电子仿真软件

电子仿真软件（精选十篇）

电子仿真软件 篇1

1 OrCAD PSpice仿真软件

PSpice属于元件级仿真软件, 模型采用spice通用语言编写, 移植性强, 常用的信息电子电路, 是它最适合的场合。现在使用较多的是PSpice 10.5, 整个软件由原理图编辑、电路仿真、激励编辑、元器件库编辑、波形图等几个部分组成, 使用时是一个整体。PSpice的电路元件模型反映实际型号元件的特性, 通过对电路方程运算求解, 能够仿真电路的细节, 特别适合于对电力电子电路中开关暂态过程的描述。该软件的主要功能有:

(1) 复杂的电路特性分析, 如:蒙特卡罗分析。

(2) 模拟、数字、数模混合电路仿真。

(3) 集成度提高。

该软件的缺点有: (1) 不适用于大功率器件。 (2) 采用变步长算法, 导致计算时间的延长。 (3) 仿真的收敛性较差。

2 Saber仿真软件

Saber仿真软件被誉为全球最先进的系统仿真软件, 也是唯一的多技术、多领域的系统仿真产品, 可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真, 这也是saber的最大特点。Saber是混合仿真系统, 可以兼容模拟、数字、控制量的混合仿真, 便于在不同层面分析和解决问题, 其他仿真软件不具备这样的功能。

Saber的仿真真实性很好, 从仿真的电路到实际的电路实现, 参数基本不用修改。它的主要功能有:

(1) 原理图输入和仿真。

(2) 数据可视化和分析。

(3) 模型库。

(4) 建模。

该软件的缺点是操作较复杂, 原理图仿真常常不收敛导致仿真失败, 很占系统资源, 环路扫频耗时太长 (以几十分钟计) 。

3 PLECS仿真软件

PLECS仿真软件被全球众多知名公司的研发工程师誉为“全球最专业的系统级电力电子电路仿真软件”, 也是一个用于电路和控制结合的多功能仿真软件, 尤其适用于电力电子和传动系统。PLECS独立版本已于2010年开发, 自此PLECS脱离MATLAB/Simulink。PLECS独立版具有控制元件库和电路元件库, 采用优化的解析方法, 仿真速度更快, 比PLECS嵌套版本快2.5倍。其控制部分可以在PLECS独立版本中被直接快速模拟。连续和离散信号处理模块以及代数函数和间断点可以实现非常多的模拟仿真。该软件的主要功能有:

(1) 独特的热分析功能

(2) 理想的开关。

(3) C语言控制器、自动生成的C代码 (嵌套版)

(4) 丰富的元件库。

4 CASPOC仿真软件

CASPOC仿真软件是一个面向电力电子和电气驱动的功能强大的系统级模拟软件。使用CASPOC可以简单快速地建立电力电子、电机、负载和控制量的多级模型。这个多级模型包括交互式电力供应的电路级模型、电机/负载的部件级模型以及控制算法的系统级模型, 最后使用CASPOC稳定的求解器快速和精确地仿真, 将该模型的时域波形、向量和谐波直观动态地显示出来, 从而让用户进行电力电子领域内系统级的设计和分析。CASPOC仿真软件拥有无可争议的仿真速度和稳定性。该软件的主要功能:

(1) 专门的强电控制模块。

(2) 仿真时可测量谐波、方均根、均值。

(3) 丰富的强电电路库。

5 Matlab仿真工具包Simulink

大型科学计算与仿真软件Matlab已经配备了电力系统工具包 (power system blockset) , 这使得Matlab可以用于电力电子仿真。power System的仿真是基于Matlab的Simulink图形环境, 因而使用起来与PSpice一样方便。Matlab软件包中最重要的功能模块之一就是Simulink, 它采用仿真的动态分析系统, 并且采用交互式和模块化的建模方式。通常利用该软件在在电力电子领域建立电力电子装置的简化模型, 比如基频模型, 自动连接成一个系统, 对控制器进行设计和仿真。

Simulink对C语言代码提供了很好的支持, 而且既可以工作在交互式图形环境下, 也可以工作在Matlab指令语言模式的批处理模式下。Power System是基于理想化功率元器件和功能模块的仿真工具, 它的控制功能非常卓越, 电路非常容易实现极为细致的控制。但是, Power System仿真的结果和实际电路有差距, 其仿真结果的参考意义主要体现在电路的总体和系统上, 并且对计算机的内存要求较高, 仿真过程容易因存储而溢出中断。

总之, 对于同一个电力电子电路, 采用不同的软件进行仿真可能得到不一样的结果, 因此, 根据实际的电力电子电路和工作要求选择合适的仿真软件是很有必要的。

摘要：随着计算机软件技术的不断发展, 电力电子电路仿真软件也不断的更新换代, 本文着重介绍OrCAD PSpice、saber、PLECS、CASPOC、Matlab五种常见的电力电子仿真软件的主要功能和缺点, 便于使用者选择合适的软件进行电力电子电路仿真分析和设计。

关键词：电力电子技术,仿真软件,主要功能,缺点

参考文献

[1]张耘川, 王昕怡.基于MATLAB的电力电子仿真.《电气时代》, 2012年06期.

电子仿真软件 篇2

1 教学改革的发展状况

电子电气类课程的传统教学采用“先理论,后实践”的教学方法,即先在教室进行理论教学,然后在实验/实训室进行实践教学.这种教学模式的弊端是显而易见的,枯燥的理论课程让学生很快失去了学习兴趣.由于学生前面的理论知识没有掌握好,所以后面的实验教学也难以收到好的效果.

近十年来,随着经济的发展以及国家对高等院校大力支持使得实验室建设得到了很大的发展.在应用型本科院校和高职高专院校中,广泛开展了理实一体化的教学改革.理论教学与实践教学相互交叉进行,将理论知识应用于实践,实践的结果反过来又促进学生对理论知识的理解.这种教学模式确实激发了学生的学习兴趣,锻炼了学生的动手操作能力,收到了很好的教学效果[1,3].但这种理实一体化教学要求学校购买足够的实验设备以保证正常的教学.虽然国家给予一定的资金支持,但学校仍面临巨大的财政压力.因此实际中通常只有少数课程能够开展这样的一体化教学.再者,实验过程中的耗材、实验设备的.维护等需要耗费大量的人力物力.所以这种理实一体化的教学改革投入成本高,难以全面普及,大部分课程仍继续采用传统的教学模式.

2 专业仿真软件

近十多年来,电子电气类的仿真软件得到了快速发展.出现了许多能够专业仿真软件,极大地改变了许多相关课程的学习方式.以前需要在硬件实验平台上完成的实验,现在可以在这些软件中进行仿真进行模拟或实验.因此仿真实验不仅极大地节省了开支,还可以灵活地改变各种参数、模拟各种情况下的实验.

3 教学案例

在多媒体教室内授课的情况,分别以电工基础和单片机课程为例,来说明专业仿真软件的应用.

3.1 电工基础课程电工基础课程是电气类及机电类专业的专业基础课,是学生学习其它专业课程的基础,其特点是理论性和实践性都非常强.学生不仅需要理解相关重要定律和定理,并能正确地完成相应计算,还需要在实际中能正确运用所学知识.这使得学生在学习本门课程时,感到难度很大,尤其是学生对初高中物理电学知识掌握欠缺的情况下,更是如此.

以基尔霍夫定律的讲解为例.教师采用多媒体电脑,在 Protues软件中设置如图1所示的验证电路.图中三个支路上的电流表分别显示各支路中的电流值,每个元器件上电压也一目了然.引导学生来分析电路图,先计算电流.如果按照流入电流为正,流出电流为负 (反之亦可),电流的代数和为零;然后再计算右边回路各元器件的电压代数和也为零.所以可以很容易得到节点电流定律.修改电源电压和电阻的阻值,来验证结论是否正确.这样的仿真实验,能够有效弥补板书教学形式的不足,使学生更容易明白相应知识点,并激发学生的学习兴趣.

3.2 单片机课程学生普遍感觉单片机课程的理论抽象难懂.我们开发了基于Pro-teus和Keil软件联合仿真的一系列单片机项目化教程,旨在帮助学生学好本门课程.图2是80C51单片机控制一个LED的实验电路.笔者的教学思路是:首先点亮该LED,然后让其闪烁.在此过程中学习指令.再者,增加一个按键来点亮和熄灭该LED.陆续引出有关指令的学习,这样的教学方法可以收到良好的教学效果.

4 对教师的要求

但采用仿真教学方法也对授课教师提出了较高的要求.除了对课程内容熟悉之外,教师还必须学习仿真软件的使用以及设计仿真实验,把课程内容融入到仿真实验之中.上课内容以仿真实验的形式出现,通过每个实验的学习,要求学生掌握哪些新的知识,教师必须提前做好规划.还要注意分散课程的重点与难点.在每一个实验中,引入的新知识点及重难点要适量.实验讲解完毕后,带领学生进行归纳总结引导学生举一反三,并鼓励学生自行尝试实验.实验系列的设计要注意前后的衔接性,后续的实验则以在前面实验中所学过的内容为基础.实验设计要遵循由简单到复杂、由浅入深的原则.所以设计一系列仿真实验并非易事,需要教师们反复讨论与交流.另外,教师应引导学生熟练两款软件的使用,鼓励学生自己去设计一些仿真实验.

5 总结

本文以电工基础和单片机课程为例,说明了专业仿真软件在电子电气类课程教学中的方便性和重要性,其目的是提醒教师要重视此类仿真软件在教学过程中的应用,以提高教学效果.

参考文献

[1] 张士磊,孟昕元.创新实践型人才培养的实验教学改革与探索[J].实验科学与技术,.

[2] 成凤敏.电工电子课程的理实一体化教学模式[J]. 黑龙江科技信息,.

谈电子仿真软件在教学中的应用 篇3

关键词：虚拟仿真；实验教学；Proteus

一、电子仿真软件概述

传统型电子专业课教学，大都采用课堂讲授法和实验教学法。由于电子专业课程中理论知识的枯燥、不直观以及实验条件的限制，

直接影响了教学效果。传统型电子专业课教学重点在于传授教材上的理论知识，并通过实验内容来验证理论知识，而学生在学习过程中完全受教师和教材的束缚，缺少创新和学以致用的能力。为了能获得理想的教学效果必须在教学过程中把二者有机地结合起来。

传统教学中经常需要搭接各种试验电路，既耗资、耗时又耗力，而且受硬件设备和环境因素的制约，测量精度较差。而利用计算机仿真进行的虚拟仿真实验，可以大大减少工作量，其强大的实时交互性、信息的集成性和直观性，为电子专业教学创设了良好的平台，极大地激发了学生的学习兴趣，突出了教学重点、突破了教学难点。电子仿真软件中所保存的大量单元电路、元器件的模型，既能满足学生的感观要求，又能满足实际教学的需要，同时给学生提供了创新设计的平台。

以Proteus软件为例，它是以计算机技术为基础的电子仿真软件。它在计算机上虚拟出各类元件，并提供虚拟的实验环境和实验仪器，同时还可以在电路模型上进行系统性能的分析与研究。与传统的实验方式相比，首先它克服的实验室的各种条件限制；另一方面又可以针对不同目的进行快速、有效的训练，而不需要把时间浪费在焊接实验电路板上。它不仅提高了实验效率，还能使学生熟练地使用仪器，同时培养学生的分析、应用和创新能力。

通过电子仿真软件对学生进行训练，可以帮助学生了解电路构成的原理，并进行有效的分析，更可以进行自主设计来提高学生的创新能力。

二、利用电子仿真软件能有效地解决传统实验教学中存在的问题

1.有利于缓解经费紧张的状况

电子仿真软件提供了高性能的虚拟仪器和充足的虚拟元器件资源。它可以进行与实物实验一样的测试分析。

另外，一套正版的Proteus软件只需要二至三千元，而仅一台普通的示波器就要上千元的价格。从性价比来看，引入电子仿真软件可以大量节省经费，弥补因实验仪器缺乏和经费不足而造成的缺憾。

2.可以实现许多实验中不能实现或难以实现的功能

虚拟仿真能在各种假定的条件下，甚至是在目前无法实现的条件下，对电路进行研究。如：实验室里不能完成的破坏性实验，虚拟仿真却可以做，甚至可以做各种故障和非正常性的实验。在研究一个电路方案初期可以将影响电路的一些次要因素去掉，如杂散

电容、漏电感等，以免它们对电路的基本原理和性能产生影响，从而混淆了对电路的正确理解，但在制作一个实际电路中却做不到这一点。

3.有利于实验教学和设施利用

在传统实验中需要很多仪器设备，占用空间多，实验接线多，调试不方便，读数误差大，实验时间长，生成实验报告麻烦。虚拟仿真实验的引入，学生不会因接线出错而造成短路事故，不会因误操作而造成人员或仪器设备损伤，不会发生实验设备故障造成实验失败的情况。学生可以利用软件中的各种分析工具，及时处理数据，观察和分析实验结果，大大地缩短实验时间。

虚拟仿真电路中学生可以任意设置故障。既避免了拆装实验箱、多次拆卸元器件，造成器件和印刷电路板的损坏，又可以观察在不同故障下的电路工作状态。这样边修改，边测试，边分析，可以提高学生的实验兴趣和实验效果，培养他们排除故障的能力。

4.有利于培养学生的创造性思维

虚拟仿真实验的引入，不仅可以充分对数据采集、储存、分析、处理、传输及控制，对方案进行论证、选定和设计，而且可以随时改变电阻的阻值、电容的容量、晶体管及集成电路的型号参数等来调整电路，使之更加合乎要求，得出较为理想的电路；可以巩固和拓展学生所学的基本理论和专业知识，培养学生综合应用、独立分析和解决实际问题的能力，培养学生的创新意识和创新能力。

在教学过程中实施虚拟仿真软件教学，可以激发学生的学习兴趣，变被动学习为主動学习；实施虚拟仿真软件教学，不仅能丰富教师的教学手段，更有利于学生获取新知识并对学生应用新知识的能力进行有效的培养。因此，在电子类专业课程中引入电子仿真软件进行教学，将会对电子类专业课程的建设产生重要影响。

（作者单位 吉林省松原市职业技术学院）

仿真软件技术在电子专业的应用分析 篇4

1 分析电子实验中仿真技术的应用优势

1.1 为技术人员以及实验设备安全创造了条件

电子专业的技术人员在进行实验时大部分都与电流电压相关, 倘若在实验过程中出现错误操作, 其直接是导致数据不精确, 严重时会危及技术人员的人身安全。在这个过程当中不仅会让元器件、设备损坏, 而仿真技术应用到电子专业中, 根本性避免了这个问题, 将人与元器件等其它零件接触的过程直接过滤, 为技术人员安全进行实验创造条件。

1.2 工作计划得到更深层次开展, 工作成本降低

在传统工作过程中, 进行电子工作需要运用多种设备, 但是碍于各方面因素, 其在灵活性、功能方面受到很多因素制约, 同时技术人员倘若要进行实验要花费很长一段时间准备相关器材或者进行练习, 例如:焊接实验元器件、清点实验材料, 确保实验过程中不出错误, 根本性降低损失, 再则也造成时间、人力财力方面也造成巨大浪费。而通过仿真技术在电子专业的应用能够直接利用其完成实验的全过程, 省去了准备相关器材和前后准备的时间, 使得整个工作过程更加安全, 提高工作质量。

1.3 能够完成实际实验中不能够完成或者比较难的实验

从普遍意义上来说, 实验过程中或多或少会遇见一些比较难的实验, 但是要是不进行相关联系操作会使得技术人员当下无法熟练掌握相关技术, 但是要进行成功几率比较低, 再者技术人员需要针对元器件发生故障时候对电路或者其它部分产生什么样的影响, 该采取怎么样的解决办法。单方面站在理论方面的角度来说, 能够针对当时存在的问题进行具体分析, 甚至是得到比较精确的数据效果, 但是将其运用到实际过程中发现, 纯粹的理论知识并不能够解决实际问题, 相反倘若没有处理好会使得影响进一步扩大, 但是将仿真技术应用到电子专业中能够有效解决这个问题, 技术人员只要依据自身需要对相关参数进行适当调整, 就能够顺利解决元器件出现问题的各种情况, 从而在后期操作中有效提升工作效率, 为其未来获得更深层次的发展奠定坚实基础。

2 分析仿真技术的实验手段和应用实践

2.1 实验手段

通过仿真技术对即将或者准备进行的实验的电路进行分析, 也就是在这个过程当中需要输入电路实验信息, 依据先前制定的计划执行, 然后在这个基础之上进行分析处理, 其主要包括很多方面:电路静态、动态特性以及传输特性等诸多部分, 也可以依据实际情况进行处理, 利用交换操作和合作对话等方式, 在整体选择中选择最佳工作状态, 最终完成打印和输出。根据之前制定好的计划, 按照操作步骤进行操作, 为实际电路的测量和计算机输出奠定坚实理论基础, 将两者进行比较并找出其存在的差异。依据参数对相关设计进行相应的调整, 在各方面都完成之后进行仿真设计, 这样能够确保实验的顺利完成, 也能够确保所获得的数据具有精确性, 并且将所学理论知识更好的运用到实际中, 解决更多的问题。

2.2 模拟仿真技术的应用实践

在一些工作环境当中, 模拟仿真技术在电子专业中到了的广泛认可和应用, 从某种意义上来说这是对工作方式的创新, 而技术人员也更加喜欢这种新型的工作模式, 不仅可以提前避免危险和工作当中不正确的操作, 能够将所学知识更好的运用到实际过程中。再加上模拟元器件同设备的相似度比较高, 为技术人员进行专业学习提供了方面, 且在参与到仿真实验过程中能够增强动手能力, 自己安插元件, 自己设置参数, 能够独立解决实验中出现的问题, 自己不仅仅在技能方面有了显著提升, 自己对知识的运用能力也得到提高, 为其未来更好的适应社会发展需要奠定坚实基础。

3 结语

仿真技术在电工专用中的应用为电子实验教学提供了广阔的可操作空间, 既增强了实验的安全性, 也便于技术人员对其进行更深层次的了解, 为其各方面技能的提高奠定坚实基础。同时在仿真实验中为帮助技术人员发现问题的过程中能够将其所学知识更好的应用到实际过程中, 有助于技术人员进行综合分析、开发设计以及创新能力的全面提升, 仿真技术在电子专业实验中取得了显著效果, 需要在现有的基础上不断进行探索, 使其效用最大限度发挥出来。

参考文献

[1]李建海, 皮之军, 张晨亮, 王文.Matlab/Simulink仿真技术在电机实验教学中的应用[J].实验技术与管理, 2011 (08) :112-113

[2]毛伟, 孔祥凤.核电站人员培训中仿真技术的应用[J].科技信息, 2012 (04) :34-35.

电子仿真软件 篇5

基于 multisim 的虚拟仿真软件在数字电子技术 教学中的应用 孙晓艳

(无锡职业技术学院工业中心 , 江苏 无锡 214121 摘要 :虚拟教学和虚拟实验是未来高等教育中最具优势、最具发展潜力的一项技术 , 尤其是在高职院校进一步加强网络基础建设、数字 化建设以及信息化教学的背景下 , 借助基于 multisim 的虚拟仿真软件有利于教师不断完善教学内容 , 提高教学效果 , 开发学生的创造潜 力。就这一软件在数字电子技术课程中辅助电子技术理论教学、补充实验设备不足、提高课程设计质量、渗透素质教育等方面作了有益 地研究与探索。

关键词 :虚拟实验;multisim;数字电子技术 中图分类号 :G642.0 文献标识码 :A 文章编号 :1672-545X(200711-0152-03 “数字电子技术” 是电子、通信、计算机、机电等类专业的 重要基础课。长期以来 , 课程的主要任务一直强调数字集成电 路内部电路的设计方法与分析方法的研究 , 与高职专业更注重 学生掌握各种数字集成电路器件的外部特性与实际应用的培 养目标相违背。因此 , 如何从高职教育的特点出发 , 紧跟数字技 术的发展 , 搞好课程的教学改革 , 提高教学质量 , 是教学中一个 十分重要的课题。按照这种思路 , 在教学中引入基于 multisim 的虚拟仿真软件 , 本文就这一软件在数字电子技术课程

中辅助 电子技术理论教学、补充实验设备不足、提高课程设计质量、渗 透素质教育等方面作了有益地研究与探索。

1基于 multisim 的虚拟实验系统的特点

虚拟实验是一种用虚拟仪器、设备代替传统的实验仪器和 实验设备进行实验 , 对实验结果的性能和实验过程中产生的 “虚拟电路或设备” 进行预测和评价 , 从而缩短实验操作时间和 设计周期 , 降低实验成本的技术。

在数字电子技术课程中实现虚拟实验的关键技术是必须 有一套交互性强、开放度高、易操作的设计软件。虽然实现这一 功能的软件很多 , 但考虑到高职数字电子技术课程教学内容 多 , 学时紧的特点 , 选用了加拿大 Interactive Image Technologies 公司推出的电路仿真与绘制软件 M ultisim , 其具有以下特点 :(1 采用直观的图形界面创建电路 :在计算机屏幕上模仿 真实实验室的工作台 , 绘制电路图需要的元器件、电路仿真需 要的测试仪器均可直接从屏幕上选取;(2 软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似 , 可以实时显示测量结果。

(3 软件带有丰富的电路元件库 , 提供多种电路分析方法。(4 作为设计工具 , 可以同其他流行的电路分析、设计和制

板软件交换数据。

(5 还是一个优秀的电子技术训练工具 , 利用它提供的虚 拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验 , 仿真电 路的实际运行情况 , 熟悉常用电子仪器测量方法。

随着高校网络基础建设、数字化、信息化建设的步伐 , 学生 对 M ultisim 软 件 的 运 行 环 境 Windows98/2000/xp 等 都 很 熟 悉 , 因此学生已具备学习和使用 multisim 的基础知识。

2数字电子技术课程教学的现状

目前在全国范围内开展的示范院校的建设过程 , 正是推进

高职教育教学改革发展、催人奋进的一种机制。因此 , 在数字电 子技术课程的设置、整合、内容的精选和组织教学方面应坚持 “两个相适应” 为原则 , 即课程的设置与岗位技术应用能力或实 物操作能力培养相适应 , 深度与大专层次的高等技术应用型人 才相适应。理论知识突出必备的基础和应用性 , 不刻意强调系 统性而侧重适用性和针对性;不强调繁杂的理论推导而侧重应 用能力的培养 , 取得了较好的教学效果 , 但也发现学生在学习过程中存在以下问题 :(1 理论教学过程中 “教学练” 有待加强 在理论教学中 , 如果

“教” 只是传统意义上的老师在黑板上 一味灌输知识那种填鸭式的教学 , 在教学的全过程中教师就很 难充分调动学生的主动性 , 突出受教育者的积极参与 , 按照传 统的教法 , 往往大半学期过去了 , 学生只知道各种数字器件的 名称和内部电路原理 , 但不清楚学了有什么用 ? 更不知道如何 用这些器件组成数字电路系统。因为缺乏一个 “练” 的平台 , 这 里的 “学” 也仅仅是学会老师所教的知识 , 而更重要的学习的方 法 , 自学能力的提高 , 学生独立思考能力和创新能力的培养却 存在一定程度的缺失。

152 《装备制造技术》 2007年第 11期(2 实验教学有待加强

在数字电子技术实验教学中 , 传统的教学方法是要求学生 完成某一典型电路的验证 , 其内容、步骤、电路、仪器等都是事 先安排好的 , 学生只须按照实验指导书安排的顺序就能完成实 验 , 或者即便学生有不同的思路 , 但因受实验条件限制也无法 开展实验。这样造成的结果是限制了实验内容和形式的丰富多 彩 , 通过实验

学生虽然能够学会一些仪器的使用和操作技能 , 但这样的实验结果和实验报告往往是千篇一律、大同小异 , 不 能真正提高学生分析问题、解决问题的能力 , 也难以激发他们 的求知欲和创新精神。

(3 课程设计时学生的设计思想很难达成

在传统数字电子技术课程设计中 , 要耗费很多时间来分析 和搭建电路 , 然后用相应的测试仪器进行测量 , 这样设计开发 时间长、效率低 , 一旦出错 , 往往要重新更换元器件 , 参数修改 也不方便 , 不利于设计者高效完成设计思想。

针对以上情况 , 数字电子技术课程改革以课堂和教师为中 心的传统教学组织形式 , 根据高职数字电子技术课程的特点 , 在教学过程中引入 M ultisim 软件 , 把学生的理论知识学习、实 践能力培养和综合素质提高三者紧密结合起来。

3基于 multisim 的虚拟实验系统在数字电子技术教 学中的应用研究 在数字电子技术课程中引入 multisim 的理论基础是建构 主义学习理论 , 建构主义认为 , 知识不是通过教师传授得到 , 而 是学习者在一定的情景即社会文化背景下 , 借助其他人(包括 教师和学习伙伴 的帮助 , 利用必要的学习资料 , 通过人际间的 协作活动而实现的主动构建知识意义的过程。“情景”、“ 协作” “会话”、“ 意义建构” 是学习环境中的四大要素。

下面以基于 multisim 的虚拟实验系统在数字电子技术教 学中的具体应用为例说明 :(1 有助于创建丰富的学习情景及 “教学练” 相结合 情景是建构主义学习环境的首要内容 , 情境设计是创造与 所学知识和技能主题相关的 , 能促进与支持学生学习的尽可能 真实的环境 , 为学生自主学习创造条件。数字电子技术是一门 实践性较强的课程 , 在教学中要创设 “情景” 一般只是采用课堂 演示实验 , 但通常在高职院校中可能会遇到实验仪器匮乏、电 路受温度等环境影响大等困扰 , 造成失真或仪

器精度直接影响 教学效果等情况 , 而利用 multisim 软件实际电路作为一种真实 表现电路工作状态的开放灵活的示教手段 , 把实验室和课堂有 机地融为一体 , 则解决了上述种种问题。

例如 , 在讲典型集成计数器芯片这一节课内容时 , 利用工 业中心的资源优势 , 将理论教学选在配备了 multisim 软件的机 房里进行。首先由教师将实训项目 “计数显示器” 引入 , 并利用 计算机模拟真实实验室的工作台 , 让学生观察实验结果如图 1所示 , 该实训电路的功能是对输入脉冲的个数(0~9 进行递增 计数 , 并通过译码显示电路将所计的脉冲数显示出来 , 并提出 问题 :74HC161芯片的功能是什么 ? 为什么称之为计数器 ? 学 生带着问题听老师讲解电路原理 , 使其认识到掌握相关知识和 技能是完成项目制作本身的需求 , 而不是教师对学生的刻意要 求 , 以达到在学生头脑中产生主动建构的过程。

在给学生时间自己练习的过程中 , 为了完成这个项目学生 必须先去查手册 , 了解计数器、译码器、数码管、与非门等器件 的管脚连接和功能表 , 虽然他们此时还不能理解功能表 , 通过 实训项目的制作和测试 , 学生就能很容易地弄清楚这些器件的 功能和每个管脚的作用。与此同时还学会了查手册 , 如何通过 查手册获得数字电路器件的使用方法 , 这对数字电路设计制作 者来说是十分有用的技能。另外 , 在教学内容上和习题中安排 了许多诸如同类芯片如何级连 ? 如何进行功能扩展 ? 如何用通 用计数器构成任意进制计数器等等这样一些在实际工作中十 分有用的技巧和方法 , 同时通过机房各机联网的优势 , 创造一 个互动的能相互促进共同提高的协作环境 , 构建学生与学生之 间 , 学生与老师之间的语言沟通渠道。让学生共同来参与分析、训练 , 在整堂课中 “讲学练” 相结合 , 取得了较好的教学效果。

图 1计数显示器 图 2模拟面板布线

(2 有助于加强实验教学效果和提高实验设施利用率 高职教育不是造就学术精英 , 而是以适应生产、建设、管 理、服务第一线需要的高素质技术应用型人才为培养目标。因 此在培养过程中 , 必须重视实践能力的培养 , 重视职业经验和 职业技

能的获得 , 实验教学是高职教育的主体教学方式之一。实验通常包括实验前的预习, 实验的组织 , 实验报告的撰

153 Equipment Manufactring Technology NO.11, 2007 写三个环节 , 在传统实验教学中由于普遍存在实验内容多、上 课人数多、资金和仪器套数不足、实验课教师人数紧缺、实验课 课时又十分有限等问题 , 而实验前由于学生看不到仪器 , 不能 实际进行仪器操作 , 只能看讲义预习, 因此往往在真正的实验 过程中赶时间测数据 , 难以做到深入理解实验方法 , 更不能进 行深入的实验研究。

multisim 软件功能强大 , 几乎能够仿真所有的数字电子技 术实验 , 在这样一个生动活泼、形象逼真的学习环境中预习后 , 再到实验室进行实验时 , 一些注意事项、实验原理、仪器使用方 法等由于已经基本掌握 , 这就大大提高了实验效率。特别是一 些设计性实验 , 学生在实验前利用 multisim 提供的实验平台 , 自己设计好实验方案和实验步骤进行仿真 , 可以很好地避免盲 目操作 , 拓展了学生的思维发展空间。更为重要的是仿真实验 的引入突破了时间和空间的限制 , 使实验场地不再局限于传统 意义的实验室 , 网络机房、EDA 实验室甚至宿舍都可以用来进 行实验 , 做到一机多用 , 一室多用 , 学生利用校园网或互联网还 可随时随地上网进行预习、实验、讨论和提交实验报告 , 从而大 大提高了实验设施的利用率。

(3 有助于学生创新能力的培养

高职毕业生上岗后的主要工作是解决生产过程中的各种 技术问题 , 从事诸如工艺革新、技术改造、事故处理、质量监测、设法降低成本和消耗、提高生产效率等工作 , 这就要求学生的 实践能力不能仅仅停留于操作阶段 , 要具有较强的分析判断能

力 , 要有解决实际问题的综合能力与手段 , 还要有在技术应用 性层面上一定的规划、设计、开发能力和创新能力 , 为此 , 高职 教育将课程设计与创新课程作为实践教学的重要内容。

由于有些实验设备昂贵 , 特别是较为先进的实验设备 , 许 多学校资金不足难以购买 , 这种设施无法在课程设计中给学生 提供探究学习的场景 , 因此创新精神、能力、素质等的培养无从 谈起。但随着科学技术日新月异 , 新产品换代周期日趋短暂 , 职 业的分化与复合成为必然 , 产生了许多与高新技术直接有关的

新的职业岗位 , 这些岗位 , 需要大量技术应用型人才。作为将来 要在这类岗位解决生产、技术、工艺、管理等一系列问题的高职 学生 , 在校期间 , 又必须了解专业技术未来发展方向 , 熟悉并掌 握岗位所需的关键技术。为此 , 高职教育要将与未来职业岗位 相关的新技术、新工艺、新材料、新设备等引入实践教学 , 按照 更高的职业资格要求 , 按照生产实际的规范等对学生进行培养 与训练。仿真软件的引入使学生既掌握了一种新的电子电路设 计软件 , 又掌握了一门新型的实验分析方法 , 尤其利用 multi-sim 作为课程设计实物制作前的设计分析工具 , 能充分发挥学

生的主观能动性和创造性 , 并按照可持续发展的思路为学生储 备一定的理论知识和实践技能 , 达到用先进、高新、超前的实用 技术培养、训练学生的目的。如果和 PCB 软件模块 Ultiboard 配 合使用 , 可以完成电路原理图输入、电路分析、仿真、制作印刷 电路板全套自动化工序 , 对培养学生的工程实践的观点大有裨 益 , 图 2为该软件在面板上模拟布线。

4结论

基于 multisim 的虚拟实验系统有利于教师不断完善教学 内容 , 提高教学效果 , 使学生在掌握基础知识外 , 适当引入科学 技术发展新成就 , 在学生自身能力基础上

有效地发挥其主观能 动性 , 开发了学生的创造潜力 , 但它只能辅助数字电路教学 , 而 不能代替理论和实验教学 , 并且由于许多因素的限制 , 还需要 在今后的实际教学中扬长避短 , 不断完善。

参考文献 : [1][2][3]The Application of Visual Simulate Software in Digital Electricity Technology Teaching Based Software M ultisim SUN Xiao-yan(Industrial Center of Wuxi Institute of Technology , Wuxi Jiangsu 214121, China Abstract :Visual teaching and visual experiment is one of the most advantaged and potential technologies in the future higher educations, es-pecially in the time that higher vocational college.In order to strengthen the basic network infrastructure, digital construction and information teaching , it is very useful to improve teachers ’ teaching contents, offer good teachings effects and develop students ’ creative potential by us-ing the simulate software M ultisimto.The software has widely used in the digital electricity technology course such as assisting electricity theo-ry teaching, supplying the lack of experiment equipment, developing the quality of curriculum design and penetrating quality education, all that have been researched beneficially.Key words :visual experiment;M ultisim;digital electricity technology 李 洋.EDA 技术使用教程 [M ].北京 :机械工业出版社 ,2004.于 枫 , 张建新 , 王秀成.电子系统仿真分析教程 [M ].北京 :科学出

电子仿真软件 篇6

【关键词】仿真软件;电子测量学;教学活动;运用

信息时代背景下，计算机技术与教育教学深度结合，形成了很多教学软件。其中仿真软件能够克服客观条件，充分展示学习内容。电子测量作为一门具有实践性、抽象性特点的课程。当前教师在教学中采用传统教学模式，向学生传授的理论知识过于抽象，不够具体，无法帮助学生日后形成完善的理论知识结构。利用仿真软件开展电子测量教学活动，不仅能够提高教学活动效果和效率，还能够增强学生对教学内容的印象。因此加强对该问题的研究具有非常重要的现实意义。

一、仿真软件概述

所谓仿真软件，是指建立在集成电路、计算机技术基础之上的一种高级、快速的电子设计自动化工具。其融合了数据库、图形学及计算数学等学科形成一种通用性软件包。现有电子类仿真软件有View logic、OrCAD等，其中Multisim是国内外最为常用的DEA仿真软件。在实践应用中，不同仿真软件各具特色，如PSpice功能较为强大，适合对复杂电路进行分析和优化，而Protel综合性能较好，且使用范围非常广，能够将电路仿真及PCB设计有机整合到一起，提高仿真效果。

将仿真软件引入到电子测量教学中，能够突破传统教学抽象、枯燥教学方式，将教学内容以动画、图文等多媒体视听形式呈现出来，在轻松、愉悦的氛围中进行自主探究学习。电子测量技术试验需要设备投入非常大、且难度较大。如果引进仿真软件进行模拟操作，能够节省更多资源投入，且达到预期的教学目标，为师生交流提供良好的平台。总而言之，将仿真软件引入到实践教学中非常必要，不仅是教育教学现代化改革的需求，也是提高教学质量的有效手段。

二、仿真软件在电子测量教学中的运用

1.开展演示教学

在实践教学中，教师可以将仿真软件虚拟设备引入到课堂教学，帮助学生理解和消化理论知识。如果条件允许，可以配合电子白板进行师生互动，使得演示更加形象、具体，以此来调动学生学习热情。如在进行函数信号发生器相关内容教学中，可以借助虚拟设备进行仿真。经过仿真处理的信号发生器，图形更加逼真、形象，无论输入、还是输出端口都能够完全呈现出来。不仅如此，点击鼠标能够对设备进行操作，与真实的设备操作具有一致性。如选择输出波形、频率。在此基础上，教师组织并引导学生进行相关理论的讲解，然后操作控件，最后与真实的设备进行对比，以证明演示教学具有较强的说服力。

2.简化实验过程

众所周知，电子测量具有实践性特点，单纯依靠理论讲解远远不够，需要借助实践操作进行相应的补充，以此来达到预期的培养目标。以往试验教学中，教师需要搬运设备，不仅对设备性能产生诸多不良影响、缩短设备使用寿命，且使得演示操作过程繁琐、麻烦。对此，教师可以积极引入仿真软件，以此来简化实验过程。如利用示波器跟踪测量信号波形、测量电路等，在有限的时间内获得最佳教学效果。此外，教师还可以向学生介绍仿真软件操作方式和方法，使得学生进行独立的操作。

3.实现远程控制

现阶段，在实际教学中，我们不仅能够在智能设备中应用，还可以与计算机连接到一起实现远程控制目标。如在具体教学中，数字存储示波器作为一部重要的设备，对其进行讲解时，该设备自带STO实时监控软件，与计算机连接后，我们能够在电脑仿真界面上对设备进行针对性操作，如信号输入、探头衰减倍数的设置等。采取这种方式，能够对传统教学过程进行补偿，且能够帮助学生感受到对设备的真实性操作，增强学生对知识的体验，循序渐进地形成完善的理论知识体系。

4.加强课程设计

目前，社会对电子测量人才提出了更高要求，尤其是人才的实践能力。但现行教学活动中，往往侧重课程知识的讲解，实践课程相对较少，不利于学生创新意识及动手能力的培養。对此，基于仿真软件教学，我们将电子测量学与其他课程结合到一起，如模拟与数字电子的结合，设计出详细的虚拟电路图，然后进行波动监控、数值测量等相关知识的分析，计算并获取数据，为具体的安装、焊接等活动提供科学依据。上述过程，教师都可以引导并组织学生参与其中，给予学生更多自主权利，进行自主探究学习，跟随知识发展脉络开展实践学习。采取这种方式，既能够为学生提供动手机会，还能够培养学生实践综合能力。

不可否认，仿真软件对于电子测量教学具有促进作用，但从本质上来看，仿真软件的应用是一种教学辅助工具，不能够一味地使用，教师要注重虚实结合，兼具理论与实践，设置趣味性课堂，不断提高教学有效性。

三、结论

根据上文所述，仿真软件作为计算机技术发展的产物，是多学科共同作用下的结果，在提高教学质量、培养学生实践能力等方面占据非常重要的位置。因此在教学中，教师要加强对仿真软件的认识与分析，熟练掌握软件操作方式，并立足于电子测量教学内容，将仿真软件运用其中，构建趣味性课堂，调动学生积极性，优化课程设计、开展展示教学，深化学生对教学内容的理解，不断提高教学质量，从而促进电子测量教学持续开展，为社会培养更多专业人才。

参考文献：

[1]姜开永.仿真软件在电子测量学教学中的应用[J].科技信息，2013，（04）：264+266.

[2]董杰.仿真软件在电子技术教学中的实例分析[J].中国教育技术装备，2012，（24）：44-46.

[3]潘学文，赵全友，杨振南.Multisim仿真软件在电子技术实验教学中的应用及效果分析[J].湖南科技学院学报，2016，（05）：40-43.

[4]苏慧.Multisim电子仿真软件教学应用分析[J].计算机光盘软件与应用，2014，（07）：233-234.

电子仿真软件 篇7

1 MOV在典型情况下的等效模型分析

1. 1 MOV在小电流低电场区域的等效模型

MOV工作在小电流区域时, 常采用简单的RC并联结构来等效, 如图1 ( a) 所示, 其中C为氧化锌的本体固有电容, 一般在p F量级; R为表征MOV非线性特性的非线性电阻。这种电路模型可以有效的进行仿真, 在对MOV的阻性电流进行测试时, 对容性电流进行补偿便可得到阻性电流。

由于在小电流区, MOV存在电流极化现象。经研究表明MOV的介电常数、电容值、阻性电流和介质损耗均伴随着外加电压频率的变化而变化［1，2］。因此文献[2]提出了更全面反映小电流区域MOV非线性电阻特性的等效电路, 如图1 ( b) 所示。在等效电路中增加了由极化电阻Rp和极化电容Cp组成的串联支路, 来考虑小电流区的极化现象。其中设立了Rp1和Cp1为快速极化支路, Rp2和Cp2为慢速极化支路。

文献[3]中介绍了如何由测量到的V-I特性参数求解等效电路的参数, 各参数为动态变量, 随着施加电压波形的不同而变动。动态参数可以通过在对MOV施加一定的直流偏压基础上叠加一个小阶跃电压, 由其电流响应波形拟合计算即可。

分析表明, 这种等效电路可以较准确地模拟MOV在小电流区域的特性, 仿真获得的电容、介质损耗随频率的变化特性与试验结果相符。该电路考虑极化现象, 物理概念清楚, 但在实践工程应用中常用 ( a) 中电路来简化。

1. 2 MOV冲击等效电路模型

在大电流冲击作用下建立等效模型, 需要考虑MOV的动态V-I特性, 也即作用在MOV上的实时电压值不仅和实时电流值有关, 而且和冲击波头的时间有关, 这导致冲击电流和冲击残压并不是同时, 而是电压在时间上优先于电流先到达峰值, 如图2所示。

如果不考虑时间, MOV中电流密度和电压梯度幅值间的对应关系称之为静态伏安特性, 用下式表示:

式中J为电流密度; E为电场强度; A为与电阻材料和结构尺寸有关的常数。也可以表示成如下关系:

式中JN为标称电流密度 ( 常为1 m A/cm2) , EN为标称电流密度下的电场强度。其静态特性可以表示为U = f ( I) 。即: 电压幅值U是电流幅值I的函数。然后在实际冲击电流作用下, 电压幅值不仅和电流幅值有关, 而且还跟其变化率有关, 可以用下式来表征:

即动态伏安特性的电压幅值是冲击电流幅值和冲击电流变化率的函数。

文献[1, 4]中表明, IEEE的3. 4. 11工作组提出了如图3所示的等效电路模型来模拟MOV在更大的波头范围内的动作特性。

该模型中用两部分非线性电阻RA0和RA1来表征, 两部分之间由线性的R1-L1, 并联支路隔离。对于波头时间较长的冲击波, R1-L1并联支路的阻抗较小, 相当于RA0和RA1两者并联; 对于短波头的冲击波, R1-L1并联支路的阻抗增大, 使得流过RA0的电流增加, 使得残压比RA0和RA1简单并联时稍有增加。

( 1) 确定图3所示模型中各参数的初始值方法。

式中d为MOV的高度, 单位: m; n为MOV非线性电阻柱的并联数目; 非线性电阻RA0和RA1可以根据文献［4］中的RA0和RA1的伏安特性曲线来确定。

( 2) 调整RA0和RA1的值, 使3 k A的300 /1 000 μs操作冲击电流作用时的放电电压与实际测量值相等［1］。

( 3) 调整L1, 使10 k A的8 /20 μs雷电冲击电流作用时的放电电压与实际测量值相等。

通过上面三个步骤, 可以得到在较宽波头时间范围内变化, 但计算精度较高的模型。可以直观地看出, 该模型参数的确定更加方便实用。

1. 3快速暂态作用下的等效模型

文献[3]根据前述的小电流区域的极化现象, 冲击电流作用时的动态伏安特性, 及快速暂态下的动态时延即过冲现象。结合MOV中Zn O晶粒和晶界的导电过程给出了一个等效电路模型, 如图4所示。该模型对冲击电流和快速暂态脉冲均有良好的响应。其中: R表示Zn O晶粒线性电阻; R ( i) 表示MOV模型的非线性电阻。该模型可以由MOV的整个伏安特性来进行估计。R ( T) 为一个高温电阻, 和温度有关, 只在小电流区域 ( < 1 A) 内有用, 用冲击电流模拟时可以忽略。电容C和电压陡度与温度有关。L是模拟内部和外部磁场的电感, 在暂态脉冲下, L能模拟形成波头的过冲。MOV的陡脉冲响应能力是考核MOV性能的一个重要的指标, 在陡脉冲下会有很多有趣的现象, 这点在后面会进行阐述。

2实际使用的仿真模型

2. 1实用仿真模型

在基于PSPICE仿真时, 如果对于不同的浪涌源, 都去建立一个对应的模型来进行仿真显然是不合适的, 因此需要一个实用而且有一定精度, 能表征MOV的伏安特性曲线的仿真模型来进行仿真研究。 结合小电流区、大电流冲击下、快速暂态脉冲下的各种电路结构, 建立了一个实用的仿真模型。

图中: R_Series是为了便于数学收敛, 它的取值大约在100 nΩ; L_Series和C_Par分别代表了晶粒电感和晶界电容, 它们的取值因建模对象的不同而不同, 需要实际测量后确定; R_Var是表征MOV非线性的特征参数, MOV的伏安特性主要由该电阻控制, 该电阻在算法上是一个电流控制电压源, 它的表达式如下所示:

式中P1= b1; P2= b2lgi; P3= b3exp ( - lgi) ; P4= b4exp[lgi]。b1、b2、b3、b4是模型中定义的特征参数。

3模型在不同源下的响应特性和实验验证

上节结合小电流低电场区模型、冲击等效模型、 快速暂态模型建立了实用仿真模型, 该节对建立的模型进行仿真试验, 试验用不同的源对模型进行考验, 分析其响应波形。

对低压配电系统中常用的MOV, 例如U1m A=620 V, Uac=385 V的MOV确定其仿真参数。

3.1 8/20μs电流波冲击下:

在约20 k A的8 /20 μs的电流波冲击下, 模型的电压响应波形如图6所示。从上述波形可以看出, 电压响应时间要快于电流波先到达峰值, 并且在峰值过后, 能缓慢的下降。在8 /20 μs冲击电流发生反冲的时候, 模型能够准确响应产生负压, 如图6所示。波尾产生的一系列高频振荡可以认为是LC回路产生的串联谐振, 对残压数据的读取无影响, 可忽略不计［5］。

3. 2陡脉冲作用下

在上升速率为2 ns, 幅值为1 k V的方波作用下, 模型的电压波形如图7所示。从上述波形可以看出, 模型对纳秒陡脉冲有着很好的响应特性, 在波前2 ~ 5 ns的过程中, 因为MOV电感的存在, 会出现一个过冲, 这在实际测量中也存在; 随后的时间内模型发挥了限制电压的作用, 将陡脉冲的电压限制在一定的幅值以内, 响应效果很好。

4小结

( 1) 分析了MOV在小电流低电场区、大电流冲击下、快速暂态脉冲等环境下的等效模型。模型不仅考虑了电气特点, 还考虑了极化等介质围观效应, 并能够结合实践工程来确定等效电路中的参数, 实践证明模型能反映MOV的非线性特性, 且具有一定的精度。

( 2) 在实际仿真试验中, 不可能对同一试品建立如此多的模型来测试, 因此需要考虑在各种环境下, 开发一种能对大多浪涌环境都具有响应能力, 并具有一定精度的模型。对开发的模型进行了在820 μs和上升陡度为2 ns的纳秒方波下测试, 测试结果表明, 建立的模型能准确响应, 并效果良好。

参考文献

[1] 陈志清, 谢恒堃.氧化锌压敏瓷及其在电力系统中的应用.北京:水利电力出版社, 1992

[2] 梁毓锦, 招誉颐.金属氧化物非线性电阻小电流区等值电路研究.华中理工大学学报 (自然科学版) , 1992;20 (增刊) :67—72

[3] Schmidt W, Meppelink J, Richter B, et al.Behaviour of MO surgearrester blocks to fast transients.IEEE Trans on PWRD, 1989;4 (1) :292 —300

[4] IEEE working group 3.4.11.Modelling of metal oxide surge arresters.IEEE Trans on PWRD, 1992;7 (1) :302—309

电子仿真软件 篇8

关键词：电子电路仿真软件,EWB,电工电子实验,虚拟电子实验室

现如今, 在专业课的教学过程中, 探究性教学以及研究性学习等教学理念受到了很大推崇, 这类教学理念的宗旨就是鼓励学生积极参加实践活动, 并通过活动过程, 一方面使教师充分发挥其探究性教学的作用, 另一方面也使学生巩固其学习成果, 并不断创新。

1“EWB”软件概述

1.1 软件的总括介绍

“EWB”是Electronics Workbench的缩写。它是一款虚拟电子工作台软件。EWB类别的模仿电路软件, 是依照交互图像的本源性原理构建的, 被采纳到电路模仿的高技巧领域内。该软件可以模仿出十分精准的电路设置, 并供应了扫频设施、解析逻辑设施等多重配件。软件运用者, 只要点击软件带有的屏幕, 就可以查验或变更安设的元器件。此外, EWB也可被用来辅助关联领域的电学授课。

1.2 软件的优势

1.2.1 图形界面直观, 使用方便灵活

利用EWB软件, 我们在计算机屏幕上模拟实际的实验室平台时, 可以直接从屏幕上选择我们画电路图所需要的各种元器件以及仪器设备。

1.2.2 实时显示结果

这款软件的控制面板的外形、操作方式跟实物十分相似, 因而能够实时地显示出我们测量所得到的结果。

1.2.3 分析方法多样

这款软件的电路元件库十分丰富、多样化, 因而能为我们提供很多分析电路的方法。

1.2.4 数据交换方便

这款软件是一种设计工具, 它能够和其余的使用广泛的电路分析的软件、电路设计的软件以及制版软件方便有效地进行数据交换。

1.2.5 虚拟仪器的使用

EWB也是一个电子技术训练的工具, 我们可以利用EWB所具有的虚拟仪器来展开电路实验, 它具有更加灵活的优点。

我们都知道, 要想真正掌握电工电子技术, 就一定要做大量实验, 还要具备一种能力:根据实验结果总结知识点并将其掌握。然而, 现如今的许多学校并不能为学生提供这样的条件, 此时就显示出了EWB软件的优势, 其以方便、快捷、安全的优点有效解决了以上问题。

2 具体的电路试验

我们以《电子技术》课程中正弦波振荡电路为例, 可以利用“EWB”软件来看实验结果。正弦波振荡电路是由放大电路、选频网络构造而成。其中放大电路, 由集成属性的串联电路和反馈类别电路构成。该电路阻抗输入的性能很强、阻抗输出的性能弱。选频网络, 由RC串联电路构成, 可以作为正向的反馈体系。正弦波振荡电路输出正弦波, 在软件上的仿真图如图1:

从描画的上述波形图查看到, 实验所采纳的这一电路, 从最低的数值开始振动, 最后停留于特定化的振幅及频率之内。查询仿真性质的波形仪器可知:电路所输出的带有正弦性质的形状频率, 可以达到很高的水准;同时, 实验所获取到的数值, 与教材知识相吻合。

采纳EWB属性的仿真性仪器, 有助于辨识出体系具备的数字属性和智能属性。这样一来, 就便利了微观视角之下的实验现象认证, 有助于把握好原本归属于宏观的电子现象。

2.1 电路状态

调试用到的交流放大性质的电路, 侧重静态属性工作点带有的电路影响。具体而言, 要解析被放大的电压数据测算对策, 明晰负载的变更, 给放大倍数造成的干扰。同时, 还要经由仿真类别的软件, 解析出输进消息过多的状态下, 不适宜的静态点设置, 对波形产出的那种影响。

在预设的基准类别参数以下, 测算出静态属性的电路内工作点;通过查验波形的图例, 来录入输进及输出的电路内电压, 运算出电路带有的放大倍数。变更电路涵盖的负载, 重复录入及测算的操作, 解析负载与电路状态的具体关联。还可以变更电路存有的电阻值, 查看录入及输出所用的波纹形状, 解析这一形状构造的电路影响。

2.2 软件的相关描绘

在测算基准属性的电路参数时, 将录入及输出的那些电路内信号, 整合到软件带有的显示器内, 采纳示波器来辨识这样的电路电压。要注重查验反向性质的电路内信号;如果录入的电压数据偏大, 那么调小这一关联的电压。在没有衔接交流端点的状态下, 运用软件模仿的具体功能, 模仿静态的直流数据。

在进行电工电子实验的时候, 在实验之前, 需要准备好各项材料以及设备;在实验进行中, 需要焊接和拼插各个元器件;在实验之后, 需要清点好各项材料以及设备。此外, 在平时也要经常进行实验器材的维护, 这样就会造成时间、财力以及人力的耗费。在进行电工电子实验的时候, 偶尔会出现一些由实验器材的故障而造成数据出错的现象, 当我们想要去分析某一个元件的故障会对电路有怎样的影响的时候, 却无法使用实验模拟类似的故障。

由于电工电子实验离不开电流、电压, 因而实验时一个不经意的错误的操作将会造成不准确的数据, 这样该实验就没有了进行的意义了。当我们使用EWB软件展开仿真实验的时候, 因为这是在计算机上展开的仿真, 没有必要去碰那些实际的元器件和实验设备, 也就不会面对上述那些风险。

3 总结

如前面我们所讲到的, EWB软件可以为我们进行仿真实验节省很多时间, 这样教师就能够将精力全部投注于指导学生上面, 教会学生如何展开实验和如何分析并处理数据。除此之外, 在实际上很难展开的实验, 也可以通过它来进行模拟仿真, 继而为学生提供更多的学习知识。学生完成仿真实验以后, 可以让其继续展开实际的实验, 这样有利于操作技能的提升, 而且, 学生已经深入理解了理论知识, 故而在实际的实验过程必然会顺利无阻, 这样会让教学的效果事半功倍。

参考文献

[1]李忠波, 袁宏.电子设计与仿真技术[M].机械工业出版社, 2004.

[2]江晓安.计算机电子电路技术[M].西安电子科技大学出版社, 2001.

电子仿真软件 篇9

关键词：实践,多媒体,仿真软件

高频电子技术是通信技术、应用电子技术专业的一门重要的专业技术基础课之一。在学习这门课程的时候, 学生们普遍认为这门课程的学习难度较大, 至于为什么会这样?笔者觉得主要有以下几点:第一是因为在高职院校中, 学生们普遍的理论基础知识较差;二是高频电子技术课程本身的的概念抽象, 所用到的基础理论知识较多, 例如很多公式的推导和求证用到的是高等数学知识和模拟电子技术中的理论知识, 由于学生对高等数学、模拟电子技术和电路基础等基础知识的掌握得不是特别扎实, 导致学生在学习高频电子技术课程时困难重重, 有些问题经过老师讲解后仍然求学生们要有一定的理论水平, 还要求有很强的动手实践能力, 在许多动手实验的过程中, 学生往往会不知所措。课程理论知识的无法理解, 动手实验又显得盲目, 长此以往, 学生们在学习这一课程中就没有了学习的成就感, 渐渐就失去了对本门课程的学习兴趣。那么, 我们教师该怎么做才能改变这种现象呢?

1 正确定位高频电子技术的性质

高频电子技术如今已应用于各个领域, 例如各种无线遥控技术、无线数据传输技术等。因此, 高频电子技术这门课程, 不仅是一门专业基础技术课程, 也是一门符合当代先进技术的专业课程。其研究对象就是无线收发系统, 但是高频电子技术与通信技术相比较, 两者既有区别, 又有联系, 无线通信以高频电子技术为基础, 高频电子技术以无线通信的实现为目标。高频电子技术是模拟电子技术的后续课程, 其所涉及的频率很高, 达到几百兆直至几千兆。为此, 进行高频电路分析时, 将引入一些新的概念和方法。这些区别与联系, 在老师进行第一次授课时都应该对学生进行明确的介绍并强调其重要性。

2 采取实践与理论相跟随突出高频电子技术的实用性

高频电子技术是一门理论性和实践性都较强的课程, 所以在教学中应该实行实践与理论跟随的教学方法, 但是, 传统的理论与实践相结合的方法就是先讲理论课, 等理论课结束后再进行实验课的教学, 在实验课的教学中, 无非就是做几个验证性的实验, 比如小信号选频放大器、调幅技术与二极管包络检波、正弦波振荡器、混频实验等等。这些分立的验证性实验会对学生理解分段的知识有一定的帮助, 但是效果不是特别理想, 特别是高职高专的高频电子技术教学, 学生的基础知识和学习能力相对较差, 如果放在学期结束时再进行实验课的教学, 前面所讲的理论知识大都有些忘记或者记忆理解不清晰。所以, 实验课的效果就会大打折扣。为了改善这种状况, 在进行实验课的教学计划的修订中, 可以把实验课的课时放在所关联知识点的后面, 即紧跟着老师所讲的知识点做相应的实验, 这样, 既没有浪费学时, 又能让实验教学真正起到辅助理论教学、促进理论教学的作用, 而且实验中的数据和波形, 又能让学生真切的看到高频理论的实际转化效果。一举三得, 何乐而不为?

上述只是对于验证性的小实验、小知识点来说, 如果对于综合性的实验, 为了验证综合理论知识, 比如无线信号的接受电路, 传统的做法就是在试验台上连接对于的电路板接线, 然后进行调试即可。所以, 对于学生来说没有太大的实践创新意义, 为了加强学生的创新实践能力, 我们可以自制一个收音机, 或者是感应式无线耳机。让学生从电路原理图的设计, 到每一个元件的选择, 到整机组装、调试, 都亲自动手, 这样学生既能增加学习的兴趣, 又能感受到完不成任务时的压力和动力, 而且还能感受到成功后的喜悦, 还能对所学的理论知识得到全方位的理解和掌握。又是一举三得的事情, 这种学习方法, 学生有什么理由学不会这门课呢?

但是, 这样讲述并不是只注重实验教学而弱化理论教学, 所有的实验都是建立在理论基础知识之上的。之所以把实验教学的叙述放在前面, 主要就是因为在传统的教学中大部分老师和学生都对实验教学不太重视, 为了强化其重要性, 故把实验教学的叙述放在前面。高职高专的高频电子技术的理论教学仍然是十分重要, 无论怎样进行课程改革, 对学生进行必要理论知识的讲解是必须的, 只不过, 我们在进行理论知识的讲解时, 老师可以把有关的公式推导在黑板上进行, 这样做的目的不是要求学生必须掌握公式的推导过程, 而是通过对公式的推导, 唤起学生对有关知识的回顾, 同时加深对所学知识的理解和掌握。同时, 公式推导的过程, 也是老师向学生传递一个信息的过程------即知识不是孤立的, 所有的知识都是相关的, 一种知识的掌握可以帮助其他知识的理解和掌握, 也就是说:每一门课程的学习都是相关的, 都是在探索中不断获取知识的一个过程。但是, 高频电子技术这门课程对于大多数学生来说, 这门课程因为太过于专业和理论知识太强, 所以很容易让学生陷入到理论推导枯燥乏味的窘境中, 所以, 我们在教这门课程的时候, 必须与时俱进, 把一些新理念引入课堂中, 让学生在打好理论分析的基础上又不与实际应用脱节。

还有, 在对高频电子技术的教学内容进行设计时, 不要仅仅局限于课程的本身, 要做到两个连接, 一方面是把其与前期课程的内容做纵向连接, 另一方面要把其与后续课程的联系介绍清楚。这种前后联系的教学方法也是CDIO工程模式中集成课程设计的理念。

3 让多媒体参与到高频电子技术的学习中

在教授高频电子技术这门课程的时候, 教师运用传统的课堂讲授式教学模式仍然十分重要, 但也不能只是使用这种教学方法, 我们可以将板书与多媒体教学相结合起来, 这样在进行理论知识的讲解的时候, 将会达到事半功倍的效果。由于学生对新知识理解记忆的速度基本上和老师用手板书的速度差不多, 所以, 对于一些基本的原理、电路分析的时候, 我们可以采用板书的方法, 这样能够使学生更容易理解。但是, 对于较为抽象的知识, 比如振幅、角度的调制与解调, 我们就可以利用多媒体使学生清晰的看到波形变换的过程, 从而了解各电路的频谱变换情况。

4 高频电子技术的考核标准

高频电子技术的考核可以分为三大部分, 一是传统的理论考核, 即通过传统试卷的方法进行测试;二是实践项目的考核采取过程考核的方式, 即根据小组每次的实验设计、完成质量、创新性、实验总结、教师提问、学生自我评价以用型人才。

及组员相互评价等综合进行评价;三是个人作业的考核, 主要由两部分组成, 一部分是课堂作业, 主要考核其对课堂知识的理解与掌握, 另一部分是学生的出勤率, 包括理论课堂和实验课堂两部分的出勤率。无论怎样考核, 目的只有一个, 促进学生的学习积极性, 加强学生对知识的温故而知新的能力。

5 结束语

本文是对目前我院开设的高频电子技术课程进行的探索和讨论。随着科技的进步, 高频电子技术新方法和体系的不断建设和完善, 相信这些方式方法会为国家和社会培养更多的电子类综合应

参考文献

[1]徐正惠.高频电子技术 (修订版) .科学出版社.2011.

[2]王廷才, 陈昊.电工电子技术Multisim10仿真实验 (第2版) .北京.机械工业出版社.2011.

电子仿真软件 篇10

电子线路是电信、通信专业的重要基础课。目前的教学, 主要采用理论教学、实验箱连线的方式。但该课程内容和概念多, 电路复杂且大多为非线性, 而实验只是验证性的连线, 学生缺乏感性认识, 设计电路的意识和能力差。引入仿真软件, 可弥补理论教学中的枯燥抽象, 增强感性认识, 激发学习兴趣, 提高教学效果。本文采用multisim对LC电容三点式振荡电路和单调谐回路谐振放大电路进行了仿真研究。

2 仿真研究

2.1 电容三点式LC振荡器

下图1为电容三点式LC振荡器电路, C1是旁路电容, C2是隔直流电容。W1用以调整振荡器的静态工作点 (主要影响起振条件) ;K1、K2、K3用来改变C3, K4、K5、K6用来改变C4, 从而改变电压反馈系数;K7、K8、K9用来改变R5, 从而改变回路谐振电阻;K10、K11、K12用来改变C5, 从而改变振荡频率, 亦改变耦合程度。

从仿真图2可看出, 在电流2.281m A时候, 输出波形为4.04Hz。同理通过方针实验改变静态工作点, 负载电阻R5, 耦合电容C5, 分压比C3/C4也会对起振条件产生相应的影响, 即输出的波形幅度会发生变化。

2.2 单调谐回路谐振放大器

单调谐回路谐振放大器实验电路如图3所示。C3用来调谐, K1、K2、K3用以改变集电极电阻, 以观察集电极负载变化对谐振回路 (包括电压增益、带宽、Q值) 的影响。K4、K5、K6用以改变射极偏置电阻, 以观察放大器静态工作点变化对谐振回路 (包括电压增益、带宽、Q值) 的影响。

从仿真图可看出, 在输入频率为6MHz、幅值为20m V正弦波的时候, 输出近似于40Mv, 其输出波特图可以通过波特仪得出, 是一个带通滤波器, 通频带内非常平缓, 通过仿真方法, 可以直观的看到其选频特性, 随着输入幅度的变化, 可以实时的得到输出的变化, 从而可以有效地求出谐振放大器的放大倍数。

3 结论

通过以上两个典型通信电子线路的仿真, 能够证明仿真在教学中的重要性。通过生动直观的波形仿真和灵活快捷的参数设置使学生加深对理论知识的理解, 又可提高学习兴趣和设计能力。引入仿真软件, 不仅可以解决该课程理论枯燥抽象、实验室元器件的限制等问题, 还可突破时间和空间的限制, 提高学生的实践能力。在实现高频电路分析和设计方面不仅高效、可靠, 且具有逼近真实电路的效果。

摘要：本文针对部分高校高频课程理论及实验教学过程中, 学生缺乏感性认识、设计电路的意识和能力差等特点, 引入仿真软件, 并对LC电容三点式振荡电路和单调谐回路谐振放大电路进行了仿真研究, 结果直观、精确, 很好地验证了理论。

关键词：振荡电路,单调谐回路,仿真

参考文献

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