电子技术课程的计算机辅助教学方法应用
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一、EWB 软件在电子技术课程教学中的应用 ( 一) 软件介绍 EWB 计算机仿真软件是 IIT 公司开发的 EDA 教学软件。它具有体积小，免安装，图形界面，易学易用，仿真平台与实际相符，仿真功能强大，分析方法多而强等特点［1］。与 Proteus 和 Matlab 软件相比，该仿真软件较为简单，使用方便，能满足基本的电子技术项目教学需要，但包含的电子元器件较少，不能更深一步地对微控器和电力电子拖动元件进行仿真分析。 ( 二) 应用案例分析根据电子技术课程典型工作任务项目化的要求，在计算机上用 EWB 仿真软件模拟仿真出相应的电路原理图。操作者可以很方便地在 EWB 软件中修改元器件的参数，通过虚拟示波器、电压和电流表等各类观察设备对结果进行观察、比较和分析。通过 EWB 仿真软件把知识与工作任务联系起来，提高教学质量和效率。以二极管限幅电路为例。启动 EWB 软件，搭接二极管限幅电路( 如图 1 所示) ，电阻 R 起到限流保护二极管的作用，限流电阻 R 远远小于负载电路 RL，但远远大于二极管的导通电阻，二极管 VD1 和 VD2 反向并联起限幅作用，并与负载 RL 并联。输入幅值为 4V、频率为 1KHz 的正弦波信号，双击虚拟示波器，可以通过虚拟示波器观察输出波形( 如图 2 所示) 。从图 2 中可以清楚地观察到二极管 VD1、VD2 的限幅波形。我们可以在图 1 中在线修改电路图，设置 VD2 支路开路，此时的虚拟示波器波形如图 3 所示，VD1 此时起开关作用，把正弦波的负半周期给关断了; 也可以设置 VD1 支路开路，此时 VD2 起开关作用，关断了正弦波的正半周期 ( 如图 4 所示) 。通过比较图 2、3、4 的输出波形，不难理解二极管的限幅作用。图 1 二极管限幅电路图 2 双向限幅输出波形图 3 VD2 开路时的输出波形图 4 VD1 开路时的输出波形
二、Proteus 软件在电子技术课程教学中的应用 ( 一) 软件介绍 Proteus 是电子线路仿真分析软件，它是模拟 / 数字电路、微控器等设计与仿真分析平台，可以实现原理图设计、电路仿真分析、微控器代码调试与仿真、系统测试及功能验证等功能。运用 Protues 软件设计智能化电路，有利于拓宽学生的思维空间，提高项目教学的效率。与 EWB 相比，它包含更多的元器件，可以设计、开发带有智能控制的电子技术线路，更大范围地满足对自身学习要求较高的学生使用，扩大学生的知识视野。 ( 二) 应用案例分析为了便于比较、分析，仍以二极管限幅电路为例。打开 Proteus 软件，查找交流电源、电阻、二极管、示波器等器件，按照电路原理图搭接二极管限幅电路( 如图 5 所示) ，点击运行仿真按钮，输出双向限幅波形( 如图 6 所示) 。从图 6 看，达到的教学效果与图 2 相同。图 5 二极管限幅电路图 6 限幅输出波形
三、Matlab 软件在电子技术课程教学中的应用 ( 一) 软件介绍 Matlab 是美国 Mathworks 公司推出的科学计算软件，主要面对科学计算、可视化及交互式程序设计的高科技计算环境，可实现算法研究、数据分析、工程计算、工程绘图、可视化、应用程序开发等功能。 Simulink 是 Matlab 提供的一种图形化仿真工具包，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境，可以处理线性和非线性系统，离散、连续和混合系统，以及单任务和多任务系统，并在同一系统中支持不同的变化速率。它提供了大量模块，方便用户快速建立动态的系统模型，具有较高的交互性，允许随意修改参数，可以直接无缝使用 Matlab 的所有分析工具，对最后得到的结果可进行分析，并能可视化显示结果。 Simulink 工具包中包含电力系统模块库( Power System Blockset) ，模块库中包含各种交直流电源和大量电气元器件、电工测量仪表等。在 Simulink 环境下使用电力系统模型库，可方便地进行 RLC 电路、电力电子电路、电机控制系统和电力系统的仿 —84—真。学生一旦掌握了这种仿真分析工具，就可以很方便地设计和仿真分析各种电子技术课程项目主体学习单元，激发学生学习电子技术课程的兴趣，为学生学历的提升和职业能力的提高打下坚实的基础。 ( 二) 应用案例分析仍以二极管限幅电路为例。打开 Matlab 软件，点击 Simulink 按钮，打开 Simulink 工具包，在该模型库中找到交流电压源模型、二极管模型、RLC 串联电路模型、电压测量模型、虚拟示波器模型等，按电路原理图将各个模型搭接起来，并设置模型参数，二极管限幅电路仿真模型如图 7 所示。点击启动按钮，通过示波器观察双向限幅输出波形( 如图 8 所示) ，其中上半图正弦波为电源波形，下半图方波为并联二极管两端的波形。将图 8 与图 2 比较，最后得到的结果是一致的。图 7 二极管限幅电路仿真模型图 8 双向限幅输出波形四、总 结通过以上应用案例分析可知，EWB、Proteus、 Matlab 三种软件都可以实现电子技术课程的辅助教学，达到高职教育项目化教学的要求，提高教学质量和学生学习效率，体现高职教育工学结合的思想精髓。但这三种计算机辅助教学手段各有利弊，教师可根据不同的教学对象选择不同的教学工具，以更好地达到高职教育工学结合的教学目的。
参考文献: ［1］王树斌，吴新华． 计算机仿真软件在模拟电子技术教学中的应用［J］． 软件导刊，2008，( 4) : 132 －133．（本论文由://shlunwen.整理提供，如需转载，请注明出处或联系我们的客服人员）
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