模拟电子线路实验仿真教学改革探讨

蔡秋娥

摘 要：本文运用Prorteus技术对电子线路实验教学进行改革，得出在电子线路课程中引入仿真教学的优势，并通过单管放大电路的分析可以看出引入仿真教学可以将抽象的教变成直观教学，提高学生学习的兴趣与积极性，对模拟电子线路的实验教学改革非常有帮助。

关键词：模拟电子线路 Proteus 仿真 教学

模拟电子线路（简称“模电”）是一门电子类专业基础课程，该课程的学习效果直接影响后续专业课程的学习，该课程虽然是专业基础课，但课程比较抽象、复杂，而且实践性很强，课程中含有大量的电类专业基础知识，体系庞大，原理抽象，分析不直观。使得初学者难以接受，困难重重，这样就导致学生望而却步，失去了学习兴趣。也为后续的专业课程学习埋下隐患。随着计算机技术的发展，我们在模电教学中引入英国Lab Center Electronics公司开发的PROTEUS软件，对模电实验教学进行改革。

1.PROTEUS技術介绍

在模电实验教学中因为实验设备种类繁多、更新速度快，给教学投入与管理带来很多的困难；模电实验教学内容独立、分散，不利学生知识点的连贯与应用，同时在实物实验教学中实验内容与格式僵化，只是一种验证性教学，不利于学生创新能力培养。针对于这些教学中的缺点我们引入了仿真教学，能有效的改进以上不足。

Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。它的特点是互动的电路仿真；丰富的器件库；智能的器件搜索；智能化的连线功能；支持总线结构；可输出高质量图纸和完善的电路仿真功能。

将Proteus引入到模电实验教学中的优势有：Proteus软件提供超过27000多个仿真器件，基本涵盖了模电所需要的所有器件，它能提供多样的激励源和丰富的虚拟仪器，生动的仿真显示让学生能直观的看到抽象的电流电压变化过程，将模电变成感观学生，使得教学可视化，提升教效果。此软件并提供高级图形仿真功能，能对瞬态进行捕捉分析。

2.模电实验教学实例

2.1单管放大电路的实践教学实例

单管放大电路是模电中最基础的电路，后面的电路分析都是在这个电路的基础演变而来，所以这个电路的掌握层度对后面电路的学习非常重要，因此我们看看这个电路怎么用仿真教学进行改革的。

例如设计单管电路的电路，在电路中接入信号发生器与示波器，同时还在三极管的三个极分别接入三个电位探针。

将可变电路RV1调到中间位置，运行电路可以看到线路上用红，绿颜色代表不同的电位情，不同的电路线路的颜色是不一样的，这样就让学生知道在模电中不同的线路上的电位是不一样的。同时在线路的还有箭头代表电路电流的方向很直观，学生在学习过程中一目了然。通过电位探针可以看到三极管的C、B、E极的电位分别是7.7V、4.7V和1.1V，如图2所示。通过到极电位的分析可以得出，此时电路处在放大状态。而我们可以通过仿真软件中的示波器可以看到电路的放大情况，如图1所示。

图1 三极管放大电路中各极电位及波形放大效果电路的放大倍数可以通过单管放大电路的放大公式进行计算。再由仿真电路得到的结果进行验证。当将基极电阻调小，到达一定的层度就可以看到电路的放大输出波形就开始失真，如图4所示。从仿真图上可以看出三极管C、B、E极电位分别是5.9V、6.4V、5.7V，可以看出这时电路处在饱和失真状态。从波形图上也可以看出输出波形下部分被截去了。因人共集电路的反相作用所以饱和失真看到的是下部分被截去。为了使波形的失真情况看得更清楚，还可以运用图表形式来进行观察，如图2所示。

图2 电路失真及图表分析3.结束语

通过前面的实例看出在电子线路中引入Proteus技术教学后可以将抽象复杂的电路的分析过程，可以通过很直观过程展现在学生面前，让学生可以看得到，并不像以前的教学教要学生自己去想象。而且我们所教学的学生层次大部分都不善长于抽象思维，比较适合于形象思维和直接操作，所以这个教学改革结合学生实际情况而开展。同时也可以满足学生不断探索的好奇心理，比方说我们在带学生在实验室用实际电子元器件做实验时学生就会问，老师其他电路变大变小或者断开会出现什么情况，如果我们把电源改变又会出现什么情况呢？这就结教学生带来两种困难：如果老师直接分析给学生听，学生就会陷入到枯燥的理论分析中去，增加了学生学习的难度，也会打击学生学习积极性。如果老师把学生提出的要求都让学生去试一遍，哪就增加了老师的准备元器件都设备的难度，同时也可能给学校增加了许多设备的投入资金。引入仿真教学后这些困难都可以得以解决。

通过教学实践证明，引入仿真教学不但可以解决学校的投入困难，还能提高学生的学习兴趣，而且学生在学习过程中不会受场地时间的限制，还可以通过网络向老师及其他的专家进行讨论学习，使学生的创新创造能力不断提高。

参考文献：

[1]康华光.电子技术基础 （模拟部分 ）[M].北京 ：高等教育出版社，1999.

[2]童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]罗国强，罗伟.实用模拟电子技术项目教程[M].北京：科学出版社，2009。

[4]刘小兵.模拟电子技术实验实训环节仿真教学应用研究[J].出国与就业，2011.

本论文为湖南省职业院校教育教学改革研究项目，课题编号：ZJB2013083