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通信原理實踐課程教導(dǎo)綜述電科論文
課程設(shè)計取消實驗箱,要求學(xué)生選擇通信設(shè)計仿真工具中任選一種,包括系統(tǒng)級通信仿真工具Sys-temview,電子設(shè)計軟件QuartusⅡ,以及矩陣計算分析工具Matlab,完成規(guī)定的設(shè)計指標要求。結(jié)合學(xué)生實際,選擇若干個通信原理主干體系設(shè)計課題,涵蓋基帶數(shù)字傳輸與偽隨機序列發(fā)生器,數(shù)字2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK、QPSK調(diào)制解調(diào),漢明碼、CRC-16循環(huán)碼,PCM編碼等。鼓勵學(xué)生創(chuàng)新,完善考核方式根據(jù)課題要求,制定了驗收合格指標,鼓勵學(xué)生提高指標要求,開展創(chuàng)新性設(shè)計。
考核由三部分構(gòu)成,即第一部分學(xué)生平時表現(xiàn)成績,結(jié)合出勤率、學(xué)習(xí)態(tài)度等綜合評價加上驗收面試分數(shù)。第二部分學(xué)生展示最終設(shè)計成果得分,包括對設(shè)計原理圖、方案設(shè)計、程序設(shè)計等的規(guī)范性描述。第三部分包含實驗報告、綜合設(shè)計報告的規(guī)范性。各部分比例為3:3:4。研制自制儀器與專業(yè)軟件,提高學(xué)生自學(xué)能力除了課堂學(xué)習(xí),應(yīng)充分鼓勵學(xué)生利用課余時間自學(xué)。結(jié)合學(xué)校學(xué)生科研與畢業(yè)設(shè)計,師生聯(lián)合設(shè)計了一款通信原理交互式軟件實驗平臺(圖略)。能夠滿足通信原理主要理論知識點的實驗驗證與演示,亦可為后續(xù)通信系統(tǒng)建模、算法實現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析及圖形顯示等方面提供技術(shù)支持。通過上述實驗與課程設(shè)計內(nèi)容的整合,既體現(xiàn)了實踐課程的靈活性,也為學(xué)生創(chuàng)新實踐提供了可能,使學(xué)生初步掌握現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計方法。
實驗舉例
以增量調(diào)制系統(tǒng)實現(xiàn)為例,說明Systemview系統(tǒng)仿真[3]、實驗箱和Matlab設(shè)計等多種方式的結(jié)合。增量調(diào)制系統(tǒng)Systemview實驗利用Systemview軟件實現(xiàn)增量調(diào)制系統(tǒng),結(jié)果波形圖可見,輸入信號與編碼輸出序列符合該調(diào)制系統(tǒng)的特性,波形清晰、正確。有利于學(xué)生采用現(xiàn)代計算機輔助設(shè)計工具取代傳統(tǒng)硬件實驗箱實現(xiàn)通信系統(tǒng)信號的模擬。同時,該軟件信號調(diào)節(jié)參數(shù)方便,既讓學(xué)生了解了計算機輔助分析和設(shè)計的方法和優(yōu)勢,又能借助于軟件豐富的功能給善于思考的學(xué)生以更多發(fā)揮的空間。
增量調(diào)制系統(tǒng)實驗箱實驗采用實驗箱實現(xiàn)增量調(diào)制系統(tǒng)觀察波形。實驗中,學(xué)生了解了增量調(diào)制系統(tǒng)編/譯碼硬件電路組成,各部分主要功能,理解增量調(diào)制輸入模擬信號與編碼輸出數(shù)字序列之間一一對應(yīng)的調(diào)制關(guān)系。信號測試簡單,方便觀察實現(xiàn)現(xiàn)象,但系統(tǒng)穩(wěn)定性和精確度一般。增量調(diào)制系統(tǒng)Matlab設(shè)計實驗圖4采用Matlab對增量調(diào)制系統(tǒng)進行設(shè)計[4],通過查閱文獻資料結(jié)合數(shù)學(xué)分析,學(xué)生深入分析不同量化噪聲的產(chǎn)生機理。經(jīng)新算法實現(xiàn)后,實驗結(jié)果對PCM系統(tǒng)一般量化噪聲無明顯改善。而△M系統(tǒng)量化寬度固定時,易產(chǎn)生過載量化,采用自適應(yīng)間隔量化算法則減小了信號誤差,克服了固定量化臺階的自身不足。Matlab計算能力強大,設(shè)計算法較為靈活,可滿足訓(xùn)練學(xué)生開展拓展性系統(tǒng)設(shè)計要求。
改革效果
2009年至今,通信工程專業(yè)學(xué)生參加教師科研項目和畢業(yè)設(shè)計后獲獎10項以上,申報獲批江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新計劃8項,發(fā)表論文4篇,申請發(fā)明專利和實用新型專利6項,參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽共計6人次獲得全國二等獎,30多人獲得江蘇省賽區(qū)一等獎、二等獎,學(xué)生就業(yè)率均在95%以上,受到了用人單位的廣泛好評。
結(jié)語
從實踐效果看:學(xué)生不僅很好地掌握抽象的理論,而且學(xué)會了通信系統(tǒng)的設(shè)計思路和方法;開闊學(xué)生思路,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情,培養(yǎng)學(xué)生整體思考問題、分析問題和解決問題的能力,為今后科研工作打下良好的基礎(chǔ)。實踐表明,在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中,改革后的通信原理實踐課程能夠起到承上啟下的作用,開拓學(xué)生科研思維,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神,提高學(xué)生就業(yè)的競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。
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