EDA仿真技术在《GSM手机原理》教学中的应用探索

一、概述

    EDA技术起源于集成电路(IC)技术和计算机辅助设计(CAD)技术的发展，在其发展中同时还形成了计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)等技术。

    EDA技术是以计算机软、硬件为工作平台，汇集了计算机应用科学、电子系统科学等多学科的最新成果的先进CAD技术。它具有设计电子系统和集成电路的强大功能，依靠EDA工具可以完成从原理图输入、逻辑综合、模拟验证、芯片布图、PCB布线以及完成LSI、VISI芯片设计参数等全部电子设计工作。

    在西方发达国家，EDA技术已在电子工业界得到广泛应用，许多高校已将EDA技术融人教学并占有重要地位。目前在国内已有一部分本科院校将EDA教学引人了电子类课程教学中作为辅助教学。但是国内大部分专科学校在电子类课程中开展EDA教学尚处于探索或起步阶段，特别是在移动通信这样的新专业中开展EDA教学的寥寥无几。我们学校开设了高职移动通信专业，我是专业教师，同时又参入了EDA教学改革的研究，因此把这两者结合起来就是我的研究方向。

二、采用EDA教学的优点

    现代EDA工具大都采用系统目标设计方法，具有良好的人机界面、可视化设计方法及系统框架结构，使得设计者可以把精力放在概念设计上，也使得学生在设计过程中能更好的去理解、掌握概念性的知识，剩下大量具体的设计工作留给EDA系统去完成。这样就可以使学生在掌握概念的同时有时间进行创造性的设计，给学生有更多的发展空间。

    传统的教学方法和实验教学方法让学生感到枯操乏味，同时两者联系也不太紧密，而且投人也非常大。例如我们要建一个10组的能完成静态工作点分析、瞬态分析、直流扫描小信号分析、傅立叶分析、噪声分析、直流和交流灵敏度分析的实验室，单是进行设备投人就要上百万，而如果采用EDA实验室则只要几十万就可以完成。而且在性能维护，所用空间及学生上课兴趣都要优于前者。采用EDA教学还可以完全把教学与实验同步进行，使学生在接受理论的同时能进行实践操作。这样有利于提高学生的兴趣，培养高职学生的动手能力。特别适合高职学院教学。

三、EDA与GSM手机原理课程相结合

    GSM手机原理是移动通信专业中一门主要专业课程，主要是对手机的工作原理及硬件电路的讲解，许多内容比较枯燥、抽象，学生听起来比较乏味，所以学生在上这门课的时候大多都提不起兴趣，教学质量也就不高。因此要提高教学质量及学生的学习兴趣就成了我们的研究重点，所以我们引人EDA技术加人到教学中。

    GSM手机原理最主要的难点就是整机供电部分、振荡电路部分。

    1.整机的供电部分

    在三星的一款机型中，它的电源采用场效应管与电感，稳压二极管及内部控制电路组成一个升压电路再加一些稳压电路共同工作输出手机中所需的各种电压。如果采用传统的分析方法，就只能分析原理、侧试电压。学生听起来模糊、不直观。在实验室里进行实验，也只看到几组输出电压，这些升压与稳压的动态过程学生就没有办法去解读了，所以学生还是不很明白。如果将产生这种结果的整个电路用实际电路板实现是非常麻烦。当我们引人EDA技术这些问题就会迎刃面解了。我们在讲课的过程中就可以让学生去操作，搭建好硬件电路。边讲解，边操作，边看结果。让学生看到每一步的工作过程，让他们知其然同时也知其所以然。课后还可以让学生根据这个原理去设计一个不同电压的升压器、稳压器。这样既加深了学生对概念的理解，同时又发展了学生的创造能力与动手能力。

    2.振荡电路部分

    手机接收过程中要进行不同频率的变换。GSM手机的接收频率为935-960MHZ,不同的品牌机变频的次数是不一样，如诺基亚就采用了直接变频，摩托罗拉采用一次变频，三星采用二次变频。不管几次变频，本振信号是必不可少的，所以振荡电路在每一款手机中都是不可缺少的。但是振荡电路却非常的抽象、复杂。