Proteus仿真軟件在中職《模擬電子技術基礎》教學中的應用

張箭

Proteus是目前較為先進和成熟的仿真實驗工具，將Proteus軟件應用于仿真教學中，使模擬電子技術的學習變得形象、直觀，把不可見的電子運動轉為實際效果，引起學生的學習熱情與興趣，能取得較好的教學效果。

一、背景分析

筆者根據幾年的教學實踐，結合企業調查，針對在《模擬電子技術》教學中存在的問題，對教學內容進行了改革，從最初的重理論、重知識體系的傳授轉換到重實際應用、重實操技能，改變傳統的教學模式，引入先進的五步教學法，以項目引入情景、理論講授、Proteus仿真、實操訓練、驗證結果相結合的方法，增強了學生學習興趣，提高了學生的實操技能，較好地解決了中職學生理論基礎薄弱、上課狀態不佳、易走神、玩手機、睡覺和吵鬧等情況發生，取得了比較好的效果。

二、Proteus仿真介入

Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其他EDA工具軟件的仿真功能，還是目前比較好的仿真外圍器件的工具。并且可以從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現了從概念到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，在《模擬電子技術》的學習過程中我們主要使用它的仿真功能，幫助學生理解半導體元件的特性和電路原理的分析。《模擬電子技術》是電子專業技術的一門入門性質的基礎課，模擬電路主要講的是常用半導體器件、基本放大電路、集成運放放大器、放大電路的頻率響應、放大電路中的反饋、信號的運算及處理、波形的產生與信號的處理、功率放大電路和直流電源等。在《模擬電子技術》教學中采用Proteus仿真軟件創造了虛擬實驗環境，將大大加強中職生學習模電的興趣，有利于電子元件的識別與檢測的認識、電路的測試與分析、電路制作（或焊接）與調試使得枯燥乏味的理論課程變得生動、有趣、易學。

下面已幾個具體實際案例來說明一下如何借助采用Proteus仿真軟件進行模電技術基礎的演示教學。

三、電子元件在Proteus仿真

《模擬電子技術》課程中在學習二極管、三極管等晶體管結構、特性等內容時，我們以學習二極管為例，先讓學生熟悉Proteus仿真軟件，然后在教師的指導下畫出二極管伏安特性測試電路，如圖1所示正向伏安特性測試電路。待測二極管V的正極通過限流電阻R和電位器R_p與電源正極連接，它的負極通過毫安表（mA）與電源G的負極連接，通過調節R_p使二極管兩端的正向電壓從零開始逐漸增大，通過電壓表（V）和毫安表（mA），讀出一組正向電壓V_F和正向電流I_F的對應數值（為大于零的值）列出正向伏安特性數據表，同理，反接二極管可以得出反向伏安特性數據表。顯然，運用Proteus仿真軟件可以非常容易地畫出二極管的伏安特性曲線。通過對正向特性曲線的分析很容易得出二極管的正向特性，即二極管的單向導電性以及硅管截止電壓約為0.5V，鍺管截止電壓約為0.3V。硅管導通電壓約為0.7V，鍺管導通電壓約為0.3V。由此可見Proteus仿真軟件可以幫助我們深入地認識電子元件的特性以及檢測方法。消除了以往學習電子元件的困難，又激發了學生的學習興趣，Proteus仿真軟件作為一個學習的輔助工具，能夠讓學生通過仿真把抽象的半導特性理解清楚，有利于學生該科課程的學習。

四、直流穩壓電源Proteus仿真分析

直流穩壓電源是一種當電網電壓變化時，或者負載發生變化時，輸出電壓能基本保持不變的直流電源。用Proteus仿真軟件分析串聯型晶體管穩壓電源，電路的穩壓原理如下：調整管V_1 工作在放大區，它與負載串聯，輸出電壓V_O=V_1-V_CE，通過V_CE的變化來調整V_O。運用Proteus仿真電網電壓變動或負載電阻變化。使輸出電壓V_O增加，由于基級電壓V_B被穩壓二極管穩住不變，V_BE=V_B-V_O，則V_BE要減小，基極電流I_B也相應減小，于是調整管V_1的集電極，發射極等效電阻增加，管壓降V_CE增加，結果促使輸出電壓V_O下降，達到維持穩定不變的效果。

五、課堂效果與成效

在模擬電子教學中應用Proteus進行輔助教學中，將難以理解的知識通過仿真變得更易吸收，降低了學習的難度，縮短了從理論到實踐的過程，有效提高了教學質量以及學生的學習興趣，起到了便于理解學習的作用，使學生能從學習實踐中體驗到學習的樂趣，增強了學習自信心。

責任編輯?李少杰