模擬電子技術實驗仿真教學研究

模擬電子技術實驗仿真教學研究

秦永華廖英杰“本科評估”建設中九江學院定位于教學型學校，培養(yǎng)應用型人才、服務區(qū)域經(jīng)濟。因此，在“寬基礎”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，同時突出應用特點。保證基礎正是強化實踐、提高技能，提高專業(yè)素質(zhì)。在電子專業(yè)當中“模擬電子技術實驗”作為專業(yè)基礎課程，它是幫助學生理解模擬電子技術基本理論的重要手段，培養(yǎng)學生分析問題解決問題，加強實踐能力的重要環(huán)節(jié)。1.模擬電子技術實驗現(xiàn)狀“模擬電子技術課程實驗”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、集成運算放大器、直流電源等。對應每個理論部分都設有實驗。目前實驗采用的設備是模擬電子技術實驗箱。在使用過程當中發(fā)現(xiàn)有很多問題。比如說使用時間比較長實驗器件老化，實驗電位計接觸不良，電源部分、三極管等也被燒掉、損壞比較多，這些問題使得實驗板有很多不能正常使用。那么如果是學生遇到這樣的情況，他們做實驗的時候沒有辦法得到結果，就很失望。學生做實驗，特別是課程初期的幾個實驗，相對不夠熟悉，遇到出錯例如接線的不規(guī)則，但是找不出原因，只能重新搭建電路，不停的拆搭花費了很多時間，實驗效率很低。以上問題的頻繁出現(xiàn)嚴重影響到學生做實驗的心情以及進度。實驗操作課程本身存在不足：首先實驗的內(nèi)容基本是驗證性，驗證理論講解內(nèi)容、基本知識，相對缺少設計內(nèi)容。第二實驗儀器采用實驗板，學生連接少量導線、只需撥動開關，就能完成操作，接上儀器就能完成對電路的測試而沒有完整的接線過程，也就不了解整個電路的布局，對認識電路的構成有欠缺，學生對于電路的應用及所起的的作用了解不夠。在驗證實驗當中應加入設計內(nèi)容，加強對電路基本原理、基本結構理解以及技能操作水平。再有，實驗所需的時間比較長，相對效率較低。加上儀器本身的缺陷，使得實驗的效果不太理想。因此我們需要改進一下狀況。如何提高實驗效率和使用結果？需要采取另外的方式來激發(fā)學生做實驗的熱情。逐步引導幫助學生對模擬實驗有更好的操作。2.仿真軟件介紹基于以上原因，我們引入仿真軟件實行仿真實驗。將理論、實驗和計算機相結合，采用仿真方式從而改善教學效果。Proteus軟件是英國LabCenterElectronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術有限公司）。Proteus電子電路仿真軟件，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺。3.仿真實驗向同學們介紹Proteus軟件，激發(fā)同學們興趣好學心，大家很快了解了仿真軟件，利用計算機獲得仿真實驗結果，做出了好作品，大大增強了實驗效果，也提高了同學們的綜合能力。以基本放大電路中單管共射放大電路為例，說明仿真實驗的形式和效果。（1）制作放大電路仿真實驗用Proteus軟件繪制電路。這是一個分壓式穩(wěn)定靜態(tài)工作點電路，不僅完成實驗電路的原理組成，而且確定了相關參數(shù)，對電路有了更加深刻的認識和更加深入的定量研究。共射放大電路的靜態(tài)參數(shù)結果顯示在標識分析點，觀測參數(shù)與理論計算相呼應，實現(xiàn)了理論與實踐的統(tǒng)一，達到更好的實驗效果。（2）放大電路動態(tài)分析仿真實驗放大電路的動態(tài)放大行為用示波器表現(xiàn)，當輸入信號改變時，觀測輸出信號同步變化，從而完成對放大電路的直接觀察。（3）關鍵參數(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，通過仿真實驗比較旁路電容連接和斷開時電路運行結果，可清晰分辨旁路電容對放大電路的影響，從而對實際操作實驗有引導和支撐作用。4.仿真實驗總結用軟件進行仿真實驗。能夠彌補硬件實驗不足。實驗原理、實驗參數(shù)、實驗結果以及關鍵點通過計算機仿真手段展現(xiàn)出來，學生能夠快捷而方便地學習到的理論知識和操作技能，這樣大大提高學員的學習熱情和積極性，變被動學習為主動學習，發(fā)揮了仿真實驗的積極作用。Reference[1]趙新穎，王麗紅.Multisim在模擬電子技術課程教學中的應用.湖南郵電職業(yè)技術學院學報.2014，4：32-36[2]程春雨，吳振宇.適合層次化教學模擬電子技術實驗平臺的研制.實驗室科學.2014，10：34-36[3]段薀.模擬電子技術實驗與課程設計