Proteus仿真在模擬電子技術教學中的應用

【摘要】為了解決模擬電子技術課程教學中存在的問題，將Proteus仿真軟件應用到模擬電子技術教學之中。以Proteus仿真為例，介紹在模擬電子技術課堂教學中針對某些知識點如何進行相關電路的設計，刺激學生的視覺效，激發(fā)學生的學習興趣，使學生加深對問題的直觀印象和理解，最終激發(fā)其對問題更深層思考。

【關鍵詞】模擬電子技術；Proteus； 靜態(tài)工作點；交越失真

1、引言

模擬電子技術課程是電子、通信、電氣相關專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課，該課程與實踐結合緊密，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐創(chuàng)新教育的一門重要課程，在教學中，學生普遍反映模擬電子技術這門課程難度大，掌握困難，學習起來很吃力。究其原因有多方面的，其中一下幾點尤為主要：第一，該課程涉及面廣、概念多，模型多，內(nèi)容雜、課程中無清晰的脈絡主線，學生學習過程中很難從系統(tǒng)的思想把握每個單元知識；第二，該課程理論與工程實踐聯(lián)系緊密，有很多工程近似計算和經(jīng)驗性內(nèi)容，如二極管模型，理想模型、恒壓降模型、折現(xiàn)模型，三極管小信號模型等，這些近似對與初學者來說很難把握在什么情況下使用何種模型，往往還容易用錯模型；第三，課程理論教學和實驗教學學時少，如果學生的理論知識不夠扎實，勢必會影響到實驗效果，實驗做不好也會影響理論掌握；第四，模擬電子技術研究的是具體分立原件，是集成電路的內(nèi)部結構，理論復雜，現(xiàn)在教材內(nèi)容刪減多，很多問題沒有交代清楚，內(nèi)容銜接不連貫，僅僅拿來結論直接應用，學生難以融會貫通；第五，模擬電子技術實驗調試困難，針對學生人數(shù)多，指導老師很難照顧到每一個學生，實驗多是非線性，前后級關聯(lián)性強等特點，學生很難在短時間內(nèi)掌握，從而使實驗效果不理想。

2、Proteus相關設計實例

本文從EDA輔助教學出發(fā)，討論如何利用EDA技術提高模擬電子技術課堂教學的效果。通過Proteus軟件構建一些形象、直觀的電子電路，演示仿真實例，“虛實”結合，讓學生在有限的課堂教學時間內(nèi)，對理論知識建立一個直觀、初步的印象，看到有關知識點的仿真，這樣能使得學生在很短的時間內(nèi)掌握理論知識，同事激發(fā)他們的學習熱情，實踐動手能力等。

2.1射極跟隨器的演示

三極管放大電路有三種基本組態(tài)方式，即共發(fā)射極、共集電極、共基極。這里以共集電極即射極跟隨器為例，經(jīng)過學習知道，射極跟隨器的發(fā)射極輸出電壓與輸入電壓相位相同，電壓大小基本等于輸入電壓，略小于輸入電壓。故而稱為跟隨器。在Proteus中建立輸入文件，設計電路，選取器件，連接電路。運行仿真即可看到相應波形如圖1。通過波形可以很直觀的理解電壓跟隨器，激發(fā)學生探索建立共射極，和共基極的電路模型并進行仿真分析，從而更好的理解放大電路三種基本組態(tài)方式。

2.2運算放大器演示

集成運算放大器是模擬集成電路中應用極為廣泛的一種器件，它不僅可以用于信號的運算、處理、變換、還可以用于開關電路中。運算放大器作為基本的電子器件，很容易用來設計各種應用電路。因此對運放的掌握尤為重要。這里以反向放大電路為例，建立仿真文件，觀察輸出波形如圖2。通過輸出波形可以很直觀看出，經(jīng)過運放LM324使輸入波形反向得到放大，激發(fā)學生探索建立同向運算放大電路，積分、微分運算放大路電路模型并進行仿真分析，從而更好的各種類型的運放電路。

3、結束語

利用Proteus仿真軟件，在模擬電子技術課程的教學中引入適當?shù)难菔?，可以使學生，更直觀的理解有關理論，此種教學方法能激發(fā)大多數(shù)學生的學習興趣，學生對所學知識理論也能得到更深層次的認識、理解，同時對學生的實踐動手能力也有很大益處。