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模擬仿真技術(shù)在電子電工實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

2016-08-18 20:11劉建科
電腦知識(shí)與技術(shù) 2016年19期
關(guān)鍵詞:電子電工仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)

劉建科

摘要:隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的快速發(fā)展,模擬仿真技術(shù)在電子電路設(shè)計(jì)、電工實(shí)驗(yàn)中得到了快速普及與應(yīng)用。與傳統(tǒng)的電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比,模擬仿真技術(shù)可以降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成本,消除實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的安全隱患,節(jié)約實(shí)驗(yàn)器材,降低儀器設(shè)備的損耗等顯著優(yōu)勢。本文對電子電工實(shí)驗(yàn)中模擬仿真技術(shù)的作用進(jìn)行分析,提出了模擬仿真技術(shù)將對傳統(tǒng)的電子電工教學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生重要的影響,其意義深遠(yuǎn)。

關(guān)鍵詞:電子電工;實(shí)驗(yàn);仿真技術(shù)

中圖分類號:TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1009-3044(2016)19-0202-02

實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠積極提升學(xué)生的動(dòng)手能力與實(shí)踐水平。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的常見問題:學(xué)生對儀器設(shè)備不熟悉,不能完全按照操作規(guī)范進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn),造成儀器設(shè)備的損壞,甚至帶來人身傷害等。模擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)解決了這些常見問題,下面我們就來探討模擬仿真技術(shù)對電子電工實(shí)驗(yàn)的影響,以及如何利用模擬仿真技術(shù)改變傳統(tǒng)的電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1 模擬仿真技術(shù)在電子電工實(shí)驗(yàn)中的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的電子電工實(shí)驗(yàn)需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室,專業(yè)的儀器設(shè)備,需要購買大量的教學(xué)實(shí)驗(yàn)器材,再加上儀器、設(shè)備的日常維護(hù)費(fèi)用,就需要投入大量的資金來確保實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外,在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作過程中,指導(dǎo)教師要全程引導(dǎo)和時(shí)刻關(guān)注實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展,確保實(shí)驗(yàn)過程安全,避免出現(xiàn)由于操作失誤造成儀器設(shè)備的損壞,甚至人身意外傷害。實(shí)驗(yàn)前后,指導(dǎo)教師還要對儀器設(shè)備進(jìn)行例行檢查,清點(diǎn)、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材,完成一系列的相關(guān)工作。與傳統(tǒng)的電子電工實(shí)驗(yàn)相比,模擬仿真技術(shù),具有明顯的優(yōu)勢,僅僅借助EWB、Multisim、Matlab、MAX+plusII等仿真軟件提供的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)就能完成日常的教學(xué)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的虛擬儀器、虛擬元器件完全能替代實(shí)物元器件,學(xué)生能夠根據(jù)需要進(jìn)行各種內(nèi)容的常規(guī)模擬仿真實(shí)驗(yàn),仿真結(jié)果與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室獲得的結(jié)果基本吻合。電子模擬仿真實(shí)驗(yàn)具有以下優(yōu)點(diǎn):一是不需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)的儀器設(shè)備,不需要大量購買實(shí)驗(yàn)器材,電子元器件等必備物品,節(jié)約大量資金;二是仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的各種類型虛擬元器件基本上能滿足實(shí)驗(yàn)的需要,特別是個(gè)別昂貴、不太容易購買到的實(shí)物元器件,在仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)都能找的到;三是實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生根據(jù)需要隨時(shí)都能修改虛擬元器件的參數(shù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),整個(gè)過程方便、快捷;四是實(shí)驗(yàn)過程不需要指導(dǎo)教師全程關(guān)注,即使學(xué)生操作失誤或線路連接錯(cuò)誤,也不會(huì)出現(xiàn)意外事故,最多是模擬仿真實(shí)驗(yàn)沒有結(jié)果,或者系統(tǒng)提示錯(cuò)誤。五是學(xué)生可以根據(jù)顯示錯(cuò)誤代碼,根據(jù)錯(cuò)誤代碼或系統(tǒng)提示,進(jìn)行查錯(cuò)、修改,直到得到預(yù)期結(jié)果;六是模擬仿真實(shí)驗(yàn)提高實(shí)驗(yàn)操作的效率,縮短了電子設(shè)計(jì)的周期。

在安全性方面,一般來說電子電工實(shí)驗(yàn)都具有一定的危險(xiǎn)性[1]。例如,學(xué)生在進(jìn)行強(qiáng)電實(shí)驗(yàn)過程中,如果電路連接錯(cuò)誤,容易造成線路短路,燒壞線路,甚至出現(xiàn)電火花和冒煙現(xiàn)象,極易引發(fā)火災(zāi),對學(xué)生的人身安全和實(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備的安全構(gòu)成威脅。與此同時(shí),如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中沒有嚴(yán)格遵守操作規(guī)范實(shí),也極易對實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備造成損壞。例如,在進(jìn)行邏輯電路實(shí)驗(yàn)的過程中,芯片位置的安裝一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤,會(huì)造成芯片燒損,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的丟失,甚至影響到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的正常使用。如果我們借助模擬仿真技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作主要依靠計(jì)算機(jī)軟件來完成,這就不存在上述安全方面的問題。

2 模擬仿真技術(shù)在電子電工實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的快速發(fā)展,模擬仿真技術(shù)在電子電路設(shè)計(jì)、電工實(shí)驗(yàn)中得到了快速普及與應(yīng)用。日常簡單的模擬仿真實(shí)驗(yàn),僅需要一臺(tái)電腦就可以完成,學(xué)生根據(jù)系統(tǒng)提示信息、錯(cuò)誤代碼,就可以快速的找到錯(cuò)誤點(diǎn)進(jìn)行修改,模擬元器件在實(shí)驗(yàn)過程中所具有的特性與實(shí)物元器件的特性具有一定的相似,而且僅靠修改元器件、儀表的參數(shù)就能取代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過程中更換元器件和儀器設(shè)備的步驟,節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本,避免資源浪費(fèi)。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比,模擬仿真技術(shù)所具有的最顯著的特點(diǎn)就是方便、快捷、高效,更能吸引學(xué)生,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)也促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提升。

模擬仿真技術(shù)不需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室,網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的快速發(fā)展也為模擬仿真實(shí)驗(yàn)提供了便利條件,也促使了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,不需要到專業(yè)實(shí)驗(yàn)室去,老師可以利用多媒體教室,采用多媒體教學(xué)的形式為學(xué)生進(jìn)行演示,借助人機(jī)對話的形式對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo),借助仿真實(shí)驗(yàn),觀察由于電路、虛擬元器件參數(shù)的變化帶來的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化,并對過程、結(jié)果進(jìn)行分析、測試,通過對比仿真結(jié)果與理論結(jié)果得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,與在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)一樣,同樣能夠使學(xué)生感受到實(shí)驗(yàn)氛圍。

模擬仿真技術(shù)盡管有許多顯著的優(yōu)勢,但是還是不能完全取代傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐操作能力,這是仿真技術(shù)無法替代的,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,二者相輔相成,只有這樣,才能相得益彰,從而能積極促進(jìn)電子電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提高。

3結(jié)論

綜上所述,在電子電工的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,合理應(yīng)用模擬仿真技術(shù)具有非常重要的意義。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法相比,通過這種開放式的實(shí)驗(yàn)?zāi)J?,學(xué)生更能加深對理論知識(shí)和概念的認(rèn)識(shí)理解。模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用,拓展了學(xué)生的可操作空間,在實(shí)驗(yàn)中提升了創(chuàng)新和綜合分析的能力。

參考文獻(xiàn):

[1]任志元.電力系統(tǒng)中電子電工技術(shù)探討[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊,2016(3):19-21.

[2]張靜,荊樹杭.模擬仿真技術(shù)在電子電工實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究[J].智富時(shí)代,2015(3):53-55.

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