EWB在《模拟电子技术基础》课程教学中的应用.docVIP

在模拟电子技术基础课程教学中的应用胡晓云 邓 肖 粤 （浙江电大桐乡分校314500） （浙江广播电视大学 310012） 摘 要 本文根据作者的教学实践,介绍了在模拟电子技术基础课程教学中应用ewb(虚拟电子工作台）进行模拟实验的方法和一些实例。通过这些例子，我们可以看到ewb在模拟电子技术基础课程教学中的广阔前景，其方便的更改电路和元件参数的能力，使我们得以很好的了解电子电路的各种性质。这不失为一种很好的理论联系实际的教学方法，也是一种对学生实际能力培养的有效工具。利用计算机的电子设计自动化(eda)应是电子技术教学今后的发展方向。关键词：ewb，电子技术，模拟实验。 引言： 长期以来，模拟电子技术基础课程教学。是以理论课教学、课程实验和课程设计等教学环节构成。我们在教学实践的过程中，结合理论教学的进程，利用计算机的电子设计自动化软件electronics workbench（虚拟电子工作台简称ewb）在计算机上进行基础验证模拟实验，作为教学的补充。使学生增强对电路的感性认识，掌握各种仪器的基本使用、电路参数的测试方法。我们采用工作在windows98平台上的ewb50.c(虚拟电子工作台)软件。实验可由教师结合教学内容通过多媒体教学平台演示完成也可由学生在课外参照有关习题完成。通过人机对话的方式，能使每个人都能亲自动手接触电路,进行元件接线,参数设定。边连线，边测试，边修改，边分析，并与理论计算结果进行对照。通过ewb软件的“component properties”(组成部件属性)可随时调整和修改元器件参数,分析各元件参数对电路的作用与影响。调试和测量过程就是最好的学习过程。在这样的实验中,把实验与理论有机的结合起来。加深了学生对理论的认识。方法与内容：实验方法如实验流程图示1，结合具体的教学内容，在理论教学过程中穿插进行。根据所学电路的电原理图，用模拟连接电路，确定电路中的各元器件参数，使用ewb虚拟仪器进行在线测量。对照电路设计要求更改相关元件参数，观察所得的变化。最后与理论计算进行对照比较。以下是几个实际的例子：一、单级放大器放大特性的研究： 图所示为单级阻容耦合共射放大电路电原理图。各元件参考值为：3dg44a,30, rs=5k, rb=470k,rc= rl =5 k,cl=c2=50f, ui=10mv/1khz ,vcc=+12v,ube=0.75v,r bb。调节rb可调整放大器的静态工作点。由图可算得静态工作点：() ()()图2其中ic为集电极静态工作电流，uce为集电集静态工作电压。在中频段不需要考虑耦合电容和分布电容、晶体管结电容的影响。利用微变等效电路法可得：2 三极管输入端的微变等效电阻：() 中频段电压放大倍数:()其中等效负载电阻:()由au表达式可知当rc、ic变化时，au随之变化。 1、测量不同rb时的ib 、ic 、和 uceq的值并与理论值进行比较，并填充完成表格内容：根据实验电原理图，用ewb软件进行模拟连线，在基极和集电极串接一内阻(1n)可不计的模拟电流表，在集电极和发射极并联一内阻为的模拟电压表。实际测试的ewb计算机模拟界面如图示：图3依次改变rb的值将测试结果和理论计算值填入表中。 rb值(k) 参数名称 200250300350400450500ib理论值(ua)56.3 45.037.522.5ib测量值(ua)55.9544.8537.4131.9727.9824.8722.43ic理论值(ma)1.6891.3501.1250.9630.8430.7500.675ic测量值(ma)1.6801.3451.1230.9580.84020.74610.6715uceq理论值(v)3.5555.2506.3757.1857.7858.2508.625uceq测量值(v)3.59705.27196.38957.20487.7908.26678.6399可以看出，测试结果与理论计算具有很好的一致性。2、以rb270k，输入信号频率为千赫，幅度为10毫伏。测量放大器的电压放大倍数并与理论值进行比较。并讨论放大电路参数变化对倍数的影响。 根据实验电原理图，用ewb软件进行模拟连线后的测量电路及结果如图所示：图4 通过交流毫伏表mv测得输出电压u0，与输入电压比较可以算得电压放大倍数 au=128.5/10=12.85倍。而电压放大倍数的理论值由(1)-(6)式计算可得：rb=270 k， ib=0.042ma, ic=1.25ma,rbe=824, au=12.88倍，理论计算与模拟实验具有很好的一致。通过模拟双踪示波器可观察放大器的输入与输出波形，其中红色线条为输入波形，黑色线条为输出波形，二者有一相位差。图电路还可用来考察放大电路参数的变化对放大倍数的影响，现分别讨论之。 (1)集电极电流变化的影响。在其它参数不变条件下，通过改变rb分别获得不同的ic，测出放大倍数与集电极电流之间的关系如下表示。 从表中可反映二点：当集电极电流大于某值，即三极管处于饱和时，电路的电压放大倍数小于1，当管子处于正常放大状态时，随着ic的减小，电路的电压放大倍数随之减小。b(k)100 130150600100015002000ic测量值(ma)2.3772.3692.2380.5600.3390.2250.163 au(倍)0.1460.68313.4711.369.96 8.637.62（2）负载电阻对放大倍数的影响。取ic=1.25ma，分别测出rc= rl =3 k和rc=rl=5k的放大倍数分别为7.71倍和12.85倍。即随着负载电阻的减小，放大倍数随之减小。3、放大器的最佳工作点与晶体管最大允许输入电压的研究(1）在图4实验电路中取rc=5k，调节rb使得当输入电压逐渐加大时，输出波形正负向同时出现削波，即表示这时放大器的静态工作点已选择在动态特性曲线的中点。记录此时的iceq值和uceq值分别为1.56(ma)和4.20(v)。测出当输出电压最大而不失真时放大器输入电压us的值为230mv（晶体管的输入电压ube为39mv）,此时放大器的动态范围最大。(2)在上述电路中再改变rb的值,当增大rb时出现正向削波，说明晶体管出现了截止失真。当减小rb时出现反向削波，说明晶体管出现了饱和失真。二、 谐振荡器与波形变换图5 限于篇幅，下面只能作一些简要介绍。图5是多谐振荡器用ewb进行模拟实验的接线图及测量波形图。三极管t1、t2选用3dg44a其余元件参数如图示。示波器x轴设置为0.10ms/div。1、 测量振荡周期与波形：蓝色线条所示为多谐振荡器输出波形。红色线条为多谐振荡器输出端通过一微分电路后得到的一正一负二尖脉冲。振荡周期理论值为 t1.4rbc=1.415k0.022u=0.462ms实测波形周期从示波器上可读得约为0.465ms。通过改变c1、c2或r1 、r2值，可改变脉冲宽度和周期。2、输出波形的改善和应用：上述多谐振荡器输出波形的上升沿较差，一般可通过在耦合电容c1、c2前面加隔离二极管来改善矩形波的上升沿。通过在输出端连接微分电路电路，可获得一正一负的尖脉冲；通过在输出端连接积分电路电路，可获得三角波或据齿波；改变微分电路或积分电路参数可改变脉冲宽度。加上二极管限幅电路可获得单向尖脉冲。三、集成运算放大器的应用1、反相与求和电路：图6是反相与求和电路ewb模拟实验接线测试图，其中ic为理想集成运放。当ui2不接时为反相比例运算电路， 通过改变r1和r3的值r，可以改变输出与输入电压的比例。当接上ui2时为反相比例相加运算： 图6通过改变输入电压ui1、ui2或改变r1、r2和r3的值，在输出端可获得比例相加的输出电压。在ewb模拟测试电路中可以方便地改变ui1、ui2或r1、r2和r3的值以获得不同的输出电压。此电路稍作改动即可验证同相求和电路、微分电路和积分电路。2、 文氏桥式及rc振荡电路图7是文氏桥式振荡电路的ewb模拟实验接线图,当r1=r2=500，c1=c2=0.22uf时，由理论计算可得振荡频率为：图7从实测波形图上可以看出,示波器x轴为0.50ms/div,实际读数正弦波周期近拟为0.7ms,即频率约为1.43khz。通过改变r1、r2和c1、c2的值可得到不同频率的正弦波，为满足起振条件必须使r32 r4。此电路略作改动可接成rc移相式和双t网络式振荡器。2小结：1、 用ewb进行仿真模拟实验，实验过程非常接近实际操作的效果。各元器件选择范围广，参数修改方便，不会象实际操作那样多次地把元件焊下而损坏器件和印刷电路板。使电路调试变得快捷方便。对模拟电子技术基础课程中的绝大部分电路都能应用，不仅能用于对单个电路特性和原理进行验证，也能就用于多级的组合电路。2、 件不但提供了各种丰富的分立元件和集成电路等元器件, 还提供了各种丰富的调试测量工具：各种电压表、电流表、示波器、指示器、分析仪等。是一个全开放性的仿真实验和课件制作平台,给我们提供了一个实验器具完备的综合性电子技术实验室。可以在任意组合的实验环境中，搭建实验。可用常规的调试方法如测量各点电压、电流，波形等来调试和测量电路。对于较大规模的电路，可分级接线和调试。通过元件复制或单级电路的复制来完成整个电路的组装。因此也适用于较大型的设计性实验。3、 ewb（电子学工作平台）为我们提供了一个很好的实用工具，使我们能够在教学过程中随时提供实验、演示和电路分析。教师可以在多媒体教室中深入浅出地分析各种电路的特性，讲解各种参数改变对电路的影响。学生可结合学习内容，进行接近于实际电路的调试分析，有利于对加深对理论理解。特别是一些实验条件较差的大中专院校和广播电视大学的基层工作站，通过这样的计算机模拟仿真实验，把电子技术的理论教学和实验教学有机地结合了起来。为电子电路实际制作打下一个良好的基础。4、为开放及远程教育提供了一个很好的学习课件。学生可在网上进行电子技术的仿真实验甚至可进行大型的专题作业和课程设计，应用这样的仿真实验课件进行网上电子技术理论学习、仿真实验、网上习题、和网上答疑。详情见下的远程教育-远教课件。参考文献：1 邓肖粤、胡晓云在电子技术教学中的应用 实验与探索 年2月2 杨素行等模拟电子电路中央广播电视大学出版社 1997年10月3 周政新 洪晓鸥 等 eda电子设计自动化实践与训练 中国民航出版社 1998在模拟电子技术基础课程教学中的应用applied with ewb in the course of the basic simulated electronic technique摘要：abstracts : the paper introduces the method and some examples by the way of applying ewb in the course of the basic simulated electronic technique. from these examples we can find that the ewb has a good perspective , its ability of changing the circuit and component parameter can help us to know about its different characteristics of electronic circuit .it also will become a tool to train the students actual ability .to use the computer to design eda will be a good direction in the course of electronic teaching.关键词：key words ewb , electronic technique ,simulated experiment作者简介: 胡晓云(1956.5.22- ) 浙江广播电视大学桐乡分校 讲师 浙江桐乡 我的大学爱情观1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（1） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（2） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（3） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大