仿真技術在電子專業課程改革中的應用探究

譚學文

(淮安工業中等專業學校，江蘇 淮安 223200)

仿真技術在電子專業課程改革中的應用探究

譚學文

(淮安工業中等專業學校，江蘇 淮安 223200)

摘要：EDA仿真技術軟件可以進行電路圖的繪制、設計、仿真試驗和分析，能夠用于電子專業的課堂教學環節、開展虛擬實驗，在提高教學效率和節約實驗資源上能起到很大的作用。

關鍵詞：電子專業;EDA;Multisim

電子技術是一個實踐性很強的專業，在傳統教育教學中往往理論重于實踐，從而形成學生不想學習，或想學習而學不好，如何在教學中融入先進的教育技術，突破傳統教學方式，體現它的實踐性特點是十分重要的教學課題。隨著EDA技術在教育領域的應用，必然帶來一場深刻的教學改革。在電子專業教學中應用EDA技術將是一個必然的趨勢。

1EDA技術基本功能介紹

EDA是指以計算機為工作平臺，融合應用電子技術、計算機技術、智能化技術最新成果而研制成功的電子CAD通用軟件包。主要能輔助進行三方面的設計工作，既IC設計、電子電路設計和PCB設計。EDA技術代表了當今電子設計技術的最新發展方向。它不僅為電子技術設計人員提供了“自頂向下”的設計理念，同時也為教學提供了一個極為便捷的、科學的實驗教學平臺。將EDA仿真軟件應用到電工、電子類專業的教學中是一種教學手段的創新，也是提高教學質量的優選方法。

Multisim2001 用軟件的方法虛擬電工與電子元器件，虛擬電工與電子儀器和儀表。實現了“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。Multisim2001是一個電路圖設計、電路功能分析測試的虛擬仿真軟件，是一個虛擬的電子實驗室。

1.1Multisim2001軟件的元器件庫提供了數千種電子元器件，包括：電源庫、基本元器件庫、二極管庫、晶體管庫、模擬集成器件庫、混合集成器件庫等。豐富的元器件為學生了解各類電工、電子元器件打下了堅實的基礎，也可以了解各類元器件的參數和性能，并能為教學提供用之不盡且無任何經濟負擔的實驗元件。

1.2Multisim2001軟件提供了齊全的虛擬測試儀器儀表，有一般實驗用的通用儀器，如萬用表、功率表、函數信號發生器，還用一般實驗室少有的儀器，如波特圖儀、字信號發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換儀、失真儀、頻譜分析儀和網絡分析儀。它不但彌補了實驗室儀器的不足，更能使仿真分析易于理解，仿真結果一目了然。

1.3Multisim2001軟件具有較為詳細的電路分析功能。可以完成電路的瞬態分析和穩態分析、時域分析和頻域分析、器件的線性分析和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅立葉分析、電路零極點分析、交直流靈敏度分析等電路分析方法。分析結果以數值或波形直觀顯示，這些經典的分析方法是引導學生剖析電路的手術刀。

1.4Multisim2001軟件可以設計、測試和演示包括電工電路、模擬電子電路、數字電路、射頻電路及微機接口電路等各種電子電路，還可以對被仿真元器件設置各種故障，如開路、短路和不同程度的漏電，從而可是在教學中模擬各種故障，以提高學生對實際電路分析和排故能力，也為對學生的實踐能力考察提供了方便。

2EDA技術在電子專業課程改革中發揮的作用

2.1應用于課堂教學環節，開展探究式教學，是師生高效交流的平臺。

以前由于課堂上師生之間沒有實時交互的平臺，教師是單向地教，學生是被動地學，而Multisim2001的出現，恰到好處地為師生搭建了一個良好地交互平臺。因為，首先，在Multisim2001創建的電子線路課堂教學情境中，電子元器件、儀器儀表、仿真分析方法同等地提供給教師和學生，使學生產生親臨電子電路實際環境之中的感覺，不再是旁觀者，而變成了電路知識的探究者；其次， Multisim2001對電路參數的設置、電子分析和仿真、數據圖形的處理以及結果的輸出都只需簡單的操作即可完成，這樣就使師生的交互能在輕擊幾下鼠標之下完成。因而在課堂上師生間能通過簡捷、輕松的方式完成充分的交流，學生的疑問、新奇的想法等都可以及時驗證和嘗試。真正為師生搭建了一個開放性的“所想即所得”的高效交流平臺。在這個平臺上，才能使探究式教學發現它的作用。

2.2應用于實驗教學環節，開展虛擬實驗，是實際硬件實驗的有力補充和拓展。

虛擬實驗在實驗教學中的應用主要表現在以下三個方面：

2.2.1學校缺少某項實驗的實驗設備時，虛擬實驗可以代替硬件實驗。

有些學校由于缺少實驗設備，部分硬件實驗無法展開，就完全可以用虛擬實驗代替。虛擬實驗的一大特點就是不受實驗設備、場地的條件限制，只要有計算機，有EDA軟件(如Multisim2001)，幾乎所有的實驗都難不住它。

2.2.2同一實驗課題，在開展硬件實驗的同時，可以輔以虛擬實驗。

EDA軟件中又具有經典的仿真分析方法，能輕而易舉地實現瞬時現象的捕捉，也能把很長時間的現象展現于一秒，這也是實際儀器不能敵的。所以，同一個課題，開展實際硬件實驗可使學生鍛煉動手能力，獲得直接經驗。開展虛擬實驗，有助于對實驗現象的觀察和實驗數據的獲得，最終有利于分析和實驗結論的獲得。

2.2.3開展具有創造性的開放式實驗

利用虛擬實驗技術，進行開放式的實驗，學生在實驗中，可以發揮自己的創造力，對電路進行別出心裁的修改，對電路的分析和測試做不同的嘗試，使學生完全成為實驗電路的剖析者和探索者，又不必擔心會損壞任何器件或儀器。這樣既拓展了實驗范圍，又培養了學生的創新意識。

長久以來，電類實驗課普遍采用傳統的硬件驗證的實驗模式，隨著EDA技術的發展，系統仿真技術日越完善，它將越來越多地應用于實驗課程的教學，實驗課程也必然采取硬件實驗和軟件仿真相結合的方式。

3結語

EDA技術是將計算機技術應用于電子電路設計過程的一門嶄新技術，給電子產品設計與開發帶來了革命性的變化。它在教學領域的應用也必將給電子專業課程的教學帶來革命性的變化。無論從教學還是從實用的角度去考慮，它都是一個最體現以人為本、體現能力本位的新型的教學技術。無論從課堂教學還是從實驗教學去應用，它都將更好地激發學生的創新意識和探索精神。

參考文獻：

[1]黃智偉.基于Multisim2001的電子電路計算機仿真設計與分析.電子工業出版社.

[2]崔建明.電工電子EDA仿真技術.高等教育出版社

中圖分類號:G633

文獻標志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)12-0243-01