浅谈电子电工实验模拟仿真技术

曾卫国

摘要：本文先对电子电工实验中模拟仿真技术的意义进行简析，然后在保障安全、控制成本与培养人员创新能力等相关方面，总结模拟仿真技术在电子电工实验中的作用，进而在试验内容与实际应用相关基础上，阐述电子对电子电工实验中模拟仿真技术的实际应用。

关键词：电子电工;模拟仿真;作用

中图分类号：TP3 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）35-0243-02

在电子电工专业中，实验是其中十分关键的构成部分。在以往的实验工作中，因为无法对设备进行深入掌握，动手能力受到限制，实验步骤与实验思路都比较欠缺等原因，导致很多实验无法成功完成，电子电工实验是相关人员提升自己实践能力的关键途径。若是在实验中失误，则会对设备形成损坏，同时还会危及实验人员的安全。所以，在实验中使用模拟仿真技术意义重大。因此，对电子电工实验模拟仿真技术进行分析有一定现实意义。

1 电子电工实验中模拟仿真技术的意义

电子电工相关课程中包含了电工与电子技术基础，电路理论以及模拟电子技术基础等，这些都是电子类专业必修的基础性课程。此课程的实验环节组合很强的实践性，在整个教学中有着承上启下的作用，是后续学习的基础与前提。在传统实验教学中是使用电工试验台、试验箱以及测试仪器进行的。一般是在学生空余实践中进行，教师在实验室中统一教学和指导。但是这种教学模式在时间安排上不合理，试验场地与设备资源使用不合理，实验内容、形式以及考核方式都需要进行改进和优化。在以往的实验中，学生一般是依据实验指导书在试验箱中操作，验证性实验内容很多，无法培养学生的综合能力，并且实验项目更新受到了硬件条件的限制。在实验设备故障率提升下，实验教学中器材耗损和修理费用逐渐增多，考核时也主要是考核学生平时表现与实践报告，这样无法反映出学生真实工程实践能力。在互联网技术的普及下，虚拟现实技术、人机互动以及仿真技术等逐渐发展，这些教学中的问题都可以有效解决。模拟仿真技术中所应用软件已经是十分成熟，元件的型号与特点都可以在模拟仿真软件中精准地模拟，这样保障了仿真实验真实性。经过高仿真度仪器做实验工作，不仅保障实验精准性，并且也避免了设计失败而出现损坏元件的危险。模拟仿真技术是电脑软件直接模拟。在模拟中，能够选择对每步进行细致化分析，并且把实验结果用数值的方式显示在界面之上。部分模拟软件在模拟试验运行中还可显示每个部件通电之后内部的运行情况，这样可以更直观呈现出试验过程与结果。实验操作很简单便捷，不仅是在软件中把试验器材拼接起来，因为没有手动直接操作拼接元件，所以不会在实验中有触电现象，也不会存在安装上的难度。在电子电工实验教学中，经过对模拟仿真技术的使用，把虚拟仿真实验来补充传统实验教学，尽可能扩大电子电工实验教学时间与空间，以此来丰富教学内容与形式，提升电子电工实验教学质量和水平。

2 模拟仿真技术在电子电工实验中的作用

将模拟仿真基技术使用在相关的实验工作中，因为技术的先进性与便捷性，能够让整个实验的操作过程更加简单，保障实验安全性，同时还能够有效控制成本，因为大部分操作都是在软件上开展，所以对设备的使用比较少，这样就控制了成本。同时还能够让操作人员依据自己的想法进行实践操作，从而培养操作人员的创新能力。

2.1便于操作，保障安全

将模拟仿真技术使用在电子电工实验中，可以使用其中模拟性的设备仪器、元件。这些设备仪器与元件，受外在环境的影响几乎是没有的，这样就有效提高了实验可行性，进而有效提高电子电工实验效率。经过模拟仿真技术的使用，对实验过程进行仿真，可以把实验中一些概念性知识变成直接性的，将实际形象呈现以后，就能够让人们的脑海中形成直接性印象，使其的感受更加真实，这为人们的探究、分析等工作提供了很大的便利。此外，将模拟仿真技术使用在电子电工实验中，不需要和现实操作一样，并且也不需要做元件安装和焊接等相关的工作，在这种模式下就不会发生因为操作失误而出现的风险，以此保障实验安全性。实验工作开展中经常会运用电流电压，这些电流电压的运用对实验人员的安全会形成一定的威胁。例如实验人员在连接电流时，出现连接位置不正确的问题，则会导致线路有短路现象出现，从而出现火灾，这对实验人员的危害是极大的。同时，实验人员在操作中若是有不规范的行为，则会影响到实验设备的性能。比如在进行逻辑电路实验操作时，若是芯片安装不正确，则会致使芯片损坏，可能会导致电路实验数据的丢失，严重情况下会影响设备正常运行，甚至会危及人身安全。而经过对模拟仿真技术的运用，经过计算机EWB软件仿真电子电工实验，实验是在计算机虚拟软件中进行的，这样就可以避免由于操作失误导致的设备损坏现象，同时也保障实验人员的人身安全。

2.2控制成本

将模拟仿真技术使用在电子电工实验之中，能够随意地运用元件库中的各个虚拟设备和仪器，并且还可以直接在模拟仿真环境中进行相关的操作与安装工作，对相关的电路进行分析和调试。经过对此种方式的使用，可以清楚实验环节与脉络，为人们提供足够的分析空间，从而提升实验工作的效率。由于在仿真实验中的所有设备与仪器等都和实际之间区别相对较小，所以在测试结果来看，仿真模拟实验和实物实验区别比较小，不同模式的测试结果几乎是一样的。所以，实验人员可以直接获得真实实验感受，这样不仅可以降低购买实体设备、元件的资金，并且还可以在一定程度上控制维护与管理设备的成本。由此可见，模拟仿真技术的运用，可以有效降低成本，進而提升经济效益。

2.3培养实验人员创新能力

仿真模拟试验过程中，工作人员可以把自身想法与所学习的知识当作基础，从而创新工作操作步骤，并且制定计划出一种新的实验。这样不但可以帮助形成新的思路，同时还可以培养实验人员的创新能力。在以往传统实验中，因为对昂贵的仪器设备有怕损坏的心理，要想创新与尝试新做法的实验人员，经常只是停留在想象阶段，而不敢进行实践操作。但是将模拟仿真技术使用在电子电工实验中，就可以不用注意仪器会损坏的问题，并且还能够全身心投入到工作中。这对于创新电子电工实验开辟出了一个新渠道，并且还可以将具象事物呈现给工作人员，使其有更加深入与真实感受，进而吸收相关的知识与技能。

3 电子电工实验模拟仿真技术

3.1实验内容

模拟仿真技术运用在实验中，可以经过软件来分析实验电路。首先是把要实验电路信息发送到虚拟实验室中，并且输入元器件数据。在输入元器件数据时，需在输入前设计好参数，并且运用仿真软件来分析电路静态与动态性特点，并且还要分析传送特点与逻辑关系等。在分析之后，再依据相关要求输入或是打印。在其中使用交流、合作对话或是交换实践等方式，从而明确电路最好的工作状态时的参数值，在明确之后再依据需求进行输出或是打印。

例如在实际实验操作过程中，可以用之前设计实验环节参数作为参考，对比计算机输出结果与电路测量情况，从中总结出两者之间不一致的地方。在调节了参数以后，再运用软件做分析工作。在此种模式的实施过程中，主要是模拟发生到实际，接着再从实际结果到模拟结果的一种过程。此次过程中，需要深入认识到电子电路原理知识，这对于培养实验人员分析能力，以及问题处理能力有关键性意义。经过对模拟仿真技术的利用，可以将理论知识和实践结合在一起，让知识的理解与掌握更加系统化。虚拟电子实验室中，不仅能够做数字、混合与模拟电路仿真，并且还可以分析电路性能。实施分析方式时，要有效实用物联网技术，并且建立元器件库模型。设计电路图之后，再接通电源，在示波器中把电源中参数读出后，运用测绘仪检测与分析电路被测试数据，最后在输出结果之后，与理论结果对比。若是模拟结果与实际结果之间有很大区别，要再输入参数进行调整，修改数据之后，再次输出结果，以此反复多次，保障实验结果的精准客观性。

3.2实际操作应用

当前模拟仿真技术被广泛使用在电子电工实验中，很多实验人员对此技术有很强的兴趣。对设备和元件而言，仿真技术和实际之间有比较小的差别，所以可以帮助工作人员更精准观察和学习。此外，模拟仿真技术的应用，能够缓解因为实验人员不太理解传统实验而浪费资源问题，确保工作人员能够更加方便安全地进行实验工作。经过对模拟仿真技术的使用，电子电工实验的可行性与稳定性有很大的提升。

将仿真技术运用在实验之中，可以运用人机对话模式，让每个操作人员都可以亲身进入到实验过程，并动手来设置相关参数，安装元器件，并且做好操作。并且还能够运用仿真实验做分析与测验，将两种结果相比较。若是结果存在一定的差别，就需要分析出其中的原因，并分析出彼此之间关系。此外，仿真实验还可以对理论知识进行验证，以此促使实验人员深入掌握相关知识。将仿真模拟技术使用在电子电工实验中的案例很多，比如在很多电视比赛中经常使用的抢答器，这就是在模拟仿真技术基础上制作的。其工作原理是在一个人抢下开关以后，相关的灯就会亮。在此灯之后，第一个抢答的不需要一直按灯，其他人也能够抢，但是不影响第一次的抢答结果。所以抢答器就是使用了EWB软件查找窗口，找出需要的電路设计元件，找出相关电器元件以后，需要进行电路连接图，此图对于模拟仿真技术而言有很大的作用。所以，要对不正确电路连接及时修正，之后还需使用模拟仿真分析抢答器设计是否合理。

4 结束语

在电子电工实验中使用模拟仿真技术，可以保障人员安全，节省成本，培养实验人员的创新能力。在实际运用中，实验工作要经过多次比对，以此保障结果的精准合理性，同时还需要依据实验项目的实际情况，充分发挥模拟仿真技术的作用。

参考文献：

[1]陈煜.模拟仿真技术在电子电工实验中的应用研究[J].电子测试，2017（18）：108，136.

[2]宋锐.电子电工实验中的模拟仿真技术研究[J].农村经济与科技，2017，28（4）：268-268.

[3]阮铭忠.电子电工实验中模拟仿真技术的应用分析[J].时代农机，2018，45（11）：228-229，231.

【通联编辑：梁书】

收稿日期：2019-10-12