括自己做實驗的感受,對實驗課的建議,可否對實驗方法和實驗儀器進行改進等。該項占期末總成績10%。
【關鍵詞】電路分析; 課程實驗; 改革
【中圖分類號】G642【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158(2013)02-0247-01
《電路分析》課程是電類相關專業電子技術方面入門性質的技術基礎課,也是培養學生動手能力和創新能力的重要課程,在電類相關專業的發展中具有重要地位。電路分析實驗對培養學生科學辨證思維能力,樹立理論聯系實際的科學觀點和提高學生分析問題、加深理解電路的基本理論知識、掌握基本實驗測試技能、養成良好的實驗操作習慣和培養解決工程實際問題的能力具有重要的作用。
電路分析課程是電類本科生接觸到的第一門專業課,對電路分析課程實驗進行教學改革,提高教學水平,將對學生對所學專業的理解以及未來的發展起到重要的作用,必須進行深入的探索與實踐。
一、 電路分析課程實驗存在許多問題
1、 實驗內容多少年不變, 實驗內容單一。電路分析實驗課的大部分內容都是對經典理論的驗證, 實驗線路過于簡單, 學生實際動手能力差, 高分低能的現象十分普遍。
2、 由于采用實驗箱作為實驗對象, 學生按照老師預先準備好的線路插線, 做完實驗后學生仍然不知道做實驗的原理、為什么要這樣插線和不知道測量的結果是否正確。
3、 由于采用統一的電路或實驗內容, 使優秀的學生沒有發揮的空間。忽略個性, 導致大學生個性不突出, 缺乏創新性思維。
4、 實驗學時少, 學生動手機會少。
5、 實驗手段落后, 計算機仿真的內容要加強。
二、改革方法
1、 構建實驗教學保障體系是強化智能培養的基礎
實驗教學要達到預期的培養目標,必須從制度和條件上予以保障。加強了實驗室建設和管理,促使電路分析實驗教學健康、規范發展。
(1) 加大經費投入,改善實驗教學創新條件借助基礎課教學實驗室評估的機遇,本著以評促建,重在建設,改善實驗設施與環境的原則。組建了現代實驗教學新模式,滿足一人一組的標準,強化了學生的動手能力、思維能力的培養和訓練,實驗教學環境煥然一新。在教育部基礎課教學實驗室評估中,被評為一類基礎課教學實驗室。
(2) 建立實驗考核制度。電路分析開設的全部實驗項目,采用5級記分制,即優秀、良好、中等、及格和不及格。學生必須完成教學大綱規定的實驗項目,并取得及格以上成績者,方可獲得1 學分。實驗課的考核要體現實驗教學的特點,規定實驗成績有兩部分組成:一是平時實驗表現(預習實驗指導書、儀表的合理使用、接線整齊正確、實驗操作、實驗態度);二是實驗報告(書寫、作圖、數據正確完整,思考題回答,按時完成實驗報告),兩部分各占50%,對不及格者,讓其跟下屆學生重修。一次無故曠課者,不給本門實驗課程的成績。
2、 注重課程銜接
注重與前后課程的銜接, 提高實驗教學效果, 在有限的課時內, 使得實驗教學效果最大化.在大學物理實驗中, 5示波器的使用6這個實驗是一個重要的基礎實驗, 通過該實驗能夠使學生熟悉示波器的基本使用.如果學生在先進行完這個實驗以后, 再進行5RC 一階電路響應測試6和5RC 二階電路動態響應研究6兩個實驗, 無疑將會起到事半功倍的效果. 由于學生對示波器的使用方法已經較為了解, 老師不需要再專門講解示波器相關知識, 因而可以節約實驗課時, 提高實驗效率. 通過這兩個實驗, 也可以使得學生進一步鞏固和掌握示波器的用法。
同時, 我們也注意使電路分析實驗課程在內容上與后續課程保持良好的銜接. 例如: 對于電氣工程及其自動化專業的學生, 我們使得實驗內容盡量與后續的工廠供電, 電力系統分析等課程保持延續性. 為此,我們鼓勵學生大膽嘗試5三相負載的研究6,5電力系統輸送線路的最大功率確定6等與電氣工程相關的實驗項目. 而對于電子信息科學與技術專業的學生, 我們則更多要求學生嘗試受控源的研究等與電子信息技術相關的實驗項目。
3、增加Multisim10仿真訓練。幾乎每個開設的實驗都包括Multisim10仿真訓練與實際訓練兩個部分。根據實際情況自行選擇,如果某些專業學時有限,教師演示仿真部分,學生完成實訓部分;在學時充裕的情況下,讓學生先完成仿真部分的內容,再進行實訓,通過仿真和實訓相互印證,利用該軟件進行理論分析,并和實測對比,發現“理論與實踐”的差別,培養學生的工程實踐意識。
4、 儀器儀表的使用擴展。實驗實訓中,正確選用儀器儀表非常重要,對測量結果和分析有較大的影響。因此,對于常用儀器儀表,我們每種儀表至少對兩種型號講解,把使用范圍擴大,讓學生能正確使用不同型號的儀器儀表來適應不同的實驗要求,達到最佳的實驗效果。
5、 開放實驗
充分利用我校的開放實驗室,鼓勵和調動學生主動進實驗室,充分發揮他們的潛力和創造力,提高動手能力和解決問題的能力。為此也設計了多項開放實驗項目,如:電感的制作;二極管、三極管等器件的特性測量;PWM信號經RC濾波后的輸出信號觀察及其與占空比的關系等等。
6、 加大設計性實驗的比例
電路分析的實驗教學可分為以下3 類:(1)電路的基本概念和定律;(2) 電路分析常用定律與相關電路的驗證;(3) 綜合與設計性實驗。前兩類實驗都比較簡單直觀,易于理解且實驗目的明確,而第三類實驗一般在電路分析課程全部講授完畢后進行,其目的在于對整個課程進行總結。學生根據給定的題目,或者自擬題目,查閱資料,設計實驗步驟,進行實驗,寫出實驗報告。實驗的主要目的是培養學生的實踐能力和創新能力,每個實驗都有很多的邏輯思維,通過實驗操作,總結提煉,使思維方式得到升華。因此,在完成傳統經典實驗的基礎上,適當地加大設計性實驗的比例,不僅可以更好地調動學生的積極性和創造性,而且也讓學生有更多的自主發揮的空間。
7、科技創新
培訓學生參加各類競賽,如全國的大學生電子競賽。鼓勵學生主動參加指導教師的科研立項以及申報學校的科技創新實驗項目,如簡易脈搏檢測儀、基于FPGA的彩燈控制器電路、數字式溫濕度計等。
三、結束語
實驗教學是把知識轉化為能力的主要方式之一。實驗內容的更新, 實現了理論與實驗結合、硬件與軟件結合、電路分析與設計結合并增強了每個實驗項目的綜合知識的應用。實驗教學方法的改革, 實現從被動學習環境向自主學習環境的轉變。電路分析實驗的教學改革有利于提高學生的工程實踐能力和培養學生創新意識。為進一步學習專業理論和專業技能打下基礎。
參考文獻
[1] 王靜,邢冰冰,羅文,等.電路分析實驗教學改革的實施[J].實驗技術與管理,2009,26(9):131-134
指導老師:李 敏
姓 名:
學 號:
實驗一 數字基帶信號
一、實驗目的
1、了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號波形特點。
2、掌握AMI、HDB3碼的編碼規則。
3、掌握從HDB3碼信號中提取位同步信號的方法。
4、掌握集中插入幀同步碼時分復用信號的幀結構特點。
5、了解HDB3(AMI)編譯碼集成電路CD22103。
二、實驗內容
1、用示波器觀察單極性非歸零碼(NRZ)、傳號交替反轉碼(AMI)、三階高密度雙極性碼(HDB3)、整流后的AMI碼及整流后的HDB3碼。
2、用示波器觀察從HDB3碼中和從AMI碼中提取位同步信號的電路中有關波形。
3、用示波器觀察HDB3、AMI譯碼輸出波形。
三、實驗步驟
本實驗使用數字信源單元和HDB3編譯碼單元。
1、熟悉數字信源單元和HDB3編譯碼單元的工作原理。接好電源線,打開電源開關。
2、用示波器觀察數字信源單元上的各種信號波形。
用信源單元的FS作為示波器的外同步信號,示波器探頭的地端接在實驗板任何位置的GND點均可,進行下列觀察:
(1)示波器的兩個通道探頭分別接信源單元的NRZ-OUT和BS-OUT,對照發光二極管的發光狀態,判斷數字信源單元是否已正常工作(1碼對應的發光管亮,0碼對應的發光管熄);
(2)用開關K1產生代碼×1110010(×為任意代碼,1110010為7位幀同步碼),K2、K3產生任意信息代碼,觀察本實驗給定的集中插入幀同步碼時分復用信號幀結構,和NRZ碼特點。
3、 用示波器觀察HDB3編譯單元的各種波形。
仍用信源單元的FS信號作為示波器的外同步信號。 (1)示波器的兩個探頭CH1和CH2分別接信源單元的NRZ-OUT和HDB3單元的AMI-HDB3,將信源單元的K1、K2、K3每一位都置1,觀察全1碼對應的AMI碼(開關K4置于左方AMI端)波形和HDB3碼(開關K4置于右方HDB3端)波形。再將K1、K2、K3置為全0,觀察全0碼對應的AMI碼和HDB3碼。觀察時應注意AMI、HDB3碼的碼元都是占空比為0.5的雙極性歸零矩形脈沖。編碼輸出AMI-HDB3比信源輸入NRZ-OUT延遲了4個碼元。
(2)將K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000態,觀察并記錄對應的AMI(3)將K1、K2、K3置于任意狀態,K4先置左方(AMI)端再置右方(HDB3)端,CH1碼和HDB3碼。 接信源單元的NRZ-OUT,CH2依次接HDB3單元的DET、BPF、BS-R和NRZ ,觀察這些信號波形。觀察時應注意:
HDB3單元的NRZ信號(譯碼輸出)滯后于信源模塊的NRZ-OUT信號(編碼輸入)8個碼元。
DET是占空比等于0.5的單極性歸零碼。
BPF信號是一個幅度和周期都不恒定的準正弦信號,BS-R是一個周期基本恒定(等于一個碼元周期)的TTL電平信號。
信源代碼連0個數越多,越難于從AMI碼中提取位同步信號(或者說要求帶通濾波的Q值越高,因而越難于實現),而HDB3碼則不存在這種問題。本實驗中若24位信源代碼中連零很多時,則難以從AMI碼中得到一個符合要求的穩定的位同步信號,因此不能完成正確的譯碼(由于分離參數的影響,各實驗系統的現象可能略有不同。一般將信源代碼置成只有1個“1”碼的狀態來觀察譯碼輸出)。若24位信源代碼全為“0”碼,則更不可能從AMI信號(亦是全0信號)得到正確的位同步信號。
四、 實驗報告要求
1. 根據實驗觀察和紀錄回答:
(1)不歸零碼和歸零碼的特點是什么?
(2)與信源代碼中的“1”碼相對應的AMI碼及HDB3碼是否一定相同?為什么?
答:1)不歸零碼特點:脈沖寬度 τ 等于碼元寬度Ts歸零碼特點:τ <Ts
2)與信源代碼中的“1”碼對應的AMI碼及HDB3碼不一定相同。因信源代碼中的“1”碼對應的AMI碼“1”、“-1”相間出現,而HDB3碼中的“1”,“-1”不但與信源代碼中的“1”碼有關,而且還與信源代碼中的“0”碼有關。
2. 設代碼為全1,全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000,給出AMI及HDB3碼的代碼和波形。
答:信息代碼 1 11 1111
AMI 1 -11-1 1 -1 1
HDB31 -11-1 1 -1 1
信息代碼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
信息代碼 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. 總結從HDB3碼中提取位同步信號的原理。
答:HDB3中不含有離散譜fS(fS在數值上等于碼速率)成分。整流后變為一個占空比等于0.5的單極性歸零碼,其連0個數不超過3,頻譜中含有較強的離散譜fS成分,故可通過窄帶帶通濾波器得到一個相位抖動較小的正弦信號,再經過整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信號。
生指
導
學年第學期
院: 信息與通信工程學院 業: 電子信息科學與技術 姓
名: 學 號:
教
師: 李永紅
日期: 2012 年10 月28日 實驗一 濾波器設計
一、 實驗目的
(1) 掌握基本的低通和帶通濾波器的設計方法。
(2) 學會使用微波軟件對低通和高通濾波器進行設計和仿真,并分析結果。
二、 預習內容
(1) 濾波器的相關原理。 (2) 濾波器的設計方法。
三、 實驗設備
microwave office軟件
四、 理論分析
濾波器的種類:
(1) 按通帶特性分為低通、高通、帶通及帶阻四種。 (2) 按頻率響應分為巴特沃斯、切
比雪夫及橢圓函數等。 (3) 按使用原件又可分為l-c 性和傳輸線型。
五、軟件仿真
設計一個衰減為3db ,截止頻率為75mhz 的[切比雪夫型1db 紋波lc 低通濾波器
(zo=50ohm),并且要求該濾波器在100mhz 至少有20db 的衰減。 圖1-1切比雪夫型1db 紋波lc 低通濾波器電路圖 圖1-2 模擬仿真結果
六、結果分析
經過仿真,得到了兩種濾波器的頻率特性的到了結果。紅色的曲線為低通濾波器,藍色
的為帶通濾波器,兩種濾波器的特性可以鮮明地在圖上看出差別。低通濾波器在低頻區域,
是通帶,通帶非常的平緩,紋波較低,但是截至段不是很陡。帶通濾波器具有較好的陡峭特
性,但是相對而言,通帶比較窄而且紋波較大。 實驗二 放大器設計
一、實驗目的
(1) 掌握射頻放大器的基本原理與設計方法。
(2) 學會使用微波軟件對射頻放大器進行設計和仿真,并分析結果。
二、預習內容
(1) 放大器的基本原理。 (2) 放大器的設計方法。
三、實驗設備
microwave office軟件
四、理論分析
射頻晶體管放大器常用器件為bjt 、fet 、mmic 。 放大器電路的設計主要是輸入/輸出匹配網絡。輸入匹配網絡可按低噪聲或高增益設計,
輸出匹配網絡要考慮盡可能高的增益。
五、軟件仿真
設計一900mhz 放大器。其中電源為12vdc ,輸出入阻抗為50ω。at4151之s 參表(vce=8v,
ic=25ma,zo=50ω,ta=25℃) 如下列 圖2-1 900mhz放大器電路圖 圖2-2 模擬仿真結果
六、結果分析:
本設計是設計一個放大器,其通頻段是0到900mhz, 然后根據圖上的藍色和紅色曲線可
見lc 組成的網絡的幅頻特性曲線,可見這個網絡在900mhz 左右會對信號有一個比較大的衰
減,因此必須對輸出網絡進行阻抗匹配,而且匹配網絡的中心頻率在900mhz 左右,才可以做
好阻抗匹配。篇二:射頻實驗報告2 射頻/微波電路設計實驗 開課實驗室:
2012年3月9日 篇三:《射頻收發系統》實驗報告完成 《射頻收發系統》 實 驗 報 告
(一)實驗設備: (1)實驗箱 各單元電路板插放在實驗箱的底板上時,電源將自動供電;各單元電路板拔下實驗時,
需通過排線單獨供電。
(2)頻率計nfc-1000c-1計數器:測試頻率
(3)函數發生器ee1641c :可輸出低頻正弦、三角、方波信號
(4)專用調試設備dr200r1 :可輸出各頻道射頻信號和相應本振信號 (5)專用調試
設備dr200t2:可測量各頻道射頻信號指標(載波頻率及功率,調制頻率,調制頻偏)
(6)矢量網絡分析儀ee5100:可測電路的幅頻特性和相頻特性 (7)頻譜分析儀ee4052:
測量信號頻譜
(8)數字示波器:測量信號波形、幅度及參考頻率 (9)綜合測試儀ee5113: 可作為
rf 合成信號發生器、音頻信號發生器, 射頻頻率計、射頻功率計、音頻和直流數字電壓表、
音頻頻率計、調制度表、失真度表、信噪比計、數字存儲示波器等
(10)其他:測試線、穩壓源,萬用表,改錐,說明書 (11)仿真軟件multisim10.0
(三)系統簡析
3.1無線射頻收發系統組成及電路原理 無線射頻收發系統包括調頻通信收發系統和調幅通信收發系統兩大部分,其中調頻通信
系統工作于百兆赫頻段,頻道數8個,支持標準正弦波、語音和數據信號輸入,可做整機實
驗,也可分解拆卸成子系統模塊獨立實驗;調幅通信系統包含am 、dsb 、ssb 調制及相應的解
調,工作于百千赫中波廣播頻段,分成幅度調制與解調二個子系統模塊,二個模塊也可以連
成一個調幅通信系統,支持標準正弦波、實驗音頻信號輸入。 無線射頻收發系統整機電
路包含發射單元電路和接收單元電路,各單元電路按功能分成子系統電路模塊。發射單元電
路包括:(1)調頻發射系統中的模擬語音輸入電路、鎖相振蕩電路( 可做vco 調頻、鎖相環、
振蕩器實驗)、發射功放電路(可做功放實驗,測試增益,分析諧波)、fsk 調制解調電路(fsk
調制與解調實驗)、微機控制電路等5個子系統電路;(2)調幅發送系統中的幅度調制電路(可
做am 、dsb 、ssb 調制實驗)。接受單元電路包括:(1)調頻接收系統中的接收變頻電路(可
做混頻、濾波器特性、鄰道抑制、鏡頻抑制等實驗)、中頻解調電路(中頻選頻放大器頻率特
性試驗、鑒頻器實驗)、鎖相振蕩電路、fsk 調制解調電路和微機控制電路等5個子系統電路;
(2)調幅接收系統中的幅度解調電路(可做am 、dsb 、ssb 解調實驗)。 3.2調頻通信收
發系統組成
調頻通信收發系統的組成如圖1-1所示,發射頻率223mhz ~224mhz ,共分8個頻道可在
“控制單元電路”中進行頻道設置。調頻通信發射系統工作過程:語音信號經“語音單元電
路”處理后由標準音頻接口輸出,數據信號可經“控制單元電路”接口送入“fsk 調制單元
電路”,將數據流信號轉換成模擬音頻信號,輸出也為標準音頻接口。語音或數據基帶信號送
入“鎖相振蕩單元電路”進行頻率調制,再由“發射功放單元電路”放大后經bc2輸出到天
線發射,經bc2輸出的信號也可由相關儀器接收分析。 調頻通信接收系統工作過程:從天線接收的射頻信號進入“接收變頻單元電路”的p6
端,通過低噪聲放大和變頻,由“鎖相振蕩單元電路”提供本振信號,將射頻信號變成21.4mhz
的中頻從bc4端輸出,21.4mhz 的中頻信號送入到“中頻解調單元電路”經二次變頻,成為
455khz 中頻,鑒頻解調出的音頻信號分為二路,一路通過音頻放大電路推動揚聲器輸出語音
信號,若接收有數據信號時,可由另一路送入“fsk 解調單元電路”恢復成數據信號后由“控
制單元電路”輸出。 (四)整機實驗:
1、無線語音收發系統聯機 1)本組聯機測試 用雙軸電纜將電路鏈接正確,送入單一正弦波信號,通過鎖相環的 高頻將信號送入高頻段,在經過功率放大以后,信號在發射系統的任務就已經完成,用
同軸電纜將收發系統相連,在接受單元,信號首先經過接受變頻單元進行第一混頻,得到一
中頻。此時的接受變頻的本振頻率由鎖相環給予,第一中頻的21.4mhz 再送入中頻解調單元,
進行二次混頻與鑒頻得到調制信號。 控制單元電路頻道調節:將控制板和鎖相振蕩板插放好,插拔kd0、kd1、kd2上的短路
器,用示波器檢查鎖相板上的c 、d 、e ,應該有脈沖信號,改變kd0、kd1、kd2插針位置,
通過鎖相振蕩板信號輸出端口bc1送到掃頻儀射頻輸入端口觀測頻率變化。如果是發射單元
需要重新插拔ptt 插針一次,發射頻率才能發生變化,即改變發射信號頻道選擇
2)通信測試
將收發頻率調到其他某組頻道上,和其他組點對點互發互收語音信號和單音頻信號;分
別記錄相應指標及收、發通信距離。
2、無線數據收發系統聯機 1)本組聯機測試 將fsk 電路與調頻收發系統相連,有線連接和無線連接兩種狀態下,完成自發自收ttl
信號,記錄聯機效果及相應指標。
2)通信測試
將收發頻率調到其他某組頻道上,和其他組點對點互發互收ttl 信號;分別記錄相應指
標及收、發通信距離。
信號發生器產生一個矩形波,接入fsk 調制解調單元,此單元輸出為一個調頻的正弦波,
再送入調幅單元,加入高頻載波,會得到一個調頻條幅波,幅度解調解調出來的再經fsk 解
調單元得到起初輸入的方波。此實驗要控制好輸入波的頻率,以致能清楚地觀察到實驗的結
果,最好是人肉眼能分辨的頻率范圍以內,以便觀察和記錄結果。 二、“中頻解調”電路原
理及分析 本單元電路利用標準接收中頻解調芯片,采用二次變頻方案,二中頻為455khz ,解調音
頻輸出分成兩路,一路通過音頻放大電路推動揚聲器,另一路提供數據解調器。中頻接收芯
片還提供場強指示和靜噪指示,用于系統組網。可調鑒頻線圈對應鑒頻信號的優劣,開關k7
用于解調性能通信試驗。
電路詳析:在本電路的接收端接收的是從接受變頻單元來的一中頻21.4mhz ,信號的幅
度在db 以下,第一步是經過放大網絡進行放大,放大網絡是主要由三極管和耦合電感組成,
最終實現了對高頻信號的幅度放大,本單元主要的單元是ta31136芯片,主要是實現二混頻,
以及鑒頻的特性,最終在芯片的輸出端得到了調制信號(即解調音頻輸出)。音頻信號再經過
音量放大模塊,驅動揚聲器輸出聲音信號。
三、“中頻解調”實驗過程(含實驗任務、步驟及調試過程)
(一)實驗設備要求:中頻解調面板,示波器,網絡測試儀,萬用表
(二)實驗任務:
1、分析電路,畫出功能框圖,說明本實驗電路的信號調諧放大及解調過程。
2、根據下列實驗內容確定實驗方案及需用的儀器、制定實驗步驟。
3、記錄原始實驗數據,分析實驗結果、完成實驗報告撰寫。 1、測試第一中頻放大
器頻率特性
步驟及調試:將網絡儀接在實驗板輸入端和電容c123左側(tp5)之間,記錄增益、帶
寬及幅頻特性。
在這一步的測試中,首先將中頻解調板供電,輸入端p8接網絡儀的輸出端,tp5點接
網絡儀的輸入端。主要是通過網絡儀來測試這個放大網絡的幅頻特性,再利用網絡儀上的頻
標來讀出帶寬。在幅度顯示欄里讀出增益。但在測試中在網絡儀上并沒有調試出理想的幅頻
特性,在21.4mhz 附近,是一條接近于直線的曲線。但是在200mhz 的附近卻又一些明顯的門
洞型的幅頻特性曲線。所以為了測試這一部分網絡的放大特性,我采用了其他的方法:? 將調
制信號為1khz, 頻偏3khz ,載頻為21.4mhz 的信號通過信號發生器直接送入網絡儀測試,記
錄此時的幅頻曲線,幅度,頻率點。? 將上述一樣的信號從p8輸入,將tp5點的輸出介入網
絡儀的輸入,再次測試此時的幅頻曲線,幅度,頻率點。? ,將?? 測試得到的結果進行比較得
出此網絡具有放大的特性。簡而言之就是將放大網絡的輸入點和輸出點的幅頻特性進行比較
得到結論:此網絡有放大功能,在信號的幅度上有了很明顯的增長。 2、檢查并記錄
455khz 中頻信號并記錄
步驟及調試:將0db 以下的21.4mhz 信號(或從接收變頻單元電路的p4輸出得到)與
本單元電路的p8相連,檢查n10附近的g1晶體是否正常工作,用示波器x10探頭觀測c130
與g1晶體連接處應有振蕩波形(即為20.945mhz 本振)。分別將k9、k10短接,用示波器檢
查tp1應有455khz 中頻信號。 在這一步的測試中,在測本振的頻率的時候一直測不出來,在tp1點也測不出來455khz
的中頻信號,最后用萬用表進行電路的檢查,結果發現是在本振附近的電容c130,c131,c132
其中之一可能是虛焊,經過老師檢查和重新焊接,調試板可以正常的測出所需數據。在
ta31136芯片的2管腳可以測出本振的頻率,在tp1點也能測出455khz 的二中頻。
3、鑒頻特性測試
步驟及調試:①斷開455khz 陶瓷濾波器,從tp1 和tp2(或tp3)端接入網絡儀,在455khz
附近測試并記錄動態鑒頻特性曲線。 ②斷開455khz 陶瓷濾波器,從tp1 端送入455khz 附近的信號,緩慢改變輸入頻率,測
試并記錄tp2(或tp3)處相應頻率下的電壓幅度,畫出靜態鑒頻特性曲線。 ③接入455khz 陶瓷濾波器,從p8端送入0db 以下21.4mhz 附近的信號,緩慢改變輸入
頻率,測試并記錄tp2(或tp3)處相應頻率下的電壓幅度,畫出靜態鑒頻特性曲線。 首先測試從tp1 到tp2點這段網絡的鑒頻特性,所需要的儀器是網絡測試儀,斷開455khz
陶瓷濾波器,在455khz 附近測試并記錄動態鑒篇四:ads2009射頻電路仿真實驗實驗報告 低通濾波器的設計與仿真報告
一、實驗目的
(1)熟悉ads2009的使用及操作;
(2)運用此軟件設計一低通錄波器,通過改變c2.l1的值,使低通錄波器達到預定的要
求(db 值以大于—3.0以上為宜);
(3)畫出輸出仿真曲線并標明截止頻率的位置與大小。
二、低通濾波器簡介
(1)定義:讓某一頻率以下的信號分量通過,而對該頻率以上的信號分量大大抑制的電
容、電感與電阻等器件的組合裝置。低通濾波器是容許低于截止頻率的信號通過,但高于截
止頻率的信號不能通過的電子濾波裝置。
(2)特點與用途
特點:低損耗高抑制;分割點準確;雙銅管保護;頻蔽好,防水功能強。 用途:產品用途廣泛,使用于很多通訊系統,如 catv eoc 等系統。并能有效的除掉通
頻帶以外的信號和多余的頻段、頻率的干擾。 低通濾波器在信號處理中的作用等同于其它領域如金融領域中移動平均數所起的作用;
低通濾波器有很多種,其中,最通用的就是巴特沃斯濾波器和切比雪夫濾波器。
三、設計步驟
1,建立新項目
(1)在界面主窗口執行菜單命令【file 】/【new project...】,創建 新項目。在選擇保存路徑時,在“name ”欄中輸入項目的名稱“lab1”;
(2)單擊按鈕“確認”,出現電路原理圖設計及仿真向導對話框,按照要求進行選擇選
項。
2,建立一個低通錄波器設計
(1)在主界面窗口,單擊“new schematic window”圖標,彈出原理圖設計窗口;
(2)單擊“保存”圖標,保存原理圖,命名為“lpf1”;
(4)在左側面板中選擇電容圖標,將其放置到電路圖設計窗口中,并進行旋轉;
(5)用類似的方法將電感放置到電路圖設計窗口中,并利用接地圖標,把電容器的一端
接地,將各個器件連接起來;
(6)在元件庫列表窗口選擇“simulation-s-param ”項,在該面板中選擇s-parameter
模擬控制器和端口term ,將其放到原理圖中。雙擊電容“c2”并修改其參數。 低通濾波器原理圖如下圖1所示: 3,電路仿真
1)設置s 參數控件參數
(1)雙擊s 參數控件,打開參數設置窗口,將“step-size ”設置為0.5ghz ;
(2)選中【display 】選項卡,在此列出了所有可以顯示在原理 圖中的仿真控件參數,選中需要顯示的參量;
(3)單擊“ok ”按鈕,保存返回。
2)顯示仿真數據
(1)執行菜單命令【simulate 】/【simulate 】,開始仿真;
(2)彈出狀態窗口,顯示仿真狀態的相關信息;
(3)仿真完成后,若沒有錯誤,可以通過數據顯示窗口查看仿真結果,數據顯示窗口左
上方顯示當前設計名稱為“lpf1”,該窗口可以把仿真數據以表格、圓圖或等式的形式顯示出
來;
(4)單擊矩形圖圖標后會彈出矩形圖設置對話框,選擇要顯示的s (2,1)參數—>
單擊按鈕》add 》—>選擇單位為db ,然后單擊“ok ”按鈕,顯示低通濾波器的響應曲線;
(5)執行命令菜單【marker 】/【new 】,將三角標志放置到仿真曲線上,選中該標志,
可用鍵盤和鼠標控制其位置。
3)保存數據窗口
4)調整濾波器電路
(1)單擊原理圖窗口中的四角標志,使原理圖自動調整顯示方式,與窗口大小相適應;
(2)在“lpf1”原理圖窗口中選擇l1和c2,對參數進行調節;
(3)改變參數時仿真曲線也會發生適時改變,同時三角標志也會自動調整到最新的曲線
上;
(4)在調節過程中,要更新原理圖中相應元件的參數值。
(5)調整到仿真曲線達到技術指標后,單擊“close ”按鈕,保 存該參數。
仿真曲線如圖2所示: 圖一 電路原理圖 圖2 仿真曲線
四、設計結果
由仿真曲線可以觀察得到,當頻率為4.5ghz 時,db=-2.324<-3,滿足條件,此時
l1=1.5nh,c2=2.4pf。
六、實驗總結:
本次實驗是我們第一次進行的ads2009的相關實驗,首先我們按照課本的安裝順序安裝
ads2009仿真軟件,并按要求使用該軟件設計了一個低通濾波器,而且仿真成功,得到了理
想的實驗數據。在實驗操作過程中,我逐漸熟悉了ads20009仿真軟件的各項功能,并且能夠
熟練操作,這為將來使用該仿真軟件打下了基礎篇五:射頻實驗報告 西安交通大學 射頻專題實驗報告 姓名:堯文斌 學號:2010052074 班級:信息03
(一)匹配網絡的設計與仿真 實驗目的
1.掌握阻抗匹配、共軛匹配的原理
2.掌握集總元件l 型阻抗抗匹配網絡的匹配機理
3.掌握并(串) 聯單支節調配器、λ/4阻抗變換器匹配機理
4.了解ads 軟件的主要功能特點
5.掌握smith 原圖的構成及在阻抗匹配中的應用