仿真技術(shù)在電子專業(yè)課程改革中的應(yīng)用探究

譚學(xué)文

(淮安工業(yè)中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 淮安 223200)

仿真技術(shù)在電子專業(yè)課程改革中的應(yīng)用探究

譚學(xué)文

(淮安工業(yè)中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 淮安 223200)

摘要：EDA仿真技術(shù)軟件可以進(jìn)行電路圖的繪制、設(shè)計、仿真試驗和分析，能夠用于電子專業(yè)的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)、開展虛擬實驗，在提高教學(xué)效率和節(jié)約實驗資源上能起到很大的作用。

關(guān)鍵詞：電子專業(yè);EDA;Multisim

電子技術(shù)是一個實踐性很強的專業(yè)，在傳統(tǒng)教育教學(xué)中往往理論重于實踐，從而形成學(xué)生不想學(xué)習(xí)，或想學(xué)習(xí)而學(xué)不好，如何在教學(xué)中融入先進(jìn)的教育技術(shù)，突破傳統(tǒng)教學(xué)方式，體現(xiàn)它的實踐性特點是十分重要的教學(xué)課題。隨著EDA技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，必然帶來一場深刻的教學(xué)改革。在電子專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用EDA技術(shù)將是一個必然的趨勢。

1EDA技術(shù)基本功能介紹

EDA是指以計算機(jī)為工作平臺，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成功的電子CAD通用軟件包。主要能輔助進(jìn)行三方面的設(shè)計工作，既IC設(shè)計、電子電路設(shè)計和PCB設(shè)計。EDA技術(shù)代表了當(dāng)今電子設(shè)計技術(shù)的最新發(fā)展方向。它不僅為電子技術(shù)設(shè)計人員提供了“自頂向下”的設(shè)計理念，同時也為教學(xué)提供了一個極為便捷的、科學(xué)的實驗教學(xué)平臺。將EDA仿真軟件應(yīng)用到電工、電子類專業(yè)的教學(xué)中是一種教學(xué)手段的創(chuàng)新，也是提高教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)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(xiàn)了“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。Multisim2001是一個電路圖設(shè)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(shù)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(xué)生了解各類電工、電子元器件打下了堅實的基礎(chǔ)，也可以了解各類元器件的參數(shù)和性能，并能為教學(xué)提供用之不盡且無任何經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)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(shù)信號發(fā)生器，還用一般實驗室少有的儀器，如波特圖儀、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀、失真儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)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(jié)果一目了然。

1.3Multisim2001軟件具有較為詳細(xì)的電路分析功能?？梢酝瓿呻娐返乃矐B(tài)分析和穩(wěn)態(tài)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(jié)果以數(shù)值或波形直觀顯示，這些經(jīng)典的分析方法是引導(dǎo)學(xué)生剖析電路的手術(shù)刀。

1.4Multisim2001軟件可以設(shè)計、測試和演示包括電工電路、模擬電子電路、數(shù)字電路、射頻電路及微機(jī)接口電路等各種電子電路，還可以對被仿真元器件設(shè)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(xué)中模擬各種故障，以提高學(xué)生對實際電路分析和排故能力，也為對學(xué)生的實踐能力考察提供了方便。

2EDA技術(shù)在電子專業(yè)課程改革中發(fā)揮的作用

2.1應(yīng)用于課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，開展探究式教學(xué)，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(xué)生是被動地學(xué)，而Multisim2001的出現(xiàn)，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(chuàng)建的電子線路課堂教學(xué)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(xué)生，使學(xué)生產(chǎn)生親臨電子電路實際環(huán)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(shù)的設(shè)置、電子分析和仿真、數(shù)據(jù)圖形的處理以及結(jié)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(biāo)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(xué)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(xué)發(fā)現(xiàn)它的作用。

2.2應(yīng)用于實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，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(xué)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下三個方面：

2.2.1學(xué)校缺少某項實驗的實驗設(shè)備時，虛擬實驗可以代替硬件實驗。

有些學(xué)校由于缺少實驗設(shè)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(shè)備、場地的條件限制，只要有計算機(jī)，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(jīng)典的仿真分析方法，能輕而易舉地實現(xiàn)瞬時現(xiàn)象的捕捉，也能把很長時間的現(xiàn)象展現(xiàn)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(xué)生鍛煉動手能力，獲得直接經(jīng)驗。開展虛擬實驗，有助于對實驗現(xiàn)象的觀察和實驗數(shù)據(jù)的獲得，最終有利于分析和實驗結(jié)論的獲得。

2.2.3開展具有創(chuàng)造性的開放式實驗

利用虛擬實驗技術(shù)，進(jìn)行開放式的實驗，學(xué)生在實驗中，可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，對電路進(jìn)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(xué)生完全成為實驗電路的剖析者和探索者，又不必?fù)?dān)心會損壞任何器件或儀器。這樣既拓展了實驗范圍，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。

長久以來，電類實驗課普遍采用傳統(tǒng)的硬件驗證的實驗?zāi)Ｊ?，隨著EDA技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)仿真技術(shù)日越完善，它將越來越多地應(yīng)用于實驗課程的教學(xué)，實驗課程也必然采取硬件實驗和軟件仿真相結(jié)合的方式。

3結(jié)語

EDA技術(shù)是將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電子電路設(shè)計過程的一門嶄新技術(shù)，給電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)帶來了革命性的變化。它在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也必將給電子專業(yè)課程的教學(xué)帶來革命性的變化。無論從教學(xué)還是從實用的角度去考慮，它都是一個最體現(xiàn)以人為本、體現(xiàn)能力本位的新型的教學(xué)技術(shù)。無論從課堂教學(xué)還是從實驗教學(xué)去應(yīng)用，它都將更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃智偉.基于Multisim2001的電子電路計算機(jī)仿真設(shè)計與分析.電子工業(yè)出版社.

[2]崔建明.電工電子EDA仿真技術(shù).高等教育出版社

中圖分類號:G633

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)12-0243-01