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虛擬仿真電子技術范文1
虛擬仿真技術作為一種新型的科學技術越來越為人們所關注，在中職電子技術教學中引進這項技術，是中職院校發展的需要，也是時展的必然趨勢。
一、虛擬仿真技術在中職電子技術教學中運用的重要性
虛擬仿真技術又稱模擬技術或者虛擬現實技術，通俗上講就是用一個虛擬的系統模仿一個真實系統的技術。隨著計算機科學技術的迅猛發展，虛擬仿真技術已應用在生產生活的多個領域。近幾年，在中職電子技術教學中也引入了虛擬仿真技術，它不僅提供了新型的教學手段，優化了教學模式，而且彌補了傳統教學的不足，給教學帶來了全新的體驗。
二、滿足電子技術教學的需要
電子技術是一門理論性和實踐性都很強的學科。作為學生而言，首先必須要有扎實的理論知識作基礎，掌握各種復雜的數學計算公式、識別各種電子元件并熟知其性能，同時還得掌握電子維修、電子技術開發等基本理論知識，最終才能將所學的知識運用于實踐。要真正提高學生的電子技術水平，必須有大量的實踐經驗，沒有豐富的實踐經驗，即使掌握再豐富的電子技術理論也無濟于事。而虛擬仿真技術能夠為學生模擬一個仿真情境，讓學生在這個情境中進行電子技術操作，使學生將平時所學的電子技術理論知識運用于實踐，并在實踐操作中加深對理論知識的理解和鞏固，讓學生真正做到在“學中做，做中學”，不斷提高自身的電子技術水平。
（一）創新教學方法
在中職電子技術教學中運用虛擬仿真技術屬于實驗教學法，改變了傳統的以教師傳授為主的枯燥乏味的教學方法，能夠有效提高教學效率。虛擬仿真技術通過各種可操作的動態實例，能夠比較有效地吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣，營造濃厚的學習氛圍，讓學生在實踐操作中發散思維，提高學生的動手能力，從而實現電子技術教學的真正意義。
（二）符合學情需要
中職的學生大多數文化基礎比較薄弱，對于課堂教師講授的理論知識的接受能力較差，學習的積極性比較低，不喜歡枯燥乏味的課堂。與學習復雜的電子技術理論相比，中職學生顯然更愿意動手操作。而虛擬仿真技術則剛好滿足了學生這一方面的需求，給學生提供了動手操作的機會，它可以幫助學生積累實踐經驗，提高操作能力，為以后的工作奠定基礎。
（三）減少意外情況的發生
電子技術在實踐操作的過程中，由于操作人員的粗心或者不熟練，可能會出現電路起火、爆炸等意外情況，容易造成相關人員受傷。而虛擬仿真技術的運用，可以模擬操作情境，控制意外的發生，減少意外傷害，保障人員安全。
三、虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的運用現狀
目前，隨著科學技術的不斷發展，虛擬仿真技術水平也在不斷提高，很多技術生產行業中大量引進這種虛擬技術。而在電子技術教學實踐中，虛擬仿真技術也逐漸成為輔助教師教學的重要工具。
（一）教師教學的得力助手
虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的運用，在很大程度上減輕了教師的教學負擔，成為教師教學的得力助手。在以往的電子技術教學中，教師僅靠課堂上的理論知識傳授讓學生掌握相應的電子技術應用水平，其難度較大。再加上學生消極學習的態度也讓教學效果大打折扣，而虛擬仿真技術則在很大程度上解決了這一問題。虛擬仿真技術通過模擬真實的操作情境，將靜態的知識轉換為動態的知識，讓學生更容易吸收。正所謂“說上一百遍，不如做一遍”，有時候復雜的理論講解不如一個操作更容易讓人明白。在虛擬仿真技術的輔助下，學生學得輕松，教師教得也輕松。
（二）學生喜愛的教學手段
虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的運用，將學生從復雜難懂的理論知識海洋中解放出來，凸顯了學生的主體地位，學生學習的積極性也明顯提高。虛擬仿真技術在電子技術教學中的應用，打破了理論知識一統課堂的局面，帶來了教學模式和教學手段的創新，營造出更加適合學生學習的氛圍，對提高學生的電子技能水平大有裨益。
（三）教師的虛擬仿真技術的操作能力有待加強
隨著虛擬仿真技術的不斷推廣，這項技術也逐漸在中職的各項實驗實訓教學中得到廣泛運用。但由于部分教師沒有經過專門的培訓，對虛擬仿真技術的不熟悉和操作方面的不熟練，導致對虛擬仿真技術的運用成效并不明顯。
（四）教師和學生過度依賴虛擬仿真技術
虛擬仿真技術擁有明顯的優勢，深受學生的喜愛，它在中職電子技術教學中的運用，給課堂教學帶來了全新的體驗，但在虛擬仿真技術的運用中仍然存在一些問題。一些教師過度依賴虛擬仿真技術帶來的便利，完全不考慮課堂的實際需要，即使在理論性很強的課堂上仍然依賴虛擬仿真技術。比如，有的教師在學生沒有掌握扎實的理論知識的情況下就盲目使用虛擬仿真技術，不僅沒有達到預期的教學效果，反而降低了教學效率。不僅教師如此，在學生身上也存在著過度依賴虛擬仿真技術的現象。雖然虛擬仿真技術能夠有效地提高學生的動手操作能力，但是模擬操作與實際操作仍然有區別，模擬操作并不能完全取代實際操作。畢竟現實生活中和以后的工作中需要的是實際操作經驗，無論是教師還是學生，在教學中絕不能用模擬操作完全取代實際操作。
四、關于虛擬仿真技術在中職電子技術教學中運用
虛擬仿真技術在中職電子技術課程教學中的應用是我國教育信息化發展的必然趨勢，同時也是提高電子課程教育教學質量和水平的重要途徑。在中職電子技術教學中，應該充分發揮虛擬仿真技術的優勢，提高教學效率和學生的實踐應用能力。
（一）利用虛擬技術模擬教學情境，提高學習效率
利用虛擬技術模擬生產、生活中的實際場景，讓學生有一種身臨其境的感覺，使學生在這種教學情境中輕松愉快地獲取知識。這種教學方法不僅能激發學生的學習興趣，而且能使學生較快地融入到學習中，主動思考，積極合作，從而提高學生的學習效率。在中職電子技術教學中，教師完全可以通過虛擬仿真技術模擬一個教學情境。例如，教師可以模擬一個電路操作臺，展現出現實中真實的電路數據，讓學生積極參與到操作中，在操作中獲取并鞏固知識，從而提高實踐能力。
（二）組織小組合作探究式學習
在運用虛擬仿真技術模擬操作時，可以將學生分成幾個小組，通過小組內部的團結協作開展探究學習。在模擬操作時，一個人獨自操作容易出現紕漏，而團體合作則可以利用集體的智慧，提高操作能力，往往能取得一加一大于二的效果。同時，為了提高小組合作的積極性，教師可以通過組織小組競賽的方式激勵學生的學習，從而有利于提高學生的學習效率和課堂教學效率。
（三）加強教師對虛擬仿真技術的運用能力
虛擬仿真技術對于中職學校來說是一種新型的教學輔助技術，許多教師對這種技術還不夠熟悉，甚至不能熟練地運用。因此，中職學校應該建設一支能夠熟練運用虛擬仿真技術的教師隊伍，同時，電子技術專業的教師也應該積極地學習這項技術，讓課堂教學因這一新技術的應用而變得更加生動活潑。
（四）模擬操作與實際操作相結合
虛擬仿真技術提供的模擬操作讓學生在課堂上也能真切地體會到操作的滋味，但模擬操作并不能完全取代實際操作。模擬操作畢竟是人工模擬的，對于一些人們無法預料的情況并不能完全模擬出來，而真切實際的操作體驗對于學生來說不僅是必要的，對于提高學生的電子技術應用水平也更為重要。因此，在電子技術教學中運用虛擬仿真技術時，絕不能忽視實際操作的重要性，應該將模擬操作與實際操作相結合，發揮二者的長處以提高學生的綜合應用能力?？傊谥新氹娮蛹夹g教學中，我們應該充分發揮虛擬仿真技術的作用，合理利用虛擬仿真技術的優勢，提高課堂教學效果和學生的學習效率，從而全面提高學生對電子技術的實際應用水平。
參考文獻：
［1］李松湘.虛擬仿真技術在電子技術課程教學中的應用研究［D］.湖南師范學院，2012.
虛擬仿真電子技術范文2
【關鍵詞】虛擬仿真技術；職校教育；電子技術教學
隨著科學技術的飛速發展，電子技術在企業中得到了廣泛應用，這對電子技術教育工作提出了更高要求。而職校電子技術課程作為培養學生電子技術實踐操作能力的重要途徑，直接關乎學生的未來發展。然而，傳統的電子技術已經無法滿足新形勢下的職校教育需求，所以創新其應用策略刻不容緩，以便不斷提升職校電子技術教學有效性。
1.引入虛擬仿真技術，激發學習興趣
在當前的職校電子技術課程教學中，教師大都注重理論知識的講解，卻忽視了實踐指導在提升學生電子技術操作能力方面的積極作用。但是單純地講解電子技術方面的公式、原理等理論知識，職校學生很容易感覺到枯燥、乏味，并會逐步產生厭學情緒，以至于無法促進學生投入到電子技術教學活動中來。而此時如果教師可以在課堂教學中引入虛擬仿真技術，則可以徹底打破傳統單一教學模式的束縛，增強學生的實踐動手操作體驗。與此同時，在學生的實踐操作過程中，學生也更加容易獲取更多的教學知識，并可以借助學生的實踐教學來逐步形成科學的思維和創新意識。而借助虛擬仿真技術的合理運用，學生可以更好地進行電子電路的實驗和操作方面的教學，從而借助實踐操作來幫助學生更好地了解相關的理論知識，提升他們的實踐操作能力。
為了進一步提升職校電子技術課程教學有效性，教師需要結合實際情況來開展理論知識方面的教學，以便深化學生對于電子技術課程方面理論知識的理解和認識，以為后續的理論教學和實踐教學工作奠定扎實基礎。但是如果教師只是一味地借助實驗操作的方式來開展教學，那么就會浪費材料和時間。而此時如果可以合理運用虛擬仿真技術，那么可以借助多媒體等信心技術軟件來將那些抽象的理論教學知識以更加直觀、生動地方式展示給學生，從而可以深化學生對于職校技術課程教學知識的理解和認識，增強學生的學習效果。例如，在講解“放大電路”這部分教學內容的時候，授課教師可以采用虛擬仿真技術來引導學生探究教材上有關共射極放大電路的三種組態，深化學生對于放大電路方面知識的理解和認識，提升學生的學習效果。
2.創設仿真電子實驗，增強操作能力
在職校電子技術課程教學中，為了檢驗虛擬仿真技術引入的教學效果，必須要借助實驗開展來進行檢驗。因此，在引入虛擬仿真技術的時候，教師可以通過電子電路的實驗操作來幫助學生在模擬場景中去驗證相關理論知識的科學性和合理性，同時也可以使職校學生更好地體驗電子技術學習的魅力，提升學生的實踐操作能力。但是必須要結合實際的教學內容或者實驗知識等方面的知識來合理開展仿真實驗，以便可以更好地開展電子技術課程教學。此外，在職校電子技術課程教學中，授課教師需要結合職校電子技術課程教學的特點以及學生學習需求和性格特征來對現有的教學方式和活動進行改進和創新，以便切實將虛擬仿真技術引入到中職電子技術課程教學中來，不斷提升學生的動手實踐操作能力。
例如，在講解《彩色電視機原理與維修》這部分教學內容的時候，授課教師可以先借助多媒體等信息技術軟件來為學生展示電視機從上世紀七十年代末到今天的發展歷程，同時還要為學生講解全球彩色電視市場的現有特點。實際上，彩色電視機和學生的生活之間具有緊密聯系，其是生活中經常接觸的一種事物，所以授課教師在開展這部分知識授課的時候，結合生活實際來為學生創設一些富有啟發性的教學問題。比如：“你家中所用電視機是哪種型號呢？有什么功能呢？”等，以便借此來充分加強師生互動。此外，授課教師還可以借助多媒體等信息技術軟件來為學生展示一個立體化的電視機模型，使學生借助真實的模型來了解彩色電視機的整體結構及其構成部件，同時還可以組織學生進行自主實驗操作來完成有關電視機零件的整合操作，從而可以提升學生的動手操作能力。
3.開展虛擬項目實驗，提升綜合素養
虛擬仿真電子技術范文3
【論文摘要】將虛擬仿真技術引入教學領域后對傳統教學手段產生了強烈沖擊。本文針對航空電子裝備教學中如何應用虛擬仿真技術給出了應用方法和體會。
1．引言
自 20世紀 9O年代以來，以計算機仿真技術 、多媒體技術和虛擬現實技術為特征的“虛擬仿真實驗室”開始在世界各地出現，并逐步滲透到教學領域。作為一種新型的實驗教學手段，虛擬仿真教學對傳統的教學手段產生了強烈沖擊，并引發了教學領域一系列深刻的變化。種種跡象表明，虛擬仿真教學將是今后實驗教學改革的一個重要發展方向。本文結合多年來在航空電子裝備教學中應用虛擬仿真技術的經驗，探討在航空電子裝備教學軟件中應用虛擬仿真技術的方法和體會。
2．虛擬仿真技術簡介
虛擬仿真技術是對虛擬現實技術和系統仿真技術的合稱。
2．1虛擬現實技術
虛擬現實技術就是利用三維建模技術，構建一個與現實世界的物體和環境相同或相似的虛擬三維場景，并能響應用戶的輸入，根據用戶的不同動作做出相應的反應。虛擬現實的關鍵技術主要有動態環境建模技術、實時三維圖形 生成技術、立體顯示和傳感器技術等。虛擬現實技術主要側重于對真實物體物理特征的仿真，也稱為視景仿真，它主要用于產品設計與展示、商業廣告、游戲設計等。
在航空電子裝備教學中，大量用 到對裝備的外觀 、結構 、組成 、連接 、機安裝位置的展示 ，傳統教學大都采用實物展示 的方法 。近年來隨著大量航空電子裝備 的更新換代，因受經 費、場地及使用壽命等因素的限制 ，傳統教學方法 已遠遠不能滿足要求 ，而采 用虛擬現實技術的展示方法則 以其廉價 、無場地限制和效果 良好得以廣泛應用。
目前有大量成熟的軟件平臺可以進行視景仿 真的開發，主流平臺Creator Vega Vega Prime VTree OPENGVS QUEST3D VRTOLLS EON、WEB3D、JAVA3D、GLStudio等。其中，MULTIGEN公司的虛擬現實數據庫 OPENFLIGHT已經成為 了工業標準 ，在軍事 、航空航天等領域應用都 比較成熟 。在航空 電子裝備虛擬仿真軟件的開發中我們采用r Vega Prime、GLStudio和 EON作為視景仿 真開發的技術平臺 ，解決物理模型的創建、場景顯示等問題。該平臺可以達到照片級 的視景仿真效果 ．同時采用嵌入 OPENGL技術來解決物理模型 的交互問題。
2．2系統仿真技術
系統仿真技術是伴隨著計算機技術的發展而逐步形成的一門新興學科 ．它通過建立實際系統 的數學模 型 ，利用計算機運算來達到對被仿真系統的分析、研究、設計等目的。系統仿真技術主要側重于對真實系統的內在機理、運動方式 的仿真，也稱為行為仿真。系統仿真技術最初主要用于航空、航天、原子反應堆等價格昂貴、周期長、危險性大實際系統試驗難以實現等少數領域，后來逐步發展到電力、石油、化工、冶金、機械等一些主要工業部門，并進一步擴大到社會系統、經濟系統、交通運輸系統、生態系統等一些非工程系統領域。
在航空電子裝備教學中，對裝備工作原理的講解既是重點也是難點。傳統教學方法主要通過教員的講述，配合一些靜態的圖形幫助學員理解 ．教學效果主要依賴于教員的授課水平和技巧 。近年來．我們嘗試將系統仿 真技術應用到航空電子裝備教學中，根據被仿真裝備的工作原理，建立系統的數學模型，并根據裝備的不同工作狀態，對模型進行動態運行．結合虛擬現實技術實現的逼真場景．較好地模擬實際裝備的工作情況。利用該技術開發、研制的教學軟件不但可供教員教學使用．也可供學員自學，并達到了較好的教學效果。
目前，有許多成熟的系統仿真開發平臺軟件．如 Simulink、SystemView等，這些軟件以其功能強大和使用方便、易用性受到廣大用戶歡迎．但價格較為昂貴，且大多未提供對外的仿真數據接口．仿真系統應用的靈活性、擴展性和可變性受到很多限制。當然也可自行開發適用 的仿真開發平臺軟件。在航空電子裝備虛擬仿真軟件的開發中我們采用的是自行開發的系統仿真平臺軟件。
3．虛擬仿真技術在航空電子裝備教學中的應用方法和步驟
3．1建立仿真模型
這里所說的仿真模型既包括反映航空電子裝備外觀、結構的三維物理模型 ，也包括揭示其內在工作機理及行為的數 學模 型。對三維物理模型的建立，主要依據裝備本身的物理狀態，其原則就是在盡量減小面數的同時提高逼真度。對系統數學模型的建立，則需要視系統的復雜程度進行取舍和優化，本著夠用為度的原則 ，以盡量減小運算量。建立數學模型時 ，還應考慮到系統運行時的參數調整。
3．2創建仿真裝備的虛擬場景并驅動
對于虛擬場景的驅動，根據使用方式的不同采用了不同的方式如果進行的僅是裝備外觀、結構的展示，可使用EON進行動作的編輯和驅動；如果需要對裝備進行虛擬操作仿真，則使用 GLStudio軟件先進行操作面板、虛擬儀表的編輯和制作，然后再利用 Vega Prime驅動以實現更復雜的交互操作。
3.3系統集成
系統集成就是將上述做好的模型、場景按照教學軟件所需的形式將其有機的整合在一起，使之成為_個完整的 、規范的教學軟件。系統集成可以使用目前常用的軟件開發平臺如 VB、vc++等。由于上述虛擬現實驅動軟件如 EON、GLStudio及Vega Prime等均以ActiveX控件方式提供 了可用 于常用 軟件開發平臺的運行插件，因此，系統集成變得十分方便。編寫程序時，只需考慮軟件功能的安排，注意程序間的兼容性即可。
系統集成時，還需要將系統行為仿真的結果通過視景仿真表現出來，即用行為仿真的數據來驅動三維物理模型的動作。由于系統行為仿真采用了專門的運行平臺，與視景仿真處于不同的系統進程中．因此這種驅動是通過兩進程間的實時通信來完成的。這里還需要考慮進程間的同步問題。
虛擬仿真電子技術范文4
【關鍵詞】PSIM；電力電子技術；仿真平臺；參數掃描；示波器
現代計算機仿真技術為電力電子電路或系統的研究與設計提供了嶄新途徑，使復雜的分析和設計過程變得更加簡單有效。同時也為高校特別是高職院校相關專業課程的教學提供了新的思路，不僅可以幫助同學們理解知識要點，提高學生學習的趣味性和積極性，還可以成為理論和實踐教學環節有益的補充[1-2]。
1、基于PSIM的電力電子技術仿真平臺
PSIM是一款專為電力電子和電機控制系統設計的仿真軟件，因其仿真速度快、用戶界面友好、交互性強、簡單易學等特點，為電力電子技術、模擬與數字控制以及電機控制系統設計提供了強大而高效仿真平臺。PSIM作為電力電子技術領域仿真速度最快的軟件之一，在全世界范圍內60多個國家的高校、大型企業、研究機構得到了廣泛的應用。此外，PSIM作為優秀的開放式仿真平臺，還可以與第三方軟件進行聯合仿真，為用戶提供了更加高效的仿真環境[2]。PSIM軟件仿真元件庫擁有豐富的元器件模型，可以進行任意電路級和系統級電力變換電路的建模仿真。其附加的各仿真包為電力電子技術及其它專業課程的教學和研究提供了強有力的工具。此外，PSIM官方網站提供了免費試用的Demo版,雖然仿真元器件個數受到一定限制,但并不影響課程教學研究的需要。限于篇幅，本文僅介紹PSIM可以用于電力電子技術教學和研究的幾個重要功能，如故障仿真功能以及示波器功能，并給出了仿真結果，而對于PSIM的基本使用方法及建模仿真步驟則不再贅述。
2、電路故障仿真功能
由于教材上介紹的通常是電路處于正常工作狀態時的情況，同學們對正常工作狀態容易理解。然而在實驗過程中由于學生誤操作或者是器件損壞等原因，常常得不到正常波形，導致學生很難判斷故障原因。利用PSIM可以對典型故障情形進行建模仿真，便于學生深入理解電路工作原理，且不用擔心損壞元器件或者出現安全隱患。因此，通過故障仿真教學可以提高學生對理論知識的理解，也可以讓學生先做仿真再做物理實驗，以達到提高實驗效率的目的。在PSIM中進行故障設置的方法非常簡單，只要選中相關元件，點擊右鍵，選中Disable即可，該元件將變成灰色；若要恢復正常狀態，使用相同的操作，選擇Enable即可。限于篇幅，本文僅介紹某個晶閘管損壞或者脈沖丟失的情況。如圖1(a)所示為單相橋式可控整流電路仿真模型，現假設VT2出現故障，則輸出電壓Vd的仿真波形如圖1(b)所示，此時輸出電壓Vd的波形已變成單相半波可控整流的情況[3-5]。
3、PSIM中的虛擬示波器功能
3.1虛擬示波器簡介
PSIM中的電壓/電流測量模塊(Voltage/Currentprobe)主要用于存儲仿真結果，在SIMVIEW波形處理程序中實現波形顯示和處理，這也是PSIM最常用的功能之一。除此之外，PSIM還提供了很強的用戶交互功能，利用虛擬示波器即可允許用戶在仿真過程中實時修改參數并觀察仿真結果，極大的提升了與用戶之間的交互能力。PSIM共提供了4種規格的示波器：1通道、2通道和4通道電壓示波器以及電流示波器，示波器仿真模型如圖2所示。電壓示波器可以在Element->Other->Probes菜單下找到，電流示波器可通過鼠標右鍵點擊需要顯示電流波形的元件，并在CurrentScope中勾選相應的電流選項即可出現。
3.2虛擬示波器功能及參數設置
虛擬示波器的顯示和操作界面與實際示波器非常相似，因此使用極為方便?，F以兩通道示波器為例：主要包括時基調節按鈕，通道A和通道B幅度調節按鈕，DC、AC、GND耦合功能選項也與實際示波器一樣。時基刻度有us、ms、s三種時間基準，幅值刻度有mV和V兩種基準。各操作按鈕或選項的功能及特點如下：（1）時基選項（TimebaseScale），用于設定時間軸（x軸）的刻度。（2）通道選項（ChannelA和ChannelB），用于設定幅值軸（y軸）的刻度、偏移量以及波形顏色。DC、AC、GND耦合選項功能也與實際示波器相似，如果選擇DC則顯示完整波形，選擇AC則只顯示交流成分，選擇GND則將波形置為零。（3）觸發選項（Trigger），用于設置觸發條件，有ON和OFF兩個選項，如果選擇OFF，則波形處于自由運行模式；如果選擇ON，則必須滿足觸發條件時才開始顯示波形。（4）自動定標選項（AutoScale），如果AutoScale選項勾選的話，則所有通道將自動調整到合適位置，以便將全部波形顯示在可見區域。（5）與實際示波器一樣，虛擬電壓示波器所有通道只能測試對地電壓。（6）對于電流示波器，它和元件是通過CurrentFlag聯系起來的，如果要使用這項功能，只要右鍵點擊相應元件，在CurrentScopes菜單下選擇相應支路電流，如果該支路電流被選擇，則其名稱前面將顯示一個“√”的標記。
3.3示波器仿真波形及分析
現以單相橋式可控整流電路仿真分析為例。在圖1(a)仿真原理圖中放置一個雙通道電壓示波器和一個電流示波器，并在開始仿真之前，將時鐘形狀的SimulationControl中FreeRun單選框選中。需要特別注意的是，由于示波器通道測的是對地電壓，因此與實際示波器一樣，需在接探頭負極的相應位置放置一個接地符號，否則會因為失去參考點而不能得到正常的仿真波形。如圖3（a）所示為負載電壓ud波形以及采用間接法測出的負載電流波形（用電阻電壓波形等效），如圖3（b）所示為直接采用電流示波器測得的負載電流波形，只要選擇合適的幅值刻度，兩者波形是完全一致的。
4、結論
近幾年實踐教學證明，PSIM作為電力電子技術領域專用的仿真軟件，以其仿真快速、用戶界面友好、交互性強、簡單易學的特點，特別適合于電力電子技術的理論和實踐教學。結合高職學院電力電子技術專業的課程設置和實際教學情況，將PSIM引入電力電子技術的教學和研究，合理運用各種功能，對于豐富教學資源和教學手段，提高學生學習興趣，提高教學效果均大有裨益[6]。此外，在電力電子技術課程中進行簡單的培訓后，絕大部分同學可以順利的建立仿真模型并分析仿真結果。對于促進學生將自主性、研究性學習的理念貫穿到整個專業課程的教學，為后續專業課程的理解和消化吸收提供了有利的工具，具有很高的應用價值。
參考文獻：
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虛擬仿真電子技術范文5
【關鍵詞】Proteus軟件技術；電子技術教學；應用；實踐；研究
實踐中可以看到，Proteus軟件有很多種數字、模擬器件模型，同時還提供了一系列的元器件，比如虛擬示波器、信號發生器、電壓表、邏輯分析儀、計數器以及電流表和虛擬終端等工具。在Proteus軟件技術應用環境下，如同形成了一個元器件、實驗儀器等，都非常完備的綜合性電子技術實驗室。
1.proteus軟件及功能概述
Proteus軟件，最早是由英國一家公司（Labcenter electronics）研發出來的，是一種多功能非常全面的EDA軟件，具有包括ISIS原理圖布圖、SPICE混合模型仿真以及ARES PCB方面的設計功能。從效果上來看，該軟件可有效實現數字電路、微控制器以及模擬電路和外置混合電路軟件的仿真、PCB設計以及綜合系統的協調仿真等。Proteus軟件提供的模擬、數字元器件以及相關的外部設備，電壓表、示波器以及電流表等虛擬元件，對單片機、電路綜合系統等，具有非常強大的交互、仿真功能；除具有和EDA工具基本相同的原理布圖、人工布線以及PCB自動和電路仿真功能外，還具有電路仿真過程中的互動性特點。針對當前微處理器的實際應用情況，還可直接在原理圖虛擬原型基礎上進行編程操作，對軟件源碼級進行有效的調試。Proteus軟件技術，實際上就是一款集單片機、SPIC研究于一體的仿真軟件技術，其功能非常的強大。在安裝完仿真軟件后，還有兩個主要程序，即ARES與ISIS。
其中，前者主要是提供PCB自動、人工布線以及電路仿真功能，而后者則采用原理布圖法對電路進行仿真操作。需要說明的是，Proteus仿真軟件技術，對于電子技術教學非常適合，可提高非常豐富的教學資源。
2.Proteus軟件在電子技術理論教學中的作用分析
實踐中，將Proteus軟件技術，有效地應用在模擬電子技術理論教學過程中，相當于是將實驗室完整地搬到了電子技術課程教學課堂上。在此條件下，教師可在課堂上，通過該軟件技術的應用，將模擬電子技術一節中的基本器件，形象地展示給學生，并將基本電路分析、結果以及電路圖的設計過程，清晰地演示給學生們。這樣一來，就可以從根本上改變傳統的教學模式，不用僅靠語言的形式來描述本節教學內容，同時也避免了需復雜演算方可得出結論的傳統教學狀態，對于增強教學內容的直觀性、提高教學內容的生動形象性，具有非常重要的作用。在電子技術課程教學過程中，采用Proteus軟件技術，可省掉傳統枯燥無味的理論推導，不僅可以節約時間，而且能夠加深學生對理論內容的印象和理解，對于電子技術教學，起到了實質性的影響。在電子技術理論教學實踐中，通過Proteus軟件技術的應用，對解決教學難問題具有非常重要的作用。對于電子技術課程而言，非常的抽象和枯燥，比如放大電路靜態工作點設置、動態參數估算等，都是該門課程教學中的重點和難點。在傳統的教學模式下，主要是通過讓學生只了解二極管、場效應管以及雙極結型三極管等器件名字、基本原理的方式，進行教育教學。Proteus軟件技術的應用和實踐，可讓學生有準確、全面地掌握這些元器件的功能和作用。比如，放大電路教學過程中，靜態工作點非常的重要，通過Proteus軟件技術的應用，不僅可以防范放大電路失真問題，而且對于有效應對電路動態性能影響具有非常重要的作用。在放大電路設計、調試過程中，為確保其性能的有效發揮，應當先設置穩定、合理的靜態工作點，如圖1所示。
圖1
靜態工作點的設置，實際上就是利用電路，確保雙極結型三極管（Q1）處于一種放大工作的狀態。如上圖所示，電源電壓為10伏，Q1靜態工作時的電流為l毫安，此時只需對電值R進行確定即可。而要想確定R值，應當先知道Ql。實踐中，相同型號的不同雙極結型三極管，其阻值不一定相同，并且該器件數據手冊上只是給出了一個大體的范圍而已。比如，雙極結型三極管值大約為3至300。在這樣的情況下，如何確定雙極結型三極管阻值顯得非常的重要。在傳統教學模式下，多數學生雖然學完了關于模擬電子技術的相關知識，都實際操作過程中卻無計可施。Proteus軟件技術的應用，有效地改變了這一教學尷尬現象，教師可在Proteus仿真環境中對現場進行有效的演示，從而加深學生的印象，理解的更為深刻。在此過程中，學生通過教師在仿真環境下的逐步操作、演示，可深刻理解放大電路靜態工作點布設的重要性，并且可以熟練掌握如何設置放大電路靜態工作點。電子技術課程教學過程中，尤其是理論教學實踐中，模擬電路及其各關鍵點上的電壓、支路電流、輸入信號以及輸出信號波形等，都可以準確地顯示在屏幕上，從而給學生以直觀感受。該軟件技術的應用，不僅可以使原本比較抽象的理論只是變得清晰、簡單，而且還可以使平面電路立體化、課堂教學生動化，對于激發學生的學習興趣和熱情，提高教學質量和效率，具有非常重要的作用。
3.Proteus軟件技術在電子技術教學中的應用與實踐
電子技術課程教學過程中，通過采用的是虛擬實驗方法，借助現代多媒體網絡技術，通過網路教室來實現教師機與學生機之間的同步演示操作，從而實現教學目標。電子技術教學中還會用到，虛擬儀器技術，即利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件（比如Proteus軟件）來完成各種測試、測量和自動化的應用。使用集成化的虛擬儀器環境與現實世界的信號相連，分析數據以獲取實用信息，共享信息成果，有助于在較大范圍內提高效率。學生根據電路原理圖，利用Proteus軟件技術在元件庫中找到所需的虛擬元件，可搭建相應的電路和仿真實驗；同時，也可利用Proteus軟件技術所提供的元器件故障設置功能，在元器件上設置故障，在電路仿真操作完成后，可清晰地再現元器件故障發生時的狀況，并從儀器上獲取所需的相關參數。在仿真時還要改變庫的測試環境值，才能測出更準確的值，調整好拓撲結構后，千萬別忘了填寫拓撲結構的限制表，限制表里頭才是最終起作用的限制條件，接下來只要將填好限制后的拓撲結構加在同類網線上，然后轉到中進行自動布線PCB，會盡量根據限制自動布線。該軟件具有很強的實用性，對于硬件設計人員來說，是一種不可多得的PCB設計工具，對高速來說尤為如此當然對于這樣一個高智能仿真軟件使用起來也并不那么容易。以電子技術教學實踐中的一個典型電路，即直流穩壓電源為例，對Proteus軟件技術在此中的應用實踐進行分析。
圖2 LM317、M337可調雙電源直流穩壓電源
圖2是LM317、M337可調雙電源直流穩壓電源，在教學過程中學生很容易從元器件庫中找到相應的元器件，然后放置在適當位置，用導線根據電路原理圖將其相互連接在一起，對元器件參數進行適當的調整，并采用交互式仿真技術，直觀地看到電路具體工作情況。導線箭頭表示電流方向，而導線顏色則表示電位高低.D5、D6位置的兩個綠色LED，指示整流后的電路工作狀態；我們可實時讀出輸出端的電壓數值。對RVl、RV2電阻大小進行適當的調節，清晰地看到、讀出輸出電壓實際變化情況。圖中的圖表是基于圖表的仿真（ASF）——甩來精確分析電路的穩壓性能。輸出0UT l為上面一條曲線，電壓從零伏開始，逐漸上升至15伏左右，用時大約I.8秒，之后OUT l輸出電壓穩定在15伏左右。下面曲線為輸出電壓變化規律，即電壓自零伏開始，逐漸下降至-10伏，用時大約為80ms，之后又穩定在-10伏左右。從這一教學實踐來看，在Proteus軟件技術應用模式下，調用電路元件時，可選用一些具有動畫演示功能的器件、仿真模型器件等；在電路有效完成后，運行仿真操作，即可實現現代化教學輔助功能（聲、光、電）效果，使試驗過程更加的逼真，更加的接近實際情況。Proteus在現代電子電路與技術教學中的應用，既僅電路圖演示非常的清晰，又激發了學生的興趣和學習熱情。
4.結語
總而言之，Proteus軟件技術的應用，使仿真結果的顯示形式，對于學生全面認知電路功能和原理非常有利，是現代電子技術教學良好的輔助手段。恰當地應用，不僅可以幫助學生掌握模擬電子技術教學的基礎船識、基本理論以及基本分析和有效設計方法，并且為學生后續課程的學習，提供了堅實的理論基礎和實踐技能。較之于傳統的教學和實驗方法，該技術的應用，實際上是一種可突出以學生為主的教學模式，對于培養學生的學習興趣和熱情，顯得非常重要。
參考文獻
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虛擬仿真電子技術范文6
關鍵詞: Multisim; 電子技術; 虛擬仿真; 晶體管
中圖分類號: TP11文獻標識碼: A文章編號: 1009-8631(2010)03-0176-02
1. 引言
隨著計算機技術的迅速發展,多媒體技術及虛擬仿真技術在電子類課程教學中得到了廣泛的應用。虛擬仿真軟件對電子電路進行仿真能夠克服一般院校電子學實驗室現有條件的限制,利用計算機在多媒體教室實現實驗室的功能。使學生能夠接觸到電子技術的最前沿,減小了現代電子領域對高校培養具有高層次專業技術人才要求的差距。
美國NI公司(美國國家儀器公司)于2007年8月26日發行的Ni multisim10不僅是一個非常優秀的電子設計軟件,同時也是一個非常優秀的電子技術虛擬仿真實驗軟件。它幾乎能夠模擬電子技術所有的實驗,同時也提供了大量的與現實元件對應的元件模型,增強了軟件的實用性。Multisim 10可以對電路中的仿真元件進行故障設置,能夠觀測不同情況下電路的工作狀況;同時該軟件還提供了種類齊全的虛擬測量儀表,這些儀表的操作與實際儀器的操作基本相同;還具有全面的電路分析功能,可以滿足絕大部分電子電路的分析設計要求。
2. Multisim 10 應用舉例
電子技術課程是電子信息工程專業的一門專業基礎課,其教學效果的好壞將直接影響到其它后繼各專業課程的教學效果。目前我校的電子技術課程的教學方法陳舊,依然是先進行理論知識的講解,再引用例題加經論證,然后通過作業和實驗對所學理論知識進行鞏固。這種傳統教學方式使學生無法感受到電路的實際性,而只是一些繁瑣的公式及數字。同時學生很難消除對電子技術的“抽象感”,造成電子技術難學的思想障礙,從而失去對該課程的學習興趣。將Multisim軟件引入到教學過程,可以使教師在講解理論的同時,對電路進行仿真,使學生消除“抽象感”,增加學習興趣,同時使課堂教學更加生動、直觀。
2.1 晶體管IV特性曲線測試
2.1.1二極管IV特性曲線的測試
在Multisim工作區,選擇二極管,型號為1N3912,在儀器欄選擇IV分析儀,按IV分析儀,接線示意圖,接好電路。設置Vpn=1~1V,設置完成后按仿真鍵進行仿真,可直接得出二極管IV特性曲線圖。
從圖中可看出二極管的單向導電性,及各點電壓與電流的數值,能夠使學生更加直觀的了解二極管正向導通,反向截止的特性。
2.1.2 三極管輸出特性曲線的測試
BJT輸出特性曲線是指各電極電壓與電流之間的關系曲線,在利用Multisim軟件能夠非常方便的對BJT輸出特性曲線進行直接演示,能使教學變的形象、直觀,增強學生的學習興趣,加深對概念的理解。
在Multisim工作區,選擇三極管,型號為2N3904,在儀器欄選擇IV分析儀,按IV分析儀接線示意圖,接好電路后雙擊IV分析儀,打開儀器界面,設置Vce=0~2V,Ib=1~10mA,設置好后進行仿真,得到下圖:
從此圖可看出2N3904的輸出特性曲線,同時也可利用游標對各點進行參數測量。
2.2 對單極放大電路進行仿真
2.2.1 仿真電路的建立
利用Multisim建立單極放大電路如下圖所示:
圖中藍色曲線為輸入信號,紅色曲線為輸出信號,從中可清晰的觀察到共射極放大電路輸出信號被放大,同時與輸入信號反相。所以共射極放大電路又叫做反相電壓放大器。
在電路中用波特儀替換示波器可觀察該電路的頻率響應
由圖可知截止頻率約為3.8Hz,同時可以拖動游標測量出通帶增益約為5.742dB,按下相位鍵可觀察相位響應:
從圖2-6可看出相位響應,由于是反相放大,所以通帶相移應該為+/-180度。
從仿真過程中可以看出Multisim軟件提供了非常強大的電路分析功能,以幫助教師更深入、更直觀的講解電路的性能。在仿真的同時還可以存儲測試點的所有數據、測試儀器的工作狀態、顯示波形和具體數據,列出被仿真電路所有元器件清單等。利用Multisim進行輔助教學一方面可以克服傳統教學方式的缺點;另一方面又可以培養學生分析、應用知識和創新的能力。因此Multisim在電子技術課程教學中能夠發揮重大作用。
3. 結束語
Multisim界面直觀、操作方便及強大的電路分析能力,相當于在多媒體教室建立起了器件齊全、功能強大的實驗操作平臺,為教師提供了一個非常實用、好用的仿真工具。教師可以利用多媒體教室詳細、直觀的分析各種電路的特性,講解各種參數改變時對電路的影響。
綜上所述,Multisim在電子技術課的課堂教學中的應用,能夠實現理論與實踐的緊密結合,增強學生學習的主動性,培養學生分析和解決問題的能力,促進了電子技術課程教學手段的創新。
參考文獻:
[1] 張新喜.Multisim 10 電路仿真及應用[M].北京:機械工業出版社,2010.
