仿真虚拟实验教学的探索跟实践.pdf

2007年第1期(总第47期) 中国现代教育装备 仿真虚拟实验教学的探索与实践 金凤莲 兰振平 牛悦苓 (大连轻工业学院 辽宁大连 116034 ) 摘 要 ：本文介绍了Electronics Workbench软件在分析和设计电子线路中的作用，并结合实例介绍了仿 真虚拟实验技术在实践教学中的应用，指出了其相对于具体实物实验的优缺点。旨在探讨实验教学的一些 新思路,以提高实验教学效果,培养学生实际动手能力和创新思维能力。最后给出的仿真结果表明该软件应 用于电子线路仿真是切实可行的，在跟踪性和快速性方面达到了令人满意的效果。 关键词：虚拟技术 仿真分析 电子线路 EWB软件 电子技术课程工程实践性强的特点，决定了需要大 器件库相兼容。可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、 量课时的实验和课程设计实践教学来配合课程学习，才 时域分析和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路 能获得较好的教学效果。以往实验内容验证性项目偏 的噪声分析和失真分析等常规电路分析方法，而且还提 多，设计综合性实验项目偏少，设计题目简单、单一， 供了离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度 设计方法陈旧。主要原因是观念陈旧，受实验室条件的 分析和电路容差分析等共计十四种电路分析方法。可以 限制，实验室设备的更新投入跟不上实验教学的要求发 设置各种元件故障进行仿真，如开路、短路和不同程度 展。采取EWB软件模拟仿真与硬件电路实现相结合的方 的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作状况。 法，将仿真虚拟实验技术引入实验教学，以计算机辅助 电路文件可直接输出给Protel,OrCAD等PCB设计软件， 教学来补充常规教学，可大大缓解实验室投入不足和实 自动排出印制线路板。EWB的工作界面非常直观，操作 验空间、实验时间、实验内容受限制的矛盾,实践证明 方便，原理图和各种工具都在同一个窗口内，它采用图 这是一条解决问题的有效途径。 形输入方式，从创建电路、施加信号源到调用各种测试 仪器都可直接从屏幕上进行，在计算机上虚拟出一个测 一、EWB软件介绍 试仪器先进、元器件品种齐全的电子工作台，所创建的 随着计算机技术和集成电路技术的发展，采用虚拟 电路形式和测试方法都十分贴近实验，所见即所得，形 象直观生动，犹如身临其境，仿佛置身于实验室使用真 技术进行电路的分析与设计已成为可能，Electronic Workbench软件（以下简称EWB）是众多仿真软件中的 实仪器调试电路，既解决了购买高档仪器、大量元器件 之难，又避免了仪器损坏、搭接电路麻烦等不利因素， 一种，它是加拿大Interactive Image Technologies 公司于上世纪八十年代末、九十年代初推出的专门用于 从而提高了前期的电路开发效率，在计算机上就能设计 电子线路仿真的“虚拟电子工作台”，它是一个非常小 并调试出性能优良的电路。因此它是一个具有很高实用 巧的模拟/数字电路混合仿真的EDA(电子设计自动化) 价值的计算机辅助设计工具，大大加快了电子产品的开 软件，但其仿真功能十分强大。该软件一改众多仿真软 发速度，提高了设计人员的工作效率。 件生硬的面孔，在台面上提供了各种各样的虚拟电子工 二、仿真虚拟实验的特点 具，如电流表、电压表、万用表、信号发生器、示波 器、波特图仪、字信号发生