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仿真技术在电子专业教学中的应用探讨

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张阿进

摘要：在中职电子专业教学过程中，引入电子仿真技术，对学生加深对理论课内容的理解，提升实践操作能力与计算机运用能力，以及培养创新意识与创新能力，具有极为重大的意义。基于此，文章对电子仿真技术进行了阐述，并对中职电子专业教学中仿真技术的运用予以研究与探讨。

关键词：仿真技术电子专业教学

一、电子仿真技术概述

电子仿真技术是以计算机作为主要的工作平台，结合其他先进的技术（智能化技术、应用电子技术以及计算机技术等），开发而成的一个电子CAD通用软件包，其主要的作用是辅助PCB、电子电路以及IC等三方面的设计工作。以往传统的电子线路设计模式是采取制作实验板来实现的，在实验板上通过对实际元器件的实验与调试，以获得相关的数据，之后再对原设计中的电路参数予以修改，直至达到预期设计要求为止。然而，在实际的工作当中，往往会受到各种因素的影响与制约，例如实验仪器设备、元器件、规格以及数量等不足，实验仪器受损，这些都将影响到实验的进行。这种情况不但会对设计工作的正常展开带来影响，同时也会束缚设计人员的手脚。而电子仿真技术的出现，就可以有效地处理这一问题，如利用仿真实验，可以在计算机中模拟出实验所需要的各种仪器、设备等。这不但能够克服实际实验室中条件的约束，同时还能够依据实验目的的不同，开展各种实验，以便对学生的分析能力、应用能力以及创新能力进行有效的培养。

二、仿真技术在电子专业教学中的应用实践

伴随着科学技术与现代教育技术的发展，各种先进技术被广泛运用到教学领域中，仿真技术作为一种新兴的技术，同样也被运用到电子专业的教学当中，且对促进教学质量与效率的提升，起到了举足轻重的作用。以下笔者以“放大电路”的学习为例，对仿真技术在电子专业教学中的应用进行探讨。

在模拟电路中，放大电路是一个极为关键的构成部分，其中最为基本的电路形式就是共射极放大电路。因此，在放大电路教学过程中，首先应当利用多媒体课件对相关的知识点进行说明，例如信号放大的基本概念、共射极电路的构成、各个组成部分的作用、放大电路的动静态特性等。在对问题进行设计时，可以设计以下问题：怎样在放大电路输入端添加正弦信号？输出信号是否会出现变化？电压放大倍数与什么因素相关？倘若对电路的偏置予以调整，那么输出信号又将发生怎样的改变？

之后通过Multisim软件建立共射极电路，然后再展开以下仿真实验。共射极放大电路图如图1所示。

图1共射极放大电路图

将Simulate菜单内的Anslysis下的DCOperatingPoint命令打开，进而得到静态的参数：VB=1.82V，VC=4.84V，VE=1.20V。将正弦电压信号（幅值是5mV）添加在输入端，进而对处于空载状态与接10kΩ负载下的放大电路的输出电压波形予以测定，进而得出参数值分别是1.2V、753.7mV，具体如图2所示。

（1）空载状态输入输出电压波形（2）10kΩ负载状态输入输出电压波形

图2

对输入信号的幅值予以改变，输入电压增加到15mV，而在此时输出电压波形如图3（1）所示。对偏置电阻予以改变，把电阻Rb1增加至25kΩ，最终所得到的电压波如下图3（2）所示。

（1）输入15mV时输入输出电压波形（2）偏置电阻改变时输入输出电

压波形

图3

通过对上述仿真结果的总结与分析，可以得出以下五点结论：第一，当输出电压大于输入电压幅值时，电路具备电压放大的功能；第二，当输入电压和输出电压在相位上相差180?时，共射极电路具备反相功能；第三，在输入信号较大，且输出信号正负半周不对称时，将会出现失真的现象；第四，放大电路当中的放大倍数和负载有一定的联系，其中当负载小时，放大电路的放大倍数就小，反之，负载大，放大倍数也大；第五，当偏置电阻Rb1增加至一定值时，输出电压波形的负半周会发生失真的现象。

三、仿真技术在教学中的优势及注意事项

在中职电子专业教学中应用仿真技术，具有一定的优越性。一是应用范畴比较广，且有极强的拓展性。仿真教学能够提供多种多样的实验教学程序与实验电路板，能够广泛运用于各种电子课程，例如模拟电子技术、电子测量技术等。二是有比较高的效率。仿真技术能够提供各种信号源、数字存储示波器等虚拟仪器，能够进行数据的采集与处理，展开温度检测控制，以及进行电路设计实验等。三是有较强的趣味性。在教学过程中进行仿真教学，能够极大地激发学生学习的兴趣与热情，将全部的精力都投入到教学活动中。此外，仿真实验的成本较低，可以随时展开仿真教学。

虽然仿真教学的开展在一定程度上丰富了教学内容，优化了教学手段，但是倘若用虚拟仿真实验完全替代实物实验，将造成学生对实际元器件检测与封装认知水平的下降，进而使得学生实际操作仪器的能力、对实际电子产品设计布局的能力、实际电路布线的能力