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摘要：模拟仿真技术在电子电工实验中的应用，对电子电工实验发展起到了至关重要的作用，真正改变了以往实验误操作多，实验过程存在危险性，尤其是对资源浪费的问题。让电子电工实验，趋向于更合理和科学的方向发展，也让实验可以更好的起到效果为电子电工业的发展提供了一个有力的支持。在此就简单谈一下模拟仿真技术在电子电工实验中的作用。
关键词：模拟仿真技术；电子电工实验；作用
在传统的电子电工做实验时，因为对实验器材不熟悉、思路模糊、动手能力差等原因常常导致很多错误操作，轻则实验难以成功，重则烧毁电源保险，甚至损坏仪器设备，危及人员安全。利用计算机的电子设计自动化EDA进行实验，不仅能够增加实验人员的感性认识，还能使该实验由深奥、抽象变得易于理解、形象生动。电子仿真技术以其返璞归真的特点在电子电工实验中有着巨大的实用价值。
1、什么是电子电工模拟仿真技术
指依托电子电工模拟仿真技术为主的“虚拟电子实验室”，是由加拿大Interactive Image Technologies公司研制开发的，安装后约占15M空间。EWB具有全面集成化的设计环境，友好的用户界面，以及齐全的虚拟电子设备和广泛的元器件，用户可以轻松地完成原理图的输入；打开电源开关后可以对电路的各项参数进行仿真；还可将示波器、电压表、波特图仪等各种仪器设备引入电路，进行实时观测，就像用实物搭成的平台一样，用起来非常方便。EWB提供了14种分析工具和4种扫描分析工具，我们利用电子电工模拟仿真技术不仅可以了解电路实时的工作状态，更能准确的掌控电路测量的稳定性和准确性。模拟仿真技术为实验过程提供了很广阔的可操作空间，为实验操作者提供更多的发挥创造性思维的空间。
2、EWB在电子电工实验中的优点
2.1保障了操作者和设备的安全
电子电工实验中处处与电都有关联，特别是一些涉及高压高频电源的时候更是容易发生事故。这里不仅仅指人，更多的是对设备的影响和损坏，比如芯片插入不正确或对芯片所加电压不对则可能会令芯片烧坏，甚至造成人员伤亡。而利用模拟仿真软件EWB进行仿真实验时，由于是利用计算机进行仿真，不必接触真正的元器件和设备，也就不会出现上述问题。
2.2降低了实验成本，提高了效率
传统的实验模式，需使用由专业厂家生产制造的各种仪器、操作台。它们是具有一定功能的硬件模块和固化的软件模块，设计复杂、灵活性差、功能单一，而且体积较大，价格昂贵，需要投入大量的实验经费。操作人员在做实验前，需准备实验材料和设备；在实验过程中需操控多种实验材料与设备；实验后更需要仔细清点实验材料。这些工作常常耗费我们大量的时间、人力和财力。但我们只要在计算机上安装了EWB仿真软件，上述的种种问题也随之解决。因为该软件提供了大量的元器件及各种测试仪器令我们省去了上面的所有步骤，从而令我们可以把所有的精力都用在做仿真实验上。通过传统实验与使用仿真软件进行实验对比证明，原来传统实验需反复几次才能完成的实验，利用EWB仅仅用一次就可以顺利完成。
2.3能仿真实际中不能完成或比较难完成的实验
在电子电工实验中，有时会出现由于实验器材的故障而导致数据出现错误，或想分析元器件出现故障时对电路会产生什么样的影响，从理论上来说，是可以分析出这时候的数据结果(例如电路的电阻、电容出现开路、漏电时可能对电路造成什么影响，理论上是可以分析出来)，但要实际去模拟这些故障情况却很难(如果要模拟就要准备好相应的元器件)。但如果用EWB去做仿真实验，只要改变一下元器件的参数就可以模拟出元器件出现故障时的情况。
2.4能弥补实验室实验元器件的不足
我们知道，实验室准备的实验元器件的型号和数量都是有限的，一般只能提供常用的元器件以备使用，有许多元器件的型号和种类在实验室是没有准备的。而使用EWB仿真软件就能很好地弥补这一不足，因为EWB里面集成了成千上万的元器件，甚至可以说几乎可以在它里面找到现实中存在的所有元器件，就算找不到，还可以利用它本身附带的建库功能，按照元器件的各种参数去创建元器件并保存以供以后使用。这样，我们就相当于有了最完整的实验素材库，从最大程度上弥补实验室元器件不足的缺点。
2.5有助于激发实验中的创造力
EWB模仿实验室的工作台，有丰富的元器件和仪器仪表，提供的仿真仪器的面板外形和操作方式都与实物相似，从根本上克服了由于实验室的仪器仪表在品种、规格、数量上的限制。基于EWB的模拟仿真实验能充分调动实验者的主动思考能力，进行创新设计的能力，更好的培养实验操作者动手能力、实践能力。在培养创造性思维和创新意识等方面的效果比传统的实验的效果更好。并且EWB可随意设置故障，提供多种电路分析方法，不受设备价格昂贵的限制，进行不同的尝试，而不用担心电路变化烧坏元器件，可以实现比实验室中更灵活的电路实验，从而激发创造能力。
3、仿真软件的实验手段与实践
利用软件对要进行实验的电路进行理论分析，输入欲实验电路的电路网络拓扑结构、电路及元件参数，用软件对电路的特性(静态特性、动态特性、频率特性、传输特性、逻辑关系等)进行分析，打印输出。再经过人机对话，输出电路最佳工作状态时的各元件参数。实验操作人员可根据分析出的最佳元件参数到电子电路实验机上进行电子器件的插接。构成实际电路进行测量，再将测量结果与计算机分析结果比较、修改，这样反复地从理论到实践，再从实践到理论的過程有助于他们加深对电子电路的基本原理、分析方法的理解，增进实验操作者实际分析问题与处理问题的能力，切实做到了理论与实际的密切配合，改变了传统实验方法中实验与理论脱节的局面。电子工作台(EWB)可以对模拟、数字或混合电路进行电路的性能仿真和分析。其分析方法和元器件库的模型均建立在SPICE程序的基础上。当使用者创建一个线路图，并按下电源开关后，就可以从示波器等测试仪器上读得电路中的被测数据。若此结果与预期结果不符，可以修改输人数据，再输出结果，直到得出理想结果。实际上，这个过程是该软件通过计算所创建的电路数学表达式，而求得的数值解。以仿真移位寄存器实验为例：
实验内容：设计一个用D触发器构成的4位移位寄存器，在实验过程中将数据从串行端移入寄存器；测试4位双向移位寄存器集成芯片74194的逻辑功能。EWB操作步骤：(1)取4个D触发器，低位触发器输出接高位触发器输入，输入用开关D控制。各触发器共用一个时钟cp，cp输入开关由空格控制。再用逻辑探针监视输入、输出。打开仿真开关，单击D。再单击空格键，将数据1011依次送入串行输入端，观察并行输出结果为1011。通过上面实例可以看出，仿真软件直观的电路图和仿真分析结果的显示形式非常适合于电子实验环节，是一种非常好的电子技术实训工具。
总之，用模拟仿真技术进行电子电工实验，可以让实验过程近乎接近实际的效果。从而克服了传统的实验模式常常受到元件材料选择难，参数修改不方便的困扰，也不会像传统实验操作那样多次把元件焊下而损坏器件和电路板。值得指出的是在与传统实验方式相比，更能突出实验中的开放式实验模式，可以帮助操作者更好地掌握电子电工相关内容，加深对概念、原理的理解，弥补电子电工方面理论与实践结合不足的缺陷，而且通过电路仿真，可以熟悉常用电子仪器的测量方法，进一步提升实验人员的综合分析、开发设计和创新能力。
关键词：模拟仿真技术；电子电工实验；作用
在传统的电子电工做实验时，因为对实验器材不熟悉、思路模糊、动手能力差等原因常常导致很多错误操作，轻则实验难以成功，重则烧毁电源保险，甚至损坏仪器设备，危及人员安全。利用计算机的电子设计自动化EDA进行实验，不仅能够增加实验人员的感性认识，还能使该实验由深奥、抽象变得易于理解、形象生动。电子仿真技术以其返璞归真的特点在电子电工实验中有着巨大的实用价值。
1、什么是电子电工模拟仿真技术
指依托电子电工模拟仿真技术为主的“虚拟电子实验室”，是由加拿大Interactive Image Technologies公司研制开发的，安装后约占15M空间。EWB具有全面集成化的设计环境，友好的用户界面，以及齐全的虚拟电子设备和广泛的元器件，用户可以轻松地完成原理图的输入；打开电源开关后可以对电路的各项参数进行仿真；还可将示波器、电压表、波特图仪等各种仪器设备引入电路，进行实时观测，就像用实物搭成的平台一样，用起来非常方便。EWB提供了14种分析工具和4种扫描分析工具，我们利用电子电工模拟仿真技术不仅可以了解电路实时的工作状态，更能准确的掌控电路测量的稳定性和准确性。模拟仿真技术为实验过程提供了很广阔的可操作空间，为实验操作者提供更多的发挥创造性思维的空间。
2、EWB在电子电工实验中的优点
2.1保障了操作者和设备的安全
电子电工实验中处处与电都有关联，特别是一些涉及高压高频电源的时候更是容易发生事故。这里不仅仅指人，更多的是对设备的影响和损坏，比如芯片插入不正确或对芯片所加电压不对则可能会令芯片烧坏，甚至造成人员伤亡。而利用模拟仿真软件EWB进行仿真实验时，由于是利用计算机进行仿真，不必接触真正的元器件和设备，也就不会出现上述问题。
2.2降低了实验成本，提高了效率
传统的实验模式，需使用由专业厂家生产制造的各种仪器、操作台。它们是具有一定功能的硬件模块和固化的软件模块，设计复杂、灵活性差、功能单一，而且体积较大，价格昂贵，需要投入大量的实验经费。操作人员在做实验前，需准备实验材料和设备；在实验过程中需操控多种实验材料与设备；实验后更需要仔细清点实验材料。这些工作常常耗费我们大量的时间、人力和财力。但我们只要在计算机上安装了EWB仿真软件，上述的种种问题也随之解决。因为该软件提供了大量的元器件及各种测试仪器令我们省去了上面的所有步骤，从而令我们可以把所有的精力都用在做仿真实验上。通过传统实验与使用仿真软件进行实验对比证明，原来传统实验需反复几次才能完成的实验，利用EWB仅仅用一次就可以顺利完成。
2.3能仿真实际中不能完成或比较难完成的实验
在电子电工实验中，有时会出现由于实验器材的故障而导致数据出现错误，或想分析元器件出现故障时对电路会产生什么样的影响，从理论上来说，是可以分析出这时候的数据结果(例如电路的电阻、电容出现开路、漏电时可能对电路造成什么影响，理论上是可以分析出来)，但要实际去模拟这些故障情况却很难(如果要模拟就要准备好相应的元器件)。但如果用EWB去做仿真实验，只要改变一下元器件的参数就可以模拟出元器件出现故障时的情况。
2.4能弥补实验室实验元器件的不足
我们知道，实验室准备的实验元器件的型号和数量都是有限的，一般只能提供常用的元器件以备使用，有许多元器件的型号和种类在实验室是没有准备的。而使用EWB仿真软件就能很好地弥补这一不足，因为EWB里面集成了成千上万的元器件，甚至可以说几乎可以在它里面找到现实中存在的所有元器件，就算找不到，还可以利用它本身附带的建库功能，按照元器件的各种参数去创建元器件并保存以供以后使用。这样，我们就相当于有了最完整的实验素材库，从最大程度上弥补实验室元器件不足的缺点。
2.5有助于激发实验中的创造力
EWB模仿实验室的工作台，有丰富的元器件和仪器仪表，提供的仿真仪器的面板外形和操作方式都与实物相似，从根本上克服了由于实验室的仪器仪表在品种、规格、数量上的限制。基于EWB的模拟仿真实验能充分调动实验者的主动思考能力，进行创新设计的能力，更好的培养实验操作者动手能力、实践能力。在培养创造性思维和创新意识等方面的效果比传统的实验的效果更好。并且EWB可随意设置故障，提供多种电路分析方法，不受设备价格昂贵的限制，进行不同的尝试，而不用担心电路变化烧坏元器件，可以实现比实验室中更灵活的电路实验，从而激发创造能力。
3、仿真软件的实验手段与实践
利用软件对要进行实验的电路进行理论分析，输入欲实验电路的电路网络拓扑结构、电路及元件参数，用软件对电路的特性(静态特性、动态特性、频率特性、传输特性、逻辑关系等)进行分析，打印输出。再经过人机对话，输出电路最佳工作状态时的各元件参数。实验操作人员可根据分析出的最佳元件参数到电子电路实验机上进行电子器件的插接。构成实际电路进行测量，再将测量结果与计算机分析结果比较、修改，这样反复地从理论到实践，再从实践到理论的過程有助于他们加深对电子电路的基本原理、分析方法的理解，增进实验操作者实际分析问题与处理问题的能力，切实做到了理论与实际的密切配合，改变了传统实验方法中实验与理论脱节的局面。电子工作台(EWB)可以对模拟、数字或混合电路进行电路的性能仿真和分析。其分析方法和元器件库的模型均建立在SPICE程序的基础上。当使用者创建一个线路图，并按下电源开关后，就可以从示波器等测试仪器上读得电路中的被测数据。若此结果与预期结果不符，可以修改输人数据，再输出结果，直到得出理想结果。实际上，这个过程是该软件通过计算所创建的电路数学表达式，而求得的数值解。以仿真移位寄存器实验为例：
实验内容：设计一个用D触发器构成的4位移位寄存器，在实验过程中将数据从串行端移入寄存器；测试4位双向移位寄存器集成芯片74194的逻辑功能。EWB操作步骤：(1)取4个D触发器，低位触发器输出接高位触发器输入，输入用开关D控制。各触发器共用一个时钟cp，cp输入开关由空格控制。再用逻辑探针监视输入、输出。打开仿真开关，单击D。再单击空格键，将数据1011依次送入串行输入端，观察并行输出结果为1011。通过上面实例可以看出，仿真软件直观的电路图和仿真分析结果的显示形式非常适合于电子实验环节，是一种非常好的电子技术实训工具。
总之，用模拟仿真技术进行电子电工实验，可以让实验过程近乎接近实际的效果。从而克服了传统的实验模式常常受到元件材料选择难，参数修改不方便的困扰，也不会像传统实验操作那样多次把元件焊下而损坏器件和电路板。值得指出的是在与传统实验方式相比，更能突出实验中的开放式实验模式，可以帮助操作者更好地掌握电子电工相关内容，加深对概念、原理的理解，弥补电子电工方面理论与实践结合不足的缺陷，而且通过电路仿真，可以熟悉常用电子仪器的测量方法，进一步提升实验人员的综合分析、开发设计和创新能力。