模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)仿真教學(xué)研究

秦永華 廖英杰

“本科評(píng)估”建設(shè)中九江學(xué)院定位于教學(xué)型學(xué)校，培養(yǎng)應(yīng)用型人才、服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)。因此，在“寬基礎(chǔ)”教育、專業(yè)教育上要保證基本理論和基本分析方法的教授，同時(shí)突出應(yīng)用特點(diǎn)。保證基礎(chǔ)正是強(qiáng)化實(shí)踐、提高技能，提高專業(yè)素質(zhì)。在電子專業(yè)當(dāng)中“模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，它是幫助學(xué)生理解模擬電子技術(shù)基本理論的重要手段，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題，加強(qiáng)實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。

1.模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀

“模擬電子技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)”的內(nèi)容主要是常用放大電路。有元器件性能研究、基本放大電路、反饋電路、集成運(yùn)算放大器、直流電源等。對(duì)應(yīng)每個(gè)理論部分都設(shè)有實(shí)驗(yàn)。目前實(shí)驗(yàn)采用的設(shè)備是模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱。在使用過(guò)程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)有很多問(wèn)題。比如說(shuō)使用時(shí)間比較長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)器件老化，實(shí)驗(yàn)電位計(jì)接觸不良，電源部分、三極管等也被燒掉、損壞比較多，這些問(wèn)題使得實(shí)驗(yàn)板有很多不能正常使用。那么如果是學(xué)生遇到這樣的情況，他們做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候沒(méi)有辦法得到結(jié)果，就很失望。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，特別是課程初期的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，相對(duì)不夠熟悉，遇到出錯(cuò)例如接線的不規(guī)則，但是找不出原因，只能重新搭建電路，不停的拆搭花費(fèi)了很多時(shí)間，實(shí)驗(yàn)效率很低。以上問(wèn)題的頻繁出現(xiàn)嚴(yán)重影響到學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的心情以及進(jìn)度。

實(shí)驗(yàn)操作課程本身存在不足：首先實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容基本是驗(yàn)證性，驗(yàn)證理論講解內(nèi)容、基本知識(shí)，相對(duì)缺少設(shè)計(jì)內(nèi)容。第二實(shí)驗(yàn)儀器采用實(shí)驗(yàn)板，學(xué)生連接少量導(dǎo)線、只需撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，就能完成操作，接上儀器就能完成對(duì)電路的測(cè)試而沒(méi)有完整的接線過(guò)程，也就不了解整個(gè)電路的布局，對(duì)認(rèn)識(shí)電路的構(gòu)成有欠缺，學(xué)生對(duì)于電路的應(yīng)用及所起的的作用了解不夠。在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)當(dāng)中應(yīng)加入設(shè)計(jì)內(nèi)容，加強(qiáng)對(duì)電路基本原理、基本結(jié)構(gòu)理解以及技能操作水平。再有，實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間比較長(zhǎng)，相對(duì)效率較低。加上儀器本身的缺陷，使得實(shí)驗(yàn)的效果不太理想。因此我們需要改進(jìn)一下?tīng)顩r。

如何提高實(shí)驗(yàn)效率和使用結(jié)果？需要采取另外的方式來(lái)激發(fā)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的熱情。逐步引導(dǎo)幫助學(xué)生對(duì)模擬實(shí)驗(yàn)有更好的操作。

2.仿真軟件介紹

基于以上原因，我們引入仿真軟件實(shí)行仿真實(shí)驗(yàn)。將理論、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)相結(jié)合，采用仿真方式從而改善教學(xué)效果。

Proteus軟件是英國(guó)Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。Proteus電子電路仿真軟件，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。

3.仿真實(shí)驗(yàn)

向同學(xué)們介紹Proteus軟件，激發(fā)同學(xué)們興趣好學(xué)心，大家很快了解了仿真軟件，利用計(jì)算機(jī)獲得仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，做出了好作品，大大增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果，也提高了同學(xué)們的綜合能力。

以基本放大電路中單管共射放大電路為例，說(shuō)明仿真實(shí)驗(yàn)的形式和效果。

（1）制作放大電路仿真實(shí)驗(yàn)

用Proteus軟件繪制電路。這是一個(gè)分壓式穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)電路，不僅完成實(shí)驗(yàn)電路的原理組成，而且確定了相關(guān)參數(shù)，對(duì)電路有了更加深刻的認(rèn)識(shí)和更加深入的定量研究。共射放大電路的靜態(tài)參數(shù)結(jié)果顯示在標(biāo)識(shí)分析點(diǎn)，觀測(cè)參數(shù)與理論計(jì)算相呼應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)效果。

（2）放大電路動(dòng)態(tài)分析仿真實(shí)驗(yàn)

放大電路的動(dòng)態(tài)放大行為用示波器表現(xiàn)，當(dāng)輸入信號(hào)改變時(shí)，觀測(cè)輸出信號(hào)同步變化，從而完成對(duì)放大電路的直接觀察。

（3）關(guān)鍵參數(shù)仿真研究

旁路電容的影響在模擬電路理論分析中是重點(diǎn)，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)比較旁路電容連接和斷開(kāi)時(shí)電路運(yùn)行結(jié)果，可清晰分辨旁路電容對(duì)放大電路的影響，從而對(duì)實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)有引導(dǎo)和支撐作用。

4.仿真實(shí)驗(yàn)總結(jié)

用軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。能夠彌補(bǔ)硬件實(shí)驗(yàn)不足。實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)參數(shù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及關(guān)鍵點(diǎn)通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真手段展現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生能夠快捷而方便地學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)和操作技能，這樣大大提高學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情和積極性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，發(fā)揮了仿真實(shí)驗(yàn)的積極作用。

參考文獻(xiàn)

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