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通信原理實(shí)踐課程教導(dǎo)綜述電科論文
課程設(shè)計(jì)取消實(shí)驗(yàn)箱,要求學(xué)生選擇通信設(shè)計(jì)仿真工具中任選一種,包括系統(tǒng)級(jí)通信仿真工具Sys-temview,電子設(shè)計(jì)軟件QuartusⅡ,以及矩陣計(jì)算分析工具M(jìn)atlab,完成規(guī)定的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。結(jié)合學(xué)生實(shí)際,選擇若干個(gè)通信原理主干體系設(shè)計(jì)課題,涵蓋基帶數(shù)字傳輸與偽隨機(jī)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(lì)學(xué)生創(chuàng)新,完善考核方式根據(jù)課題要求,制定了驗(yàn)收合格指標(biāo),鼓勵(lì)學(xué)生提高指標(biāo)要求,開(kāi)展創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。
考核由三部分構(gòu)成,即第一部分學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)成績(jī),結(jié)合出勤率、學(xué)習(xí)態(tài)度等綜合評(píng)價(jià)加上驗(yàn)收面試分?jǐn)?shù)。第二部分學(xué)生展示最終設(shè)計(jì)成果得分,包括對(duì)設(shè)計(jì)原理圖、方案設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)等的規(guī)范性描述。第三部分包含實(shí)驗(yàn)報(bào)告、綜合設(shè)計(jì)報(bào)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(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間自學(xué)。結(jié)合學(xué)校學(xué)生科研與畢業(yè)設(shè)計(jì),師生聯(lián)合設(shè)計(jì)了一款通信原理交互式軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)(圖略)。能夠滿足通信原理主要理論知識(shí)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與演示,亦可為后續(xù)通信系統(tǒng)建模、算法實(shí)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(guò)上述實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的整合,既體現(xiàn)了實(shí)踐課程的靈活性,也為學(xué)生創(chuàng)新實(shí)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(jì)方法。
實(shí)驗(yàn)舉例
以增量調(diào)制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)為例,說(shuō)明Systemview系統(tǒng)仿真[3]、實(shí)驗(yàn)箱和Matlab設(shè)計(jì)等多種方式的結(jié)合。增量調(diào)制系統(tǒng)Systemview實(shí)驗(yàn)利用Systemview軟件實(shí)現(xiàn)增量調(diào)制系統(tǒng),結(jié)果波形圖可見(jiàn),輸入信號(hào)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具取代傳統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)箱實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)信號(hào)的模擬。同時(shí),該軟件信號(hào)調(diào)節(jié)參數(shù)方便,既讓學(xué)生了解了計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)的方法和優(yōu)勢(shì),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(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)箱實(shí)現(xiàn)增量調(diào)制系統(tǒng)觀察波形。實(shí)驗(yàn)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(hào)與編碼輸出數(shù)字序列之間一一對(duì)應(yīng)的調(diào)制關(guān)系。信號(hào)測(cè)試簡(jiǎn)單,方便觀察實(shí)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(jì)實(shí)驗(yàn)圖4采用Matlab對(duì)增量調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)[4],通過(guò)查閱文獻(xiàn)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(jī)理。經(jīng)新算法實(shí)現(xiàn)后,實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)PCM系統(tǒng)一般量化噪聲無(wú)明顯改善。而△M系統(tǒng)量化寬度固定時(shí),易產(chǎn)生過(guò)載量化,采用自適應(yīng)間隔量化算法則減小了信號(hào)誤差,克服了固定量化臺(tái)階的自身不足。Matlab計(jì)算能力強(qiáng)大,設(shè)計(jì)算法較為靈活,可滿足訓(xùn)練學(xué)生開(kāi)展拓展性系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(xiàng)目和畢業(yè)設(shè)計(jì)后獲獎(jiǎng)10項(xiàng)以上,申報(bào)獲批江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃8項(xiàng),發(fā)表論文4篇,申請(qǐng)發(fā)明專利和實(shí)用新型專利6項(xiàng),參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽共計(jì)6人次獲得全國(guó)二等獎(jiǎng),30多人獲得江蘇省賽區(qū)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng),學(xué)生就業(yè)率均在95%以上,受到了用人單位的廣泛好評(píng)。
結(jié)語(yǔ)
從實(shí)踐效果看:學(xué)生不僅很好地掌握抽象的理論,而且學(xué)會(huì)了通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和方法;開(kāi)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(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,為今后科研工作打下良好的基礎(chǔ)。實(shí)踐表明,在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過(guò)程中,改革后的通信原理實(shí)踐課程能夠起到承上啟下的作用,開(kāi)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(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)發(fā)展能力。
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