譚學(xué)文

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

仿真技術(shù)在電子專(zhuān)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(zhuān)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(jì)、仿真試驗(yàn)和分析，能夠用于電子專(zhuān)業(yè)的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)、開(kāi)展虛擬實(shí)驗(yàn)，在提高教學(xué)效率和節(jié)約實(shí)驗(yàn)資源上能起到很大的作用。

關(guān)鍵詞：電子專(zhuān)業(yè);EDA;Multisim

電子技術(shù)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，在傳統(tǒng)教育教學(xué)中往往理論重于實(shí)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(shí)踐性特點(diǎn)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(lái)一場(chǎng)深刻的教學(xué)改革。在電子專(zhuān)業(yè)教學(xué)中應(yīng)用EDA技術(shù)將是一個(gè)必然的趨勢(shì)。

1EDA技術(shù)基本功能介紹

EDA是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)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(jì)工作，既IC設(shè)計(jì)、電子電路設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)代表了當(dāng)今電子設(shè)計(jì)技術(shù)的最新發(fā)展方向。它不僅為電子技術(shù)設(shè)計(jì)人員提供了“自頂向下”的設(shè)計(jì)理念，同時(shí)也為教學(xué)提供了一個(gè)極為便捷的、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。將EDA仿真軟件應(yīng)用到電工、電子類(lèi)專(zhuān)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(shí)現(xiàn)了“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。Multisim2001是一個(gè)電路圖設(shè)計(jì)、電路功能分析測(cè)試的虛擬仿真軟件，是一個(gè)虛擬的電子實(shí)驗(yàn)室。

1.1Multisim2001軟件的元器件庫(kù)提供了數(shù)千種電子元器件，包括：電源庫(kù)、基本元器件庫(kù)、二極管庫(kù)、晶體管庫(kù)、模擬集成器件庫(kù)、混合集成器件庫(kù)等。豐富的元器件為學(xué)生了解各類(lèi)電工、電子元器件打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也可以了解各類(lèi)元器件的參數(shù)和性能，并能為教學(xué)提供用之不盡且無(wú)任何經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的實(shí)驗(yàn)元件。

1.2Multisim2001軟件提供了齊全的虛擬測(cè)試儀器儀表，有一般實(shí)驗(yàn)用的通用儀器，如萬(wàn)用表、功率表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，還用一般實(shí)驗(yàn)室少有的儀器，如波特圖儀、字信號(hào)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(bǔ)了實(shí)驗(yàn)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(shí)域分析和頻域分析、器件的線(xiàn)性分析和非線(xiàn)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(diǎn)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(guān)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(jì)、測(cè)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(duì)被仿真元器件設(shè)置各種故障，如開(kāi)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(duì)實(shí)際電路分析和排故能力，也為對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力考察提供了方便。

2EDA技術(shù)在電子專(zhuān)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(kāi)展探究式教學(xué)，是師生高效交流的平臺(tái)。

以前由于課堂上師生之間沒(méi)有實(shí)時(shí)交互的平臺(tái)，教師是單向地教，學(xué)生是被動(dòng)地學(xué)，而Multisim2001的出現(xiàn)，恰到好處地為師生搭建了一個(gè)良好地交互平臺(tái)。因?yàn)?，首先，在Multisim2001創(chuàng)建的電子線(xiàn)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(shí)際環(huán)境之中的感覺(jué)，不再是旁觀(guān)者，而變成了電路知識(shí)的探究者；其次， Multisim2001對(duì)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(jiǎn)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(guò)簡(jiǎn)捷、輕松的方式完成充分的交流，學(xué)生的疑問(wèn)、新奇的想法等都可以及時(shí)驗(yàn)證和嘗試。真正為師生搭建了一個(gè)開(kāi)放性的“所想即所得”的高效交流平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)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(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，開(kāi)展虛擬實(shí)驗(yàn)，是實(shí)際硬件實(shí)驗(yàn)的有力補(bǔ)充和拓展。

虛擬實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

2.2.1學(xué)校缺少某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備時(shí)，虛擬實(shí)驗(yàn)可以代替硬件實(shí)驗(yàn)。

有些學(xué)校由于缺少實(shí)驗(yàn)設(shè)備，部分硬件實(shí)驗(yàn)無(wú)法展開(kāi)，就完全可以用虛擬實(shí)驗(yàn)代替。虛擬實(shí)驗(yàn)的一大特點(diǎn)就是不受實(shí)驗(yàn)設(shè)備、場(chǎng)地的條件限制，只要有計(jì)算機(jī)，有EDA軟件(如Multisim2001)，幾乎所有的實(shí)驗(yàn)都難不住它。

2.2.2同一實(shí)驗(yàn)課題，在開(kāi)展硬件實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，可以輔以虛擬實(shí)驗(yàn)。

EDA軟件中又具有經(jīng)典的仿真分析方法，能輕而易舉地實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)現(xiàn)象的捕捉，也能把很長(zhǎng)時(shí)間的現(xiàn)象展現(xiàn)于一秒，這也是實(shí)際儀器不能敵的。所以，同一個(gè)課題，開(kāi)展實(shí)際硬件實(shí)驗(yàn)可使學(xué)生鍛煉動(dòng)手能力，獲得直接經(jīng)驗(yàn)。開(kāi)展虛擬實(shí)驗(yàn)，有助于對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得，最終有利于分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的獲得。

2.2.3開(kāi)展具有創(chuàng)造性的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)

利用虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)，進(jìn)行開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，對(duì)電路進(jìn)行別出心裁的修改，對(duì)電路的分析和測(cè)試做不同的嘗試，使學(xué)生完全成為實(shí)驗(yàn)電路的剖析者和探索者，又不必?fù)?dān)心會(huì)損壞任何器件或儀器。這樣既拓展了實(shí)驗(yàn)范圍，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

長(zhǎng)久以來(lái)，電類(lèi)實(shí)驗(yàn)課普遍采用傳統(tǒng)的硬件驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)?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(lái)越多地應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，實(shí)驗(yàn)課程也必然采取硬件實(shí)驗(yàn)和軟件仿真相結(jié)合的方式。

3結(jié)語(yǔ)

EDA技術(shù)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電子電路設(shè)計(jì)過(guò)程的一門(mén)嶄新技術(shù)，給電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)帶來(lái)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(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)帶來(lái)革命性的變化。無(wú)論從教學(xué)還是從實(shí)用的角度去考慮，它都是一個(gè)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(wú)論從課堂教學(xué)還是從實(shí)驗(yàn)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(shí)和探索精神。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃智偉.基于Multisim2001的電子電路計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)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(lèi)號(hào):G633

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-1602(2016)12-0243-01