模拟仿真技术在电子电工实验中的运用研究

摘 要 实验是电子电工行业十分重要的一个环节，在传统实验中，因为无法完全了解设备、动手能力受限、实验步骤、实验思路欠缺等因素，致使许多实验无法成功。电子电工实验是实验人员提升实践能力的一个主要途径，不过一旦操作失误，必然会损坏设备更甚至威胁实验人员的安全，因此在实验中应用模拟仿真技术十分必要。本文首先对电子电工实验中的模拟仿真技术做简要的概述，然后探讨了在电子电工实验中应用模拟仿真技术的优势，最后探究了模拟仿真技术在电子电工实验中的内容及运用。

【关键词】电子电工 模拟仿真技术 实验

之所以要将模拟仿真技术运用到电子电工实验中，这是因为模拟仿真技术会快速有效的处理好传统实验中出现的浪费资源、安全隐患、损坏设备等问题。在运用模拟仿真技术之后，模拟实验所获得的效果更为逼真。在电子电工实验中运用模拟仿真技术，可以确保更为恰当、科学的管理技术，进而极大推进了电子电工技术的发展，为电子电工领域向前迈进创造条件。所以，模拟仿真技术应用在电子电工实验当中不断散发出正能量，同时也会为社会创造出更高的效益。

1 电子电工实验中模拟仿真技术的概述

在电子电工領域中，虚拟电子实验室在加拿大专家的努力下发明出来，人们通常把其称为电子设计工作平台，简称为EWB。在计算机中安装虚拟电子实验室只需占用计算机的15m的内存空间。在设计EWB的过程中，在设计环境中灌注了全面设计理念，并且用户界面具有简洁性、安适性、直观性，虚拟电子设备也十分完善。在电子设计工作平台中，分析工具有14种、扫描分析工具4种、元器件模型八千多个，辐射面十分广泛。用户可以很方便的把原理图信息录入到系统，并且在电源接通后，能够达到全方位仿真电路参数的目标。在操控过程中，可以将电压表、波特图仪、频谱仪、万用表、示波器、函数发生器等设备和仪器引入到电路中。

在EWB中使用模拟仿真技术，可以更为有效、精确的观测电路实验中的现象，使其稳定性、敏感度以及及时性都有所提升。并且在条件和参数改变时，可以观察电路产生的变化。在精准操控常规仪器的基础下，能够更快速地了解和掌握使用虚拟仪器的方法。在现实操作中，因为将与现实中几乎相近的设备仪器和元件引入到EWB中，在观测时操作平台就与实物格局相同，操作最具真实性、便捷性。因为EWB中所存有各种各样的元器件，这就有效解决了传统试验中没有充沛、齐全设备的问题。

2 电子电工实验中模拟仿真技术的优势

2.1 在电子电工实验过程中的优势

在电子电工实验仿真软件拥有的设备仪器、元件同实体物件间几近相似，所以能够确保更为真实、直接的呈现出实验结果。并且，在对各类设备、仪器、元件进行操作时，遭受外部环境干扰和影响的几率微乎其微，这就极大的提升了实验的可行性，从而大幅度提升电子电工实验的效率。利用演示仿真实验整个流程，可以把实验过程中很多概念性、抽象的事物变成直观、生动、形象的事物，进而在具体、形象的展示之后，就能够在人们脑海中树立直观的印象和使感受更加贴切，为人们记忆、观测、探究等提供了极大的便利。另外，在电子电工实验中使用模拟仿真技术，不用与现实操作一样去接触强电，同时也无需展开元件安装、焊锡等操作，这样就不会发生在事物实验中有可能出现的风险，确保电子电工实验的安全性。

2.2 在电子电工实验成本中的优势

在电子电工试验中使用模拟仿真技术，可以任意、方便的调用元器件库中的各种虚拟设备、仪器，同时直接在模拟环境下展开操作和安装，调试和分析相关电路。运用该种方法，有利于清晰实验环节和脉络，为人们提供便利的探究和分析空间，大幅度替身了实验效率。因为在仿真实验中所拥有的各种设备、仪器、元件等同实体间有极高的相近度，所以就测试结果而言，仿真模拟类实验同实物实验之间并没有较大出入，两种测试结果基本一致。故此实验人员能够获得最为直观、真实的体验，这样不但能够节约购买实体的设备、仪器和元器件的资金，同时也在很大程度上使维护和管理实验设备成本得到有效降低。这就说明，模拟仿真技术使用在电子电工实验当中，能够大幅度提升经济效益。

2.3 有利于培育实验人员的创新能力

在仿真模拟实验中，实验人员可以以自己独有的想法和个人掌握知识量为依据，尝试着去创新实验步骤以及设计出新的实验，这不但有助新思路、新问题的发掘，同时能够培育实验人员的创新能力和创造力。在传统的实体实验中，因为对十分昂贵的仪器设备存在着怕损害的心理，想要创新和尝试的实验人员，往往采取观望的态度，即“有心无胆”。然而在仿真模拟试验中，就可以不用顾忌损坏设备仪器的问题，进而能够积极的投入到电子电工实验当中。这为创新和发展电子电工实验开辟了新渠道，同时还可以把形象的实验呈现给实验人员，使他们有更为深刻的领悟，进而为掌握和了解相关技能、知识提供了条件。

3 模拟仿真技术下的电子电工实验内容以及运用

3.1 基于模拟仿真技术的电子电工实验内容

运用模拟仿真软件对需要展开实验的电路进行理论分析时，首先把需要实验电路的信息向电子电工虚拟实验室中输入，而输入元器件的参数时应当输入前面设计好的参数，然后运用模拟仿真软件分析电路的静态特性、动态特性、传送特性和逻辑关系等电路特性，分析完毕之后再根据要求展开输入或打印。运用沟通、合作对话、交换操控等方法确定电路最理想工作状态时元器件的参数值，确定之后再根据需要展开输出或者打印。

比如，在现实运用中，能以前面设计的实验环节参数为依据，对比计算机输出结果与实际电路测量状况，找出两者间的不同之处。调整参数之后，再运用模拟仿真软件展开深入分析。该种形式是一种从模拟到实况，然后由结果至模拟结果的过程。在该过程中，能够深入的认识和理解电子电路基本原理，有利于培育实验人员分析、处理问题的能力。运用模拟仿真技术，能够把理论与实践更完美、有机的结合起来，促使了系统化的理解和掌握知识。

在虚拟电子实验室当中，不但可以对数字、混合、模拟电路进行仿真，而且还可以分析这些电路的性能。设置分析办法时，应当充分运用物联网技术和SPICE程序，同时创建元器件库模型。实验者设计完电路图之后，再接通电源，在示波器中把电路中各种参数行读出后，运用其余测绘仪来检测和分析电路中被测试的数据，最后输出结果后同理论结果相比较。假若模拟实验的结果同实际结论间有很大区别。就应当再对输入的参数进行调整，修正有关数据后，再次输入结果，使得出的结果更为精准。

3.2 在电子电工实验中运用模拟仿真技术

目前的模拟仿真技术已經广泛运用到电子电工实验中，大量实验人员对该种新兴科技有浓厚的兴趣。就设备、仪器和元件而言，模拟仿真技术与实物间只有轻微的差异，所以有利于实验人员更为精准、直接的观测和学习。此外，应用模拟仿真技术，有效地解决了因为实验人员不熟悉传统实验而浪费资源的问题。确保实验人员能够更为便捷、安全的展开实验，当前模拟仿真技术应用在大量的电子电工实验中，使电子电工实验的可行性大增。

基于模拟仿真技术的电子电工实验，可以运用人机对话方式，使每位实验人员亲自加入到实验的整个过程中去，亲手设置各种参数、安装相应元器件以展开各种操作，并且运用模拟仿真实验展开分析与测验，然后再将实验结果同理论结果相比较。如果两个结果有较大出入，可以返回到实验中去，实时的更动、调节相应参数，同时仔细观测电路是怎样的变化过程，这样就能够找出结果出现较大差别的原因，以及探讨出它们之间的关系。另外，模拟仿真实验还对很多理论知识做出论证，进而能够促使实验人员深入了解有关知识。

4 结论

总之，在当下的电子电工行业当中电子电工实验是一项不可或缺的研究措施，仿真模拟技术运用在电子电工实验中，为电子电工实验的深入发展创造了条件，有效的弥补了传统电子电工实验中的不足。基于模拟仿真技术的电子电工实验平台构建，有效的提升实验效率、避免了安全风险的发生，培育实验人员的创新能力，所以模拟仿真技术为电子电工行业向前迈进提供了技术支持。

参考文献

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作者简介

王嫣（1981-），女，河北省唐山市人。硕士研究生学历。现为河北化工医药职业技术学院讲师。主要研究方向为应用电子技术。

作者单位

河北化工医药职业技术学院机电工程系 河北省石家庄市 050026