EWB軟件在《模擬電子技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用

陸璐

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院南京衛(wèi)生分院 江蘇 南京 210038）

EWB軟件在《模擬電子技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用

陸璐

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院南京衛(wèi)生分院 江蘇 南京 210038）

EWB作為一種電路仿真軟件，目前被廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)專業(yè)的教學(xué)中。本文以電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路為例，介紹EWB軟件在《模擬電子技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用，通過直觀化圖形對復(fù)雜難懂的理論進行驗證，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果。

EWB軟件；模擬電子技術(shù)；負(fù)反饋電路

長期以來，《模擬電子技術(shù)》的教學(xué)效果并不理想。非線性元件的抽象性、電路的復(fù)雜性，使得很多學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)有畏難情緒，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。

EWB軟件介紹

EWB（Electronics Workbench）軟件，是加拿大Interactive Image Technologies公司在20世紀(jì)90年代初推出的用于模擬電路和數(shù)字電路的混合仿真軟件，利用它可以直接從屏幕上看到各種電路的輸出波形。在《模擬電子技術(shù)》教學(xué)中引入EWB，能夠?qū)⒃撻T課程中抽象難懂的理論形象化、直觀化，幫助學(xué)生理解復(fù)雜電路，從而在很大程度上改善教學(xué)效果。

EWB軟件在《模擬電子技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用舉例

負(fù)反饋放大電路是《模擬電子技術(shù)》教學(xué)過程中難度較大的內(nèi)容。本文以電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路為例，借助EWB仿真軟件來說明其在《模擬電子技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用。

建立電路 建立如圖1所示的電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，其中信號源電壓us= 6.1mV，信號源內(nèi)阻Rs=4.7kΩ，負(fù)載電阻RL=4.7kΩ。

電路基本特性分析 以下從四個方面對該電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路的性能指標(biāo)進行分析。

電壓表1和2分別測量輸入、輸出電壓ui，uo，將負(fù)載電阻RL從電路中斷開，則電壓表2測得的電壓值為打開仿真開關(guān)，得到輸入電壓ui=5.002mV，輸出電壓=264.4mV，負(fù)載開路時= 310.0mV。

及物性隱喻意味著在翻譯過程中譯者常常要做出不同的選擇，在物質(zhì)過程、心理過程、關(guān)系過程、行為過程、言語過程和存在過程這六種不同的過程類型做出一種選擇，如物質(zhì)過程，心理過程等；選擇和這個過程相關(guān)的功能成分，如參與者、承受者、感覺者和現(xiàn)象等；選擇能夠體現(xiàn)這些功能的詞類，如名詞、動詞和形容詞等。對于動物學(xué)科英語的翻譯，有時對過程的不同選擇會使譯文更加精煉和清晰。例如，

根據(jù)基本放大電路的分析方法，可將原電路圖1等效為簡化電路圖2，求Ri，RO。

對于信號源來說，Ri就是它的等效負(fù)載。由輸入端電流相等的關(guān)系，可得：

同理，根據(jù)輸出端電流相等的關(guān)系，可得：

圖1 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路圖

圖2 放大電路的輸入電阻和輸出電阻示意圖

2.測量開環(huán)輸入、輸出電壓ui，uo，求開環(huán)放大倍數(shù)Au；計算輸入電阻Ri，測量，計算輸出電阻Ro。

將圖1中電阻R的右端從電路中斷開，改為接地，其他連接方法和參數(shù)設(shè)置不變，則構(gòu)成了開環(huán)電路（即未引入負(fù)反饋）。再次進行仿真，得到輸入電壓ui= 4.223mV，輸出電壓uo=463.1mV，負(fù)載開路時=625.9mV。依據(jù)閉環(huán)電路的分析方法，可得開環(huán)時Au=109.7，Ri=10.6kΩ，Ro=1.7kΩ。

3.對比開環(huán)電路和閉環(huán)電路的通頻帶。

在開環(huán)電路中，設(shè)置負(fù)載電阻RL上的節(jié)點14作為輸出節(jié)點。在EWB菜單欄上點擊Analysis（分析菜單）中的AC Frequency（交流頻率分析）命令，在彈出的對話框中設(shè)置起始頻率為1HZ，截止頻率為3GHZ，節(jié)點14為分析節(jié)點，打開仿真開關(guān)，仿真結(jié)果如圖3所示。由標(biāo)尺位置可以估算出開環(huán)時電路的通頻帶約為550KHZ。

圖3 開環(huán)電路的通頻帶示意圖

對引入負(fù)反饋后的電路圖1，設(shè)置截止頻率為1GHZ，其他參數(shù)設(shè)置不變，仿真結(jié)果如圖4所示，估算得到閉環(huán)時電路的通頻帶約為1MHZ。

圖4 閉環(huán)電路的通頻帶示意圖

4.在開環(huán)失真的情況下，觀察閉環(huán)消除失真。

將開環(huán)電路的信號源電壓us的大小由6.1mV調(diào)整至30mV，其他參數(shù)設(shè)置不變，打開仿真開關(guān)，利用示波器觀察輸出電壓的波形，可以得到如圖5所示的波形。

圖5 開環(huán)時的輸出波形圖

將開環(huán)電路再次連接成閉環(huán)電路后（如圖1所示），信號源電壓仍然為30mV，再次進行仿真，得到如圖6所示的波形。

圖6 閉環(huán)時的輸出波形圖

結(jié)論

結(jié)論一 將開環(huán)電路和閉環(huán)電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻進行對比，得到表1?？梢钥闯?，電路引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，放大倍數(shù)減小，輸入電阻增大，輸出電阻減小。與理論分析電壓串聯(lián)負(fù)反饋對電路的影響是一致的。

表1 開環(huán)和閉環(huán)電路性能指標(biāo)對比表

結(jié)論二 對比開環(huán)電路和閉環(huán)電路對通頻帶的影響，可以看出通頻帶由開環(huán)的550KHZ增大到閉環(huán)的1MHZ。由此可見，當(dāng)電路引入負(fù)反饋后，可以擴展其通頻帶。

結(jié)論三 從圖5可以看出，開環(huán)時增大信號源電壓由6.1mV調(diào)整至30mV，由于輸入信號過大造成電路的輸出波形發(fā)生了失真。引入負(fù)反饋后，輸出波形的失真得到了明顯改善，如圖6所示。從而可知，負(fù)反饋能夠減小波形的非線性失真。

通過以上實例，可以看出，借助EWB軟件強大的仿真功能，可以使枯燥的課堂教學(xué)變得形象化、直觀化，讓學(xué)生對《模擬電子技術(shù)》中難懂的理論有感性的認(rèn)識。同時，采用EWB軟件分析電路，對提高學(xué)生對電路的綜合分析能力、設(shè)計能力也有很大幫助。

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陸璐（1981—），女，江蘇南京人，工學(xué)碩士，江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院南京衛(wèi)生分院講師，研究方向為醫(yī)用電子儀器及其維護。

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1672-5727（2012）09-0170-02