職高電子電工實(shí)驗(yàn)中模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

摘要：本文探討了職高電子電工實(shí)驗(yàn)中模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及其實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：職高；電子電工實(shí)驗(yàn)；模擬仿真技術(shù)

過(guò)程非常接近于真實(shí)實(shí)驗(yàn)效果，為職高電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了更加科學(xué)化以及合理的技術(shù)管理措施，同時(shí)也在很大程度上促進(jìn)了電子電工業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

一、職高電子電工實(shí)驗(yàn)中模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）保障了學(xué)生以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安全

職高電子電工實(shí)驗(yàn)中相當(dāng)一部分都涉及到電流電壓，如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤操作，極易造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確而丟掉了實(shí)驗(yàn)本來(lái)的意義，同時(shí)還可能造成元器件、設(shè)備損壞，甚至人員傷亡。通過(guò)模擬仿真軟件，則省去了學(xué)生接觸真正的元器件以及設(shè)備的過(guò)程，從而能夠有效避免述問(wèn)題。

（二）降低教學(xué)成本，提高實(shí)驗(yàn)的效率

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要通過(guò)多種各種儀器以及操作臺(tái)來(lái)完成，且往往具有靈活性差、功能單一且價(jià)格昂貴的弊端。同時(shí)在學(xué)生實(shí)驗(yàn)前后，還需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)材料以及設(shè)備的準(zhǔn)備，需要拼插或者焊接實(shí)驗(yàn)元器件，需要清點(diǎn)實(shí)驗(yàn)材料。直接導(dǎo)致大量時(shí)間、人力以及財(cái)力的浪費(fèi)。而通過(guò)模擬仿真技術(shù)，則可以直接利用其提供的大量完備的實(shí)驗(yàn)所需元器件和各種測(cè)試儀器，同時(shí)也省去了實(shí)驗(yàn)前后的上述步驟。

（三）完成實(shí)際實(shí)驗(yàn)不能完成或者較難完成的實(shí)驗(yàn)

舉例來(lái)說(shuō)，有時(shí)受到實(shí)驗(yàn)器材故障的影響會(huì)造成數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，有時(shí)學(xué)生需要分析元器件發(fā)生故障時(shí)會(huì)對(duì)電路會(huì)造成什么樣的影響，僅僅從理論角度而言，的確能夠分析出這時(shí)候的數(shù)據(jù)結(jié)果，但如果在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中模擬這些故障往往存在較大困難，比如必須要準(zhǔn)備好相應(yīng)的元器件。通過(guò)模擬仿真技術(shù)，學(xué)生只要對(duì)于元器件的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整就能夠順利模擬出元器件發(fā)生故障時(shí)的各種情況。

二、模擬仿真技術(shù)的實(shí)驗(yàn)手段和應(yīng)用實(shí)踐

（一）實(shí)驗(yàn)手段

通過(guò)模擬仿真軟件來(lái)對(duì)于即將進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的電路來(lái)做出理論分析。首先需要輸入電路實(shí)驗(yàn)信息，根據(jù)先前設(shè)計(jì)好的相關(guān)參數(shù)輸入元件參數(shù)，通過(guò)軟件來(lái)完成對(duì)電路特性的分析處理工作。主要涵蓋了電路靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性以及傳輸特性、邏輯關(guān)系等幾個(gè)部分。完成之后再進(jìn)行打印輸出。然而利用交換操作和合作對(duì)話等方式，尋找出電路最佳工作狀態(tài)中相應(yīng)的各元件參數(shù)，然而進(jìn)行打印輸出。

根據(jù)之前設(shè)計(jì)好的相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟參數(shù)，來(lái)進(jìn)行實(shí)際電路的測(cè)量工作并和計(jì)算機(jī)輸出的結(jié)果來(lái)進(jìn)行比較分析，找出其中存在的差異之處。借助對(duì)于參數(shù)做出相應(yīng)的改變以及調(diào)整，完成后利用模擬仿真軟件來(lái)做出深入的分析。這種模式下，完成了從模擬情況到實(shí)際情況，然而再由實(shí)際結(jié)論到模擬結(jié)論的一個(gè)逐漸認(rèn)知過(guò)程，可以幫助學(xué)生更加深入的理解電子電路的基本原理。與此同時(shí)也能夠有效提升學(xué)生分析問(wèn)題以及尋找解決辦法的能力，和傳統(tǒng)教學(xué)方式相比優(yōu)越性非常明顯。

電子工作臺(tái)（EWB）能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)模擬電路、數(shù)字電路以及混合電路的性能仿真與分析。教師可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及SPICE 程序的設(shè)置分析，同時(shí)構(gòu)建起相應(yīng)的元器件庫(kù)的模型。然而在設(shè)計(jì)一個(gè)合理的電路圖，接著只要接通電源，就能夠在示波器上觀察到電路中的相應(yīng)的參數(shù)，當(dāng)然，其它測(cè)繪儀器也能夠監(jiān)測(cè)并且分析電路中的相應(yīng)的被測(cè)數(shù)據(jù)。一旦發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果和實(shí)際結(jié)論情況存在不一致的情況下，允許使用者及時(shí)調(diào)整輸入?yún)?shù)，對(duì)于數(shù)據(jù)作出相應(yīng)的修改，并且再次輸出結(jié)果，直到能夠達(dá)到一個(gè)較為理想的效果。

（二）模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，在職高院校中模擬仿真技術(shù)已經(jīng)在電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用和普及。實(shí)踐過(guò)程中，教師可以借助多媒體的形式向?qū)W生進(jìn)行直接的演示和講解。利用人機(jī)對(duì)話的手段，能夠讓每個(gè)學(xué)生都能夠真正的參與到仿真實(shí)驗(yàn)中，在整個(gè)過(guò)程中自己動(dòng)手操作，自己安接元件，自己設(shè)置參數(shù)。

舉例來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)一個(gè)有D觸發(fā)器而構(gòu)建起來(lái)的四位移位寄存器，使得數(shù)據(jù)能夠由串行端移入寄存器。同時(shí)測(cè)試四位雙向移位寄存器集成芯片74194所具有的相應(yīng)的邏輯功能。具體的實(shí)踐步驟就應(yīng)當(dāng)是：首先取出四個(gè)D觸發(fā)器，同時(shí)低位觸發(fā)器輸出應(yīng)當(dāng)接高位觸發(fā)器的輸入，需要注意的是，應(yīng)當(dāng)輸入用開(kāi)關(guān)D控制。各個(gè)觸發(fā)器均需要共用一個(gè)時(shí)鐘CP，與此同時(shí)CP輸入開(kāi)關(guān)應(yīng)當(dāng)通過(guò)空格來(lái)進(jìn)行控制。接著再通過(guò)邏輯探針監(jiān)視輸入以及輸出情況。打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)，接著單擊D，完成之后單擊空格鍵，然后把數(shù)據(jù)1011依次送入相應(yīng)的串行輸入端，最后分析觀察并行輸出結(jié)果為1011。

結(jié)束語(yǔ)

模擬仿真技術(shù)為電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了廣闊的可操作空間，能夠?yàn)閷W(xué)生提供更多的發(fā)揮想象的機(jī)會(huì)以及實(shí)驗(yàn)不同構(gòu)思的選擇，有助于學(xué)生綜合分析、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)以及創(chuàng)新能力的全面提升，因而可以大力推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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