EWB（ElectronicsWorkbench）軟件作為一種可視化、交互式的電路仿真軟件，是電工電子教學(xué)中主要應(yīng)用的軟件之一。本人在中職電工電子教學(xué)中，利用EWB軟件作為輔助教學(xué)工具，取得了較好的效果。現(xiàn)對該軟件及其在教學(xué)應(yīng)用效果方面作一分析探討。

一、EWB軟件特點及使用簡介

1.EWB軟件的主要特點。EWB軟件提供了模擬電路、數(shù)字電路以及電路分析的虛擬實驗環(huán)境，其虛擬現(xiàn)實的方式非常適合在EDA實驗中運用。其主要特點有：具有豐富的電路元件庫和多種儀器儀表，還可根據(jù)需要擴(kuò)充器件庫，對于元件可以靈活設(shè)置參數(shù)或模擬開路、短路等故障；可以在計算機上進(jìn)行模擬真實的實驗室工作臺，所需的測試儀器以及電器元件等可以直接從屏幕上進(jìn)行選取，操作簡單、方便；EWB軟件上儀器的控制界面的操作方式和外形與實物非常相似；可以實時分析和顯示電路運行和測量的結(jié)果；具有存儲打印的功能，且可直接把編制電路圖復(fù)制到Word以及其他的軟件中。圖一為EWB軟件操作界面。

2.EWB軟件的主要運行步驟。第一步：輸入原理圖。在電路工作區(qū)放置元件的原理圖符號，連接導(dǎo)線，設(shè)置元件參數(shù)。第二步：放置和連接測量儀器，設(shè)置測量儀器參數(shù)。第三步：啟動仿真開關(guān)，在儀器上觀察仿真結(jié)果。

二、EWB在中職電工電子教學(xué)中的應(yīng)用效果分析

1.演示生動直觀，方便理論教學(xué)。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，對于電工電子一些理論及計算，一般只能在黑板上進(jìn)行演示推算，既枯燥又平淡的講解過程，往往會使學(xué)生產(chǎn)生疲勞。運用EWB軟件，則可以方便將一些電路進(jìn)行仿真，對理論進(jìn)行驗證，并用多媒體形式生動而直觀地演示出來，有利于學(xué)生加深對理論知識的理解和認(rèn)識。例如對于基爾霍夫電流定律的講解，我們可以通過EWB軟件進(jìn)行教學(xué)。在EWB軟件的原理圖編輯創(chuàng)口創(chuàng)建如圖二所示的電路，然后打開仿真開關(guān)，其中電流表的顯示的數(shù)據(jù)就是仿真分析的結(jié)果。從圖中可以看出：4.349+（-3.130）+（-1.217）=0，驗證了基爾霍夫電流定律（KCL）。并且在教學(xué)的過程中可以通過EWB軟件隨時進(jìn)行更改電路的結(jié)構(gòu)和元器件的數(shù)值，可以通過多組數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證，這樣將理論與直觀的仿真演示相結(jié)合，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且對提高學(xué)習(xí)效率具有重要的作用。同時也使教師從以往在備課過程中尋找元件器材，準(zhǔn)備電源、儀表等復(fù)雜的程序中解放出來，讓課堂演示實驗更為方便簡單。

EWB（ElectronicsWorkbench）軟件作為一種可視化、交互式的電路仿真軟件，是電工電子教學(xué)中主要應(yīng)用的軟件之一。本人在中職電工電子教學(xué)中，利用EWB軟件作為輔助教學(xué)工具，取得了較好的效果?，F(xiàn)對該軟件及其在教學(xué)應(yīng)用效果方面作一分析探討。

一、EWB軟件特點及使用簡介

1.EWB軟件的主要特點：

EWB軟件提供了模擬電路、數(shù)字電路以及電路分析的虛擬實驗環(huán)境，其虛擬現(xiàn)實的方式非常適合在EDA實驗中運用。其主要特點有：具有豐富的電路元件庫和多種儀器儀表，還可根據(jù)需要擴(kuò)充器件庫，對于元件可以靈活設(shè)置參數(shù)或模擬開路、短路等故障；可以在計算機上進(jìn)行模擬真實的實驗室工作臺，所需的測試儀器以及電器元件等可以直接從屏幕上進(jìn)行選取，操作簡單、方便；EWB軟件上儀器的控制界面的操作方式和外形與實物非常相似；可以實時分析和顯示電路運行和測量的結(jié)果；具有存儲打印的功能，且可直接把編制電路圖復(fù)制到Word以及其他的軟件中。圖一為EWB軟件操作界面。

2.EWB軟件的主要運行步驟：

第一步：輸入原理圖。在電路工作區(qū)放置元件的原理圖符號，連接導(dǎo)線，設(shè)置元件參數(shù)。第二步：放置和連接測量儀器，設(shè)置測量儀器參數(shù)。第三步：啟動仿真開關(guān)，在儀器上觀察仿真結(jié)果。

摘要

ElectronicsWorkbench(簡稱EWB)，中文又稱電子工程師仿真工作室。EWB5.12軟件的仿真功能十分強大，近似100%地仿真出真實電路的結(jié)果。而且，它就像在實驗室桌面或工作現(xiàn)場那樣提供了示波器、信號發(fā)生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯轉(zhuǎn)換器，萬用表等廣播電視設(shè)備設(shè)計、檢測與維護(hù)必備的儀器、儀表工具。采用EWB虛擬電子工作臺，即通過計算機軟件仿真的方法，對電子線路分析進(jìn)行模擬，下面以電子線路中設(shè)計的一個穩(wěn)壓電源實際電路為例，詳細(xì)講述其操作程序，以掌握電路仿真分析的應(yīng)用方法。EWB軟件最明顯的特點是：仿真手段切合實際，選用元器件、儀器與實際情形非常相近。用EWB進(jìn)行仿真模擬實驗，實驗過程非常接近實際操作的效果。各元器件選擇范圍廣，參數(shù)修改方便，不會像實際操作那樣多次地把元件焊下而損壞器件和印刷電路板。軟件不但提供了各種豐富的分立元件和集成電路等元器件,還提供了各種豐富的調(diào)試測量工具：各種電壓表、電流表、示波器、指示器分析儀等。是一個全開放性的仿真實驗和課件制作平臺,給我們提供了一個實驗器具完備的綜合性電子技術(shù)實驗室。

關(guān)鍵詞：EWB，仿真，電子技術(shù)

目錄

摘要

目錄

基于這些問題，我們可以將EDA技術(shù)這一新的教輔手段引入到課程當(dāng)中。在當(dāng)前流行的EDA軟件之中，EWB仿真軟件是一款體積較小、功能較強、易學(xué)易用的工具軟件。

1EWB簡介

EWB是美國NI公司推出的EDA軟件，可用于模擬電路和數(shù)字電路的混合仿真，利用它可以直接從屏幕上看到各種電路的輸出波形。我們可以使用EWB中的Multisim交互式地搭建電路原理圖，并進(jìn)行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣我們無需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子學(xué)教學(xué)。

2實驗仿真實例

我們以一個單相半波整流電路帶阻性負(fù)載為例來展示EWB的使用。左圖為EWB上搭建的實驗電路圖。每個導(dǎo)電回路中有一個晶閘管和二極管,其中晶閘管共陰極,二極管共陽極,VT1和VT2在一個周期中交錯導(dǎo)通,觸發(fā)脈沖相差180°。在輸入電壓正半周,VT1加觸發(fā)延遲角為的觸發(fā)脈沖,輸入電壓經(jīng)過VT1和VD4向負(fù)載供電,此時輸出的電壓波形與輸入的電壓波形相同。實驗基本內(nèi)容為實現(xiàn)控制觸發(fā)脈沖與晶閘管同步，觀測單相半控橋在純阻性負(fù)載時Ud、Uct波形。下圖從左到右分別展示觸發(fā)角為0°、90°、180°的情況下，EWB波形與實際實驗波形的對比。

3結(jié)束語

一、“板書式”多媒體課件的研制

多媒體技術(shù)的發(fā)展為教學(xué)中的視聽結(jié)合提供了可能，將多媒體適時地、合理地引入課堂教學(xué)，利用其對視覺、聽覺等多渠道、多感官的綜合刺激，不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、營造和諧互動的課堂氣氛，而且有利于提高教學(xué)效率和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

在充分分析課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，我們設(shè)計了一套“板書式”的多媒體教學(xué)課件，實現(xiàn)了多媒體與教學(xué)思路的同步、與傳統(tǒng)板書的有機結(jié)合。

所謂“板書式”的多媒體課件，是指根據(jù)教學(xué)思路，將復(fù)雜的器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電路原理圖以及時序圖等，按照其內(nèi)在的邏輯關(guān)系、時序關(guān)系，以動畫的形式分層、逐步的出現(xiàn)。這樣，一方面節(jié)省了大量板書畫圖表的時間，提高了教學(xué)效率；另一方面，利用了多媒體形象、動態(tài)、多彩的特點，彌補了傳統(tǒng)板書的不足，使現(xiàn)實中原本動態(tài)的、立體的內(nèi)容重現(xiàn)其動態(tài)本質(zhì)，使教學(xué)生動、直觀，活躍課堂氣氛。通過動畫的剖析，充分展示了教師分析問題、解決問題的思維過程，有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和思維能力。

三、EDA技術(shù)的引入

數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)主要包括數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路等。這些內(nèi)容理論難以掌握，但通過一些與實際生活聯(lián)系緊密的實例，用實驗的方式可以直觀形象地展示電路的功能及特性。如555定時器可構(gòu)成門鈴電路、監(jiān)控電路；觸發(fā)器可組成搶答器；計數(shù)器可以組成數(shù)字電子鐘等。

1電子電路設(shè)計教學(xué)發(fā)展概況

電子電路教學(xué)的開展，為計算機軟件和電路設(shè)計應(yīng)用的結(jié)合提供了發(fā)展前提，這也為我國電子電路技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2電子電路設(shè)計教學(xué)中軟件應(yīng)用意義探討

在電子電路的實際設(shè)計與開發(fā)中，電路結(jié)構(gòu)的軟件設(shè)計仿真測試已成為當(dāng)下最具有效性的技術(shù)，加之越來越多的電子電路設(shè)計者選擇運用計算機軟件對電子電路設(shè)計進(jìn)行研究，這就使計算機軟件應(yīng)用在電子電路的設(shè)計中具有十分重要的意義。計算機軟件提供的軟件仿真功能為電子電路的方案設(shè)計提供了有力的參考，學(xué)生能夠利用軟件進(jìn)行對預(yù)先設(shè)計好的電路方案進(jìn)行仿真，并通過對比方案設(shè)計與當(dāng)真結(jié)果對具體內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，這在幫助學(xué)生完善仿真方案的同時，也進(jìn)一步鞏固了其對知識的掌握，提升了電路設(shè)計中發(fā)現(xiàn)問題和處理問題的能力。與傳統(tǒng)形式的電路測量檢驗方式不同，計算機軟件的應(yīng)用僅需要將電路接口連接到實驗箱，通過程序調(diào)試模擬實際應(yīng)用環(huán)境，以更為高效率的檢測出電路系統(tǒng)的設(shè)計錯誤。軟件應(yīng)用在為電子電路設(shè)計提供仿真環(huán)境的同時，也能夠在學(xué)生的電子理論學(xué)習(xí)中起到極大的輔助作用。在電子電路教學(xué)開展過程中，課程理論和實驗設(shè)計的有機結(jié)合能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對電路知識的理性認(rèn)知，而在電路的設(shè)計和應(yīng)用檢測過程中，由于校園客觀環(huán)境的限制，電路的檢驗與應(yīng)用通常無法得到充分開展，而利用計算機軟件設(shè)計則能夠有效實現(xiàn)對電路設(shè)計的檢驗和校正，使得學(xué)生能夠在真正意義上掌握電子電路設(shè)計課程中的研究方法。

3各類軟件在電子電路教學(xué)中的具體運用

3.1CAD軟件在電子電路教學(xué)中的應(yīng)用

1EDA技術(shù)的基本概念

EDA是電子設(shè)計自動化(ElectronicDesignAutomation)的縮寫,是從CAD(計算機輔助設(shè)計)、CAM(計算機輔助制造)、CAT(計算機輔助測試)和CAE(計算機輔助工程)的概念發(fā)展而來的。EDA技術(shù)是以計算機為工具,集數(shù)據(jù)庫、圖形學(xué)、圖論與拓?fù)溥壿?、計算?shù)學(xué)、優(yōu)化理論等多學(xué)科最新理論于一體,是計算機信息技術(shù)、微電子技術(shù)、電路理論、信息分析與信號處理的結(jié)晶。

2EDA技術(shù)的發(fā)展過程

EDA技術(shù)的發(fā)展過程反映了近代電子產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)的一段歷史進(jìn)程,大致分為3個時期。

1)初級階段:早期階段即是CAD(ComputerAssistDesign)階段,大致在20世紀(jì)70年代,當(dāng)時中小規(guī)模集成電路已經(jīng)出現(xiàn),傳統(tǒng)的手工制圖設(shè)計印刷電路板和集成電路的方法效率低、花費大、制造周期長。

人們開始借助于計算機完成印制電路板一PCB設(shè)計,將產(chǎn)品設(shè)計過程中高重復(fù)性的繁雜勞動如布圖布線工作用二維平面圖形編輯與分析的CAD工具代替,主要功能是交互圖形編輯,設(shè)計規(guī)則檢查,解決晶體管級版圖設(shè)計、PCB布局布線、門級電路模擬和測試。

論文關(guān)鍵詞:EDA教學(xué)實驗環(huán)境管理

論文摘要:介紹了電子設(shè)計自動化(EDA)實驗環(huán)境的建設(shè)與管理的經(jīng)驗,簡要分析了由此給教學(xué)產(chǎn)生的實際影響。

由于集成電路技術(shù)和計算機技術(shù)的高度發(fā)展,設(shè)計自動化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個重要方面。國內(nèi)各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實驗室。EDA實驗環(huán)境的硬件、軟件和服務(wù)水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學(xué)水平和辦學(xué)水平的一個重要標(biāo)志。我校在教育部電工電子教學(xué)基地的建設(shè)過程中,始終對EDA的教學(xué)和實驗環(huán)境的建設(shè)給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實驗)中心,旨在負(fù)責(zé)全校EDA實驗教學(xué),EDA項目開發(fā)和新技術(shù)推廣工作。經(jīng)過近兩年的建設(shè),EDA中心已初具規(guī)模,為全校的EDA教學(xué)提供了良好的實驗環(huán)境,促進(jìn)了我校電類現(xiàn)代化課程教育的發(fā)展。

1EDA實驗環(huán)境的建設(shè)

EDA(實驗)中心的建設(shè)起始于1998年初,學(xué)校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進(jìn)行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實驗室和一個管理辦公室。并進(jìn)行了軟件建設(shè)和有關(guān)實驗項目的開發(fā)。到目前為止已建立起的軟硬件環(huán)境如表1。

在EDA中心的建設(shè)中,我們遵循以下原則:

摘要：本文結(jié)合應(yīng)用電子電路仿真軟件改革電路實驗的實踐情況進(jìn)行詳細(xì)分析，并結(jié)合實驗教學(xué)改革的實踐活動進(jìn)行探究，希望能夠給以后的實驗活動提供必要的保證。

關(guān)鍵詞：電子電路仿真軟件；改革電路實驗

1EWB軟件

電子工程虛擬實驗室的基本概念是指通過軟件的方法來進(jìn)行虛擬電路和元器件的組織。虛擬電子與電工儀器表都能夠通過軟件來實現(xiàn)元器件的虛擬化，這是當(dāng)前計算機技術(shù)發(fā)展的必然走向。因此在電子電路實驗的發(fā)展過程中必須依靠有效的電路元器件控制來實現(xiàn)設(shè)計性實驗。電路實驗要按照循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行完成，依次是基礎(chǔ)實驗、綜合實驗以及設(shè)計性實驗。在進(jìn)行實驗的過程中需要通過電子電路數(shù)據(jù)的交互來完成相應(yīng)的調(diào)試控制。并且在數(shù)字分析下，采用復(fù)雜的邏輯分析儀來完成相應(yīng)的實驗。在虛擬實驗室的仿真對象模擬電路中包含了數(shù)字電路以及模擬電路的相關(guān)內(nèi)容，為實現(xiàn)數(shù)字內(nèi)容的轉(zhuǎn)換，可以結(jié)合電路分析數(shù)字化的內(nèi)容來完成相應(yīng)的實驗。對于模擬電路元器件的控制而言，虛擬電子元器件和虛擬的儀表設(shè)備之間要形成相對獨立的邏輯交互單元，為滿足函數(shù)邏輯電路的交互，可以采用聲音圖像信號的交換設(shè)備并且在該軟件的數(shù)字信號模擬單元中利用線性的分析電路來完成某些具體邏輯交互內(nèi)容。在小規(guī)模的電路模擬仿真軟件分析中可以利用較為常見的分析工具來實現(xiàn)元器件模型的交互，并且在實際電路的模擬仿真分析中完成虛擬電路應(yīng)用的某些內(nèi)容。

2虛擬電子工作臺的相關(guān)描述

所謂EWB軟件就是利用電子電路仿真技術(shù)和相應(yīng)的設(shè)計工作來完成的虛擬電子工作平臺。電子設(shè)計產(chǎn)品的工作人員可利用該軟件來完成虛擬電路工作的仿真和調(diào)試工作，驗證所設(shè)計的電路是否符合元器件控制參數(shù)，讓電路運行的性能指標(biāo)達(dá)到最佳。而電子工作平臺的設(shè)計工作則需要通過合理的實驗技術(shù)來完成相應(yīng)的工作設(shè)計，其本身在電路元器件的設(shè)計中屬于非常詳細(xì)的設(shè)計過程，能夠讓這個過程形成一個統(tǒng)一的整體，而電子工作平臺的元器件庫可以通過模擬和數(shù)字器件來完成相應(yīng)的設(shè)計實驗工作。在虛擬電子平臺的利用中，用戶所承擔(dān)的模擬工作和數(shù)字器件都可以通過設(shè)計和實驗來完成相應(yīng)的調(diào)用關(guān)系。EWB技術(shù)能夠?qū)⑻摂M實驗和實際實驗相互結(jié)合，形成具有仿真實驗技術(shù)的控制方案。電子工作人員可以通過軟件實驗平臺來完成直觀性的電子實驗，并按照設(shè)計實驗的需求來完成相應(yīng)的虛擬電子實驗工作。對于虛擬電路工作臺的控制，就要通過減少噪音來實現(xiàn)電路的實驗。合理的電路實驗操作，要在電路虛擬控制元器件的操作下來進(jìn)行完成，并且自學(xué)電路的相關(guān)內(nèi)容，則要按照仿真電路設(shè)計的需求來提供相應(yīng)的元器件設(shè)備。通過仿真虛擬測試來完成電路控制設(shè)計的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，并且在元器件參數(shù)的控制中電路的元器件性能達(dá)到最好。按照電路設(shè)計工作的需求來改變電路元器件的參數(shù)，控制電路元器件的性能讓其使用效果達(dá)到最好。在虛擬電子電路的試驗區(qū)域，通過電路的仿真實驗就可以完成數(shù)字器件的模擬。

1EDA實驗環(huán)境的建設(shè)

EDA(實驗)中心的建設(shè)起始于1998年初,學(xué)校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進(jìn)行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實驗室和一個管理辦公室。并進(jìn)行了軟件建設(shè)和有關(guān)實驗項目的開發(fā)。到目前為止已建立起的軟硬件環(huán)境如表1。

在EDA中心的建設(shè)中,我們遵循以下原則:

(1)創(chuàng)建一流具有EDA特色的實驗環(huán)境。EDA的實驗環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學(xué)生對現(xiàn)代化技術(shù)的掌握,同時EDA的實驗環(huán)境也是一個窗口,代表了一個學(xué)?，F(xiàn)代化教學(xué)的形象。EDA中心的建設(shè)不應(yīng)等同于一般的計算中心或機房的建設(shè),應(yīng)該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導(dǎo)開發(fā)力量。為了建設(shè)好一流的EDA實驗環(huán)境,我們成立了專家指導(dǎo)小組指導(dǎo)環(huán)境的建設(shè),并多次派人到EDA教學(xué)較好的學(xué)校去參觀學(xué)習(xí)。為了體現(xiàn)時代的特點,我們將中心80臺機器內(nèi)部互連,整個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計,能提供全套Internet服務(wù)。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還通過Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務(wù)器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統(tǒng)。

(2)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進(jìn)都經(jīng)過認(rèn)真市場調(diào)查研究,并嚴(yán)格的檢測,對不合格的產(chǎn)品堅決清除。如曾進(jìn)一批微機,檢測后發(fā)現(xiàn)配置與樣機不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設(shè)對EDA來說是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè),盡管EDA軟件投資較大,為保證實驗質(zhì)量,劃出專項資金,引進(jìn)許多最新的正版EDA軟件。

(3)加強外聯(lián),尋求多方支持。EDA教學(xué)的開展需要許多方面的技術(shù)支持,為了做好這方面的工作,我們加強了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開發(fā)商家的聯(lián)系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學(xué)贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備,美國Altera公司通過其大學(xué)項目贈送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡(luò)版的Max+PlasⅡ軟件開發(fā)工具等。