電子模擬仿真實驗室的研究與開發(fā)

楊威 耿健

摘 要： 為了解決傳統(tǒng)電子模擬仿真實驗室存在電子電路模擬效果差，相似性分析能力差的問題，研究并開發(fā)基于VB以及PSPICE技術(shù)的電子模擬仿真實驗室。設(shè)計電子模擬仿真實驗室的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及模塊結(jié)構(gòu)，采用VB的ActiveX技術(shù)產(chǎn)生電子元器件控件，通過VB技術(shù)對前臺界面進(jìn)行編程，采用PSPICE軟件實現(xiàn)后臺分析仿真。該虛擬實驗室系統(tǒng)軟件由界面層、數(shù)據(jù)處理層、仿真層以及服務(wù)層構(gòu)成。用戶通過虛擬實驗面板拖拽組件菜單中需要的元器件進(jìn)行部署，實現(xiàn)人機交互。分析電子模擬仿真實驗室的登陸界面以及仿真實現(xiàn)過程，通過PSPICE仿真軟件完成實驗室后臺分析仿真，設(shè)置仿真分析參數(shù)以及仿真輸出參數(shù)。實驗結(jié)果說明，所設(shè)計實驗室電子電路模擬效果良好，相似度分析效果佳。

關(guān)鍵詞： 電子模擬； 仿真實驗室； VB技術(shù)； PSPICE軟件； 虛擬實驗面板； 相似度

中圖分類號： TN710?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2018）11?0105?05

Research and development of electronic simulation laboratory

YANG Wei， GENG Jian

（Nanchang Institute of Technology， Nanchang 330044， China）

Abstract： Since the traditional electronic simulation laboratory has the problems of poor electronic circuit simulation effect and weak similarity analysis capability， the electronic simulation laboratory based on VB and PSPICE technologies is researched and developed， its network structure and module structure are designed. The VB ActiveX technology is used to generate the electronic components control. The foreground interface is programmed by means of VB technology. PSPICE software is used to realize the background analysis and simulation. The software of the virtual laboratory system is composed of interface layer， data processing layer， simulation layer and service layer. The users can drag the components in module menu by means of virtual experiment panel for deployment， which can realize the human?computer interaction. The implementation and its simulation process of the login interface of the electronic simulation laboratory are analyzed. The PSPICE simulation software is used to complete the laboratory background analysis and simulation， and set the simulation analysis parameters and simulation output parameters. The experimental results show that the designed simulation circuit of laboratory has good simulation effect and perfect similarity analysis effect.

Keywords： electronic simulation； simulation laboratory； VB technology； PSPICE software； virtual experiment panel； similarity

0 引 言

信息網(wǎng)絡(luò)和通信計算機技術(shù)的全面發(fā)展促進(jìn)世界各地科學(xué)技術(shù)研究人員之間的交流、合作以及資源共享，為各領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)研究人員帶來便利，并且提高了工作效率。因此，虛擬實驗室概念被提出，加快了實驗室改革的步伐。虛擬實驗室操作是通過對計算機系統(tǒng)展開分布而完成的。在現(xiàn)實的電工電子學(xué)教學(xué)過程中，大部分學(xué)校都存在資源不足、投資巨大、效果不理想等問題。如果能夠在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中利用虛擬電工電子學(xué)實驗教學(xué)，則可解決上述問題，并且保證實驗環(huán)境的安全，也能滿足學(xué)生在學(xué)習(xí)時間和空間上的需求[1]。傳統(tǒng)電子模擬仿真實驗室存在電子電路模擬效果差，相似性分析能力差的弊端。因此，本文研究并開發(fā)了基于VB以及PSPICE技術(shù)的電子模擬仿真實驗室，獲取真實有效的電子電路模擬結(jié)果，提高相似度分析能力。

1 電子模擬仿真實驗室設(shè)計

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計

電子模擬實驗室是利用B/S體系、TCP協(xié)議組建的電路分析系統(tǒng)，采用VB的ActiveX技術(shù)產(chǎn)生電子元器件控件，實驗室前臺運行采取VB語言編寫的APPlet程序，而對于解決前臺用戶指令則采取Java語言編寫的Servlet程序，提前對用戶指令進(jìn)行預(yù)處理操作，同時對指令進(jìn)行篩選，然后利用Java編寫的PSPICE軟件對得到的Spice進(jìn)行電路分析，實現(xiàn)后臺仿真分析[2]。用戶在使用過程中，利用虛擬實驗面板進(jìn)行動態(tài)拖拽、旋轉(zhuǎn)、屬性編輯等操作該系統(tǒng)中的虛擬器件，即可時刻對有關(guān)電路分析的實驗進(jìn)行操作。仿真電路分析實驗的特點包括可視性、交互性、安全性等，并且其實驗環(huán)境逼真，滿足遠(yuǎn)程教育在實驗教學(xué)方面的規(guī)定。因其具有較多的優(yōu)點，因此也極大地提高了實驗的準(zhǔn)確率[3]。本文設(shè)計的電子模擬仿真實驗室系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及模塊結(jié)構(gòu)分別用圖1和圖2描述。