模拟电子技术虚拟实验设计与应用

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1、模拟电子技术虚拟实验设计与应用摘要：随着计算机和网络技术的不断发展，模拟电子技术虚拟实验平台的到了广泛应用。本文着重讨论了模拟电子技术应用虚拟实验平台的优势，进而就其应用和设计进行了研究。关键词：模拟电子技术虚拟实验平台应用模拟电子技术课程是高校电子类以及各相关专业必修的基础课。模拟电子技术实验关系到学生对于理论知识的掌握程度以及实验技能、创新能力的培养等众多方面，所以实验在该课程中占有十分重要的位置。1、模拟电子系统随着电子技术的发展，无论是在生产还是生活中，人们越来越多地使用一些模拟电子设备和装置，如：扩音机、录音机、示波器、正弦信号

2、发生器、报警器、温控装置等。尽管用途不同，但从工作原理来看，有着共同之处1）需要输入一种连续变化的电信号。这种连续变化的电信号称之为模拟信号，模拟信号可以由专门的部件（通常为传感器）把非电的物理量转换为电量，例如：话筒、磁头、热敏器件、光敏器件等。也有些设备无需这种转换，而是直接由探头输入或电路本身产生电信号，如示波器，信号源等。2）必须把得到的电信号进行放大或者变换。通过放大或变换，使信号具有足够大的能量，为实现人们所预期的功能服务。3）设置了不同的执行机构。执行机构能够把传来的电能转换成其他形式的能量.如喇叭、电铃、继电器、示波器、表

3、头等，以完成人们需要的功能。模拟电子系统中，无论是传感器送来的电信号，还是直接输入或电路本身产生的电信号一般都是十分微弱的。往往不能推动执行机构工作，而且有时信号的波形也不符合执行机构的要求，所以需要对这种信号进行放大或者变换，才能保证执行机构的正常工作。可见，信号放大和信号变换是模拟电子系统的核心。2、模拟电子技术虚拟实验室的优点1）在一台计算机上就可以实现如示波器、函数信号发生器、电压表等仪器功能，而且能够建立模拟电路进行分析。基于软件的体系结构减少了仪器费用；2）虚拟实验室无须配备各种传统教学仪器，可以通过软件设计使虚拟仪器和实验室

4、设备不断更新。学生在计算机上操纵各种虚拟仪器进行实验，就如同是在操作传统仪器一样，与通过硬件实验做出的结果一致。把实验室搬到了网络，使得学生可以在任何时间以及任何地点，只要有接入网络的PC就可以进行实验；3）在虚拟实验室，学生可以主动设置故障、实验，不断地得到实验结果。并且可以修改参数，在不必担心损坏仪器的情况下，迅速进行实验仿真，检验自己对所学知识的掌握情况。学生还可以做一些趣味性的电路，如彩灯控制、交通灯控制等控制电路以及各种报警电路。改变传统的教学模式，利用计算机仿真技术充分调动学生的积极性；4）模拟电子技术实验教学目的在于提高学生

5、的分析能力、判断能力及创新能力，提高学生的综合素质。通过设计性实验可初步培养与提高这方面的能力。在实验中要求学生根据给定题目内容独立完成电路的设计、元器件的选择、电路的安装与调试，拟定实验步骤、测试内容及方法等。比如说负反馈放大电路、集成运算放大电路的应用等设计型电路。对每一个学生来讲这不仅是一次工作能力的考察，也是一次综合能力的锻炼与培养；5）加强了计算机应用能力。当前社会对计算机的操作技能要求很高，利用模拟电子技术虚拟实验室，将计算机应用融入日常的教学中，逐步培养学生计算机应用能力。3、虚拟实验平台在模拟电子系统设计中的应用电子系统的

6、设计是一个不断调试的过程。在实物上调试往往消耗大量人力、物力和财力。而且受到实验环境的影响，某些功能未能全部实现。在实验硬件环境不具备的情况下，采用虚拟实验平台软件进行模拟电子系统的设计可有效解决这一问题。EDA（电子辅助设计）软件很多，广泛采用的有Multisim、PSPICE、PROTEL等。这些软件都有较强的功能，一般可用于电路设计与仿真，同时也可以进行PCB（印刷电路板）自动布局、布线，输出多种网表文件。其中，Multisim仿真软件相对其它EDA软件而言，功能十分强大，可以仿真出真实电路的结果。而且提供了万用表、示波器、信号发生

7、器、扫描仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器等工具。它不仅继承了以往仿真软件具有的界面直观、操作方便、使用直观的虚拟仪表的优点.还将最新的安捷伦测试仪及泰克示波器等引人虚拟仪器中。其控制面板、界面操作以及测量结果与实际的仪器完全相同，用户使用MuhisimlO如同在实验室进行操作一般。这样就可以有效的解决实验条件不足的问题。并且可将集中进行的课程设计分散进行，便于老师的指导与调试。作为虚拟的电子工作平台，MuhisimlO提供了详细的电路分析手段.可完成电路的直流静态工作点分析、交流分析、瞬态分析等，有助于分析电路性能。4、总结虚拟

8、实验平台能够实现虚拟实验教学的管理和指导的功能，和传统实验相比所需的成本低，并且效率高，操作安全，实验空间没有局限性，且具有实验信息反馈及时的特点。它克服了实验所需的时间和空间的限制，培养了实