1、 EDA 仿真技术设计在实验课程的应用 摘要: 虚拟技术的发展使电子线路的分析设计过程得以在计算 机上轻松、准确、快捷地完成。这样,一方面克服了实验室在元器件 和规格上的限制,避免了损坏仪器等不利因素,另一方面使得实验不 受时间及空间的限制,从而促进电子线路实验教学的现代化。 关键词:EDA 仿真 电子技术 实验教学应用 创新教学 一电子线路虚拟实验概述 虚拟技术是近年发展起来的, 利用计算机模仿真实过程的实用技 术。电子线路虚拟实验是利用计算机构造一个实验模拟环境,通过电 路的建立和对数据与电路功能的分析, 达到实验效果和目的的一种新 的实验方法。EDA 技术是一种以计算机为基本工作平台,以
2、高级语言 描述、具有系统级仿真和综合能力的软件工具。软件有多种,其中 Multisim 软件是较常见的电子技术设计和实训的工具。通常工具软 件的元器件库储存有许多大公司的晶体管、 阻容元件、集成电路和数 字门电路芯片等元器件,仪器库则有万用表、示波器、信号发生器、 扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换等仪器,接通开关 就可以进行和实物实验一样的测试分析了。 但这类软件的缺点是元件 均是以电路符号实现的,与实物试验差别很大.我们所完成的多媒体 电子技术实验系统软件的突出优点是:元件及仪表均以实物形式重现, 直观性强,可操作性高。它不仅为电子技术设计人员提供了“自顶向 下”的设计理念,同时
3、也为教学提供了一个极为便捷的、科学的实验 教学平台。电工电子类专业课程中的电工基础、模拟电子技术、数字 电子技术都可以通过 EDA 仿真软件,进行电路图的绘制、设计、仿真 试验和分析。应该说将 EDA 仿真软件应用到电工、 电子类专业的教学 中是一种教学手段的创新,也是提高教学质量的优选方法。 二电子线路虚拟实验的实现 2.1 实行虚拟实验的必要性 电子线路是一门较为抽象的理论型课程。 在学习电路理论时必须 理论联系实际, 抓好教学中的实验环节,让学生能根据自己的实际情 况,结合教师的教学要求进行实验操作,验证所学到的电路原理。但 是,学生在实验中出现的种种现象又不尽人意,暴露了传统实物实验
4、的一些固有缺陷。例如: (1)学生不熟悉电路连接,还没有掌握好锡焊技术,所以连接电路 时极易出错。 (2)电路连接错误,易造成电子元器件及测试仪器的损坏。学生不 熟悉仪器操作也是造成仪器容易损坏的原因。 (3)学生不能根据自己的学习进度安排实验时间,更不能像做家庭 作业一样在课余时间进行练习。 有限的教学时数与学生技能的提高矛 盾突出。 (4)实验的元器件离散性大,环境变化引起的温漂、干扰等因素会 造成实验数据的偏差。 (5)传统的电子技术实验是以实物为主的,设备易磨损老化,需要 定期更新;教学实验室的设备配置与教学大纲的教学要求相对应,随 着教学要求的提高及电子技术的飞速发展, 实验设备的技术水平也不 断提高,数量也要有所增加,这要消耗我们有限的教学经费。 EDA 技术恰好能够弥补实验的不足。它的优点是: (1)在计算机上即可完成和实现电路的电气连接,检测电路的电性 能。例如,显示检测点的电压电流波形及对电路进行直流分析、交流 分析、瞬态分析、傅立叶分析等多种分析,及时获得实验结果。 (2)评估元器件参数变化(包括故障)对电路造成的影响。分析一 些较难测量的电路特性,如进行噪声(