張麗

摘 要

在現(xiàn)代化教學(xué)改革中計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)作為一種新型的喜聞樂見的教學(xué)方法，因?yàn)樾问叫路f，方式靈活，適合大部分教學(xué)的需要。而計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的方法已經(jīng)成為繼實(shí)驗(yàn)研究和理論分析之外的另一強(qiáng)有效研究手段。在繁雜的電子線路教學(xué)中適當(dāng)引入計(jì)算機(jī)數(shù)值方法，可以使枯燥復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式轉(zhuǎn)變?yōu)楸容^生動形象的立體的圖像，也可以使物理知識更加直觀淺顯易懂，縮小了理論與實(shí)踐的差距，使學(xué)生接受容易接受新知識，更提高了教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效率。

【關(guān)鍵詞】電子線路；MATLAB語言；圖像處理

Matlab軟件是美國mathwork公司二十世紀(jì)八十年代開發(fā)的，是一套高性能的大型科學(xué)計(jì)算和可視化軟件，主要適用于數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、圖形顯示和信號處理，應(yīng)用范圍涵蓋了當(dāng)今幾乎所有的工業(yè)基礎(chǔ)應(yīng)用與科學(xué)應(yīng)用研究領(lǐng)域。此軟件的三大突出特點(diǎn)分別為：一、功能強(qiáng)大：一具有數(shù)值計(jì)算和符號計(jì)算、編程可視化以及文字和數(shù)學(xué)統(tǒng)一處理等功能；二、簡單易學(xué)輸入簡潔，指令表達(dá)式基本與標(biāo)準(zhǔn)教科書的數(shù)學(xué)表達(dá)式基本一致；三、可擴(kuò)展性強(qiáng)運(yùn)算高效；一般具有自學(xué)能力的人，經(jīng)過兩個月以內(nèi)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)就可以掌握一般簡單的程序語句，更高水平的人經(jīng)過一年的應(yīng)用于實(shí)踐，就可以達(dá)到獨(dú)立編程水平。此外，matlab軟件可以很方便地把繁雜的計(jì)算過程凝聚成一個程序，從而把老師和學(xué)生從繁瑣重復(fù)的計(jì)算中解脫出來，無疑是一種提高效率的革命。

1 Matlab簡介

Matlab系統(tǒng)作為當(dāng)今世界最流行的第四代計(jì)算機(jī)語言，在航空航天，物理學(xué)，通信，網(wǎng)絡(luò)控制，圖形圖象處理，系統(tǒng)建模仿真，數(shù)據(jù)分析等不同的領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，極大地被自然科學(xué)，工程技術(shù)以及教育界所關(guān)注。Matlab創(chuàng)建于1984年，Mathwork公司現(xiàn)狀總部設(shè)于Natick（內(nèi)蒂克）、MA， 在英國、法國、西班牙、比荷盧（Benelux）等都設(shè)有辦事處，且在全球21個國家駐有分銷商；主要應(yīng)用在科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，作為一種全面的簡單的解決方案，很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。Matlab系統(tǒng)具有強(qiáng)大的可視化功能它方便的2d，3d繪圖功能、強(qiáng)大的電影與程序動畫制作、連續(xù)與離散數(shù)據(jù)的圖形表現(xiàn)、面向圖形對象的操作；Matlab系統(tǒng)具有良好的平臺性可以與word有共享界面、與Fortran以及C++程序的接口；Matlab系統(tǒng)還具有良好的開放和可擴(kuò)展性： C/C++數(shù)學(xué)庫和圖形庫、自定義數(shù)據(jù)（面向?qū)ο缶幊蹋?、建立?dú)立可任意發(fā)布的外部應(yīng)用、圖形界面設(shè)計(jì)。

2 Matlab應(yīng)用在電子線路

2.1 電路頻率響應(yīng)分析

2.2 電路暫態(tài)響應(yīng)分析電路

在 t<0時，開關(guān) K 位于“1”，電 路已處于穩(wěn)態(tài)，t =0 時，開關(guān) K 閉合到“2”，求 UC 和 IR2的響應(yīng)，并畫出它們的波形.

（1）建模 這是一個暫態(tài)分析過程.先要找到其初值和終 值. 當(dāng)t=0_時，UC（ 0_）=-12V，IC（ 0 -）=0； 當(dāng) t = 0+時，因?yàn)殡娙萜鞫穗妷翰豢赡芡蛔?，仍?UC（ 0+） =UC（ 0_）=-12V，R2 電阻的電流應(yīng)等于電容電壓除 以電阻，即 IR2（ 0+）=UC（ 0+） R2 =-1A 再分析終值.達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，電容中將無電流，電流 源的全部電流將在兩個電阻之間分配，其端電壓應(yīng)相 同，它也就是電容上的終電壓，結(jié)果應(yīng)為 UCF =IS × （ R2//R3）=12V ，IR2F=1A. 瞬態(tài)響應(yīng)由三要素法計(jì)算，如圖2。

4 結(jié)論

將MATLAB軟件應(yīng)用到電子線路實(shí)驗(yàn)中是可行的。