模擬電子技術(shù)實驗仿真教學(xué)研究

秦永華 廖英杰

“本科評估”建設(shè)中九江學(xué)院定位于教學(xué)型學(xué)校，培養(yǎng)應(yīng)用型人才、服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)。因此，在“寬基礎(chǔ)”教育、專業(yè)教育上要保證基本理論和基本分析方法的教授，同時突出應(yīng)用特點。保證基礎(chǔ)正是強(qiáng)化實踐、提高技能，提高專業(yè)素質(zhì)。在電子專業(yè)當(dāng)中“模擬電子技術(shù)實驗”作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，它是幫助學(xué)生理解模擬電子技術(shù)基本理論的重要手段，培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題，加強(qiáng)實踐能力的重要環(huán)節(jié)。

1.模擬電子技術(shù)實驗現(xiàn)狀

“模擬電子技術(shù)課程實驗”的內(nèi)容主要是常用放大電路。有元器件性能研究、基本放大電路、反饋電路、集成運算放大器、直流電源等。對應(yīng)每個理論部分都設(shè)有實驗。目前實驗采用的設(shè)備是模擬電子技術(shù)實驗箱。在使用過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)有很多問題。比如說使用時間比較長實驗器件老化，實驗電位計接觸不良，電源部分、三極管等也被燒掉、損壞比較多，這些問題使得實驗板有很多不能正常使用。那么如果是學(xué)生遇到這樣的情況，他們做實驗的時候沒有辦法得到結(jié)果，就很失望。學(xué)生做實驗，特別是課程初期的幾個實驗，相對不夠熟悉，遇到出錯例如接線的不規(guī)則，但是找不出原因，只能重新搭建電路，不停的拆搭花費了很多時間，實驗效率很低。以上問題的頻繁出現(xiàn)嚴(yán)重影響到學(xué)生做實驗的心情以及進(jìn)度。

實驗操作課程本身存在不足：首先實驗的內(nèi)容基本是驗證性，驗證理論講解內(nèi)容、基本知識，相對缺少設(shè)計內(nèi)容。第二實驗儀器采用實驗板，學(xué)生連接少量導(dǎo)線、只需撥動開關(guān)，就能完成操作，接上儀器就能完成對電路的測試而沒有完整的接線過程，也就不了解整個電路的布局，對認(rèn)識電路的構(gòu)成有欠缺，學(xué)生對于電路的應(yīng)用及所起的的作用了解不夠。在驗證實驗當(dāng)中應(yīng)加入設(shè)計內(nèi)容，加強(qiáng)對電路基本原理、基本結(jié)構(gòu)理解以及技能操作水平。再有，實驗所需的時間比較長，相對效率較低。加上儀器本身的缺陷，使得實驗的效果不太理想。因此我們需要改進(jìn)一下狀況。

如何提高實驗效率和使用結(jié)果？需要采取另外的方式來激發(fā)學(xué)生做實驗的熱情。逐步引導(dǎo)幫助學(xué)生對模擬實驗有更好的操作。

2.仿真軟件介紹

基于以上原因，我們引入仿真軟件實行仿真實驗。將理論、實驗和計算機(jī)相結(jié)合，采用仿真方式從而改善教學(xué)效果。

Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。Proteus電子電路仿真軟件，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺。

3.仿真實驗

向同學(xué)們介紹Proteus軟件，激發(fā)同學(xué)們興趣好學(xué)心，大家很快了解了仿真軟件，利用計算機(jī)獲得仿真實驗結(jié)果，做出了好作品，大大增強(qiáng)了實驗效果，也提高了同學(xué)們的綜合能力。

以基本放大電路中單管共射放大電路為例，說明仿真實驗的形式和效果。

（1）制作放大電路仿真實驗

用Proteus軟件繪制電路。這是一個分壓式穩(wěn)定靜態(tài)工作點電路，不僅完成實驗電路的原理組成，而且確定了相關(guān)參數(shù)，對電路有了更加深刻的認(rèn)識和更加深入的定量研究。共射放大電路的靜態(tài)參數(shù)結(jié)果顯示在標(biāo)識分析點，觀測參數(shù)與理論計算相呼應(yīng)，實現(xiàn)了理論與實踐的統(tǒng)一，達(dá)到更好的實驗效果。

（2）放大電路動態(tài)分析仿真實驗

放大電路的動態(tài)放大行為用示波器表現(xiàn)，當(dāng)輸入信號改變時，觀測輸出信號同步變化，從而完成對放大電路的直接觀察。

（3）關(guān)鍵參數(shù)仿真研究

旁路電容的影響在模擬電路理論分析中是重點，通過仿真實驗比較旁路電容連接和斷開時電路運行結(jié)果，可清晰分辨旁路電容對放大電路的影響，從而對實際操作實驗有引導(dǎo)和支撐作用。

4.仿真實驗總結(jié)

用軟件進(jìn)行仿真實驗。能夠彌補(bǔ)硬件實驗不足。實驗原理、實驗參數(shù)、實驗結(jié)果以及關(guān)鍵點通過計算機(jī)仿真手段展現(xiàn)出來，學(xué)生能夠快捷而方便地學(xué)習(xí)到的理論知識和操作技能，這樣大大提高學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情和積極性，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，發(fā)揮了仿真實驗的積極作用。

參考文獻(xiàn)

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