電子電工實驗的模擬仿真技術研究

高萬武

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.173

摘 要：隨著科學技術的飛速發展，模擬仿真技術的發展也極為迅速，而且模擬仿真技術也被廣泛應用到各行業的發展中，如，在電子電工實驗中的應用，不僅可以避免電子電工實驗過程中材料浪費的現象，同時也能夠有效規避一些具有危險性的實驗操作，進一步保證實驗人員的人身安全。另外，模擬仿真電子電工實驗可以根據實際情況進行多次實驗，并對各項實驗結果進行對比觀察，尋求最佳的實驗方案，對提升電子電工實驗效率有著重大作用。

關鍵詞：電子電工 實驗 模擬仿真技術

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（b）-0173-02

近些年來，電子電工業的發展蒸蒸日上，為滿足人們的發展需求，電子電工技術不斷更新，滿足了人們的發展需求，當然，在實驗過程中由于實驗人員時常會與高壓電源接觸，存在一定的危險性。但在模擬仿真技術的應用下，將徹底打破當前的窘狀，該文主要對電子電工實驗的模擬仿真技術展開研究，具體研究如下。

1 電子電工實驗的模擬仿真技術概述

電子電工實驗應用很廣，如，在教學中、科研中、工程中等都被廣泛應用，通過實驗能夠對電子電工進行測試，尋找其中的弊端并對其進行完善，保證電子電工工程的完善性。但電子電工實驗也會伴有一定的危險性，其中包含很多電源電路，如果操作不合理或是操作失誤的話，很容易引發安全事故，同時也會伴有一定的資源損毀，出現資源浪費的現象。而電子電工實驗仿真模擬技術則主要是以模擬仿真技術為基礎進行電子電工實驗，通過將所要實驗的各項電子元件仿真，并進行相關的實驗，保證了電子電工實驗的安全性，同時也避免了電子資源、材料的浪費，被電子電工實驗人員所青睞。

電子電工實驗仿真技術又名“虛擬電子實驗室（EWB）”是Electronics Work Bench的縮寫。EWB的設計環境具有全方位集成理念，界面設計簡潔、直觀，而且虛擬電子設備也非常齊全，在模擬仿真系統中不僅提供了4種掃描分析軟件和14種分析工具，同時該系統中還設置了8000多的元器件模型，利用其環境進行電子電工實驗能夠保證各項實驗設備以及元件的齊全。另外，使用模擬仿真技術前，為了更好地滿足用戶的實驗需求，可以輕松地將電子電工原理圖等相關信息輸入到模擬仿真系統中，然后再接通電源，實現對電子電路各項參數的全面仿真，還可以將函數發生器、頻譜儀、波特圖儀、電壓表、邏輯分析儀、萬用表等引入電路操作。模擬仿真環境下所有引入的實物形態、相似度非常高，而且，在實驗觀測過程中與實物布置的平臺極為相似，具有較強的真實感。

2 電子電工實驗模擬仿真技術的優勢

模擬仿真技術應用于電子電工實驗中具有多方面的優勢，其中包括在實驗過程中的優勢、在實驗成本方面的優勢等，下面進行詳細分析。

2.1 在實驗過程中的優勢

通過以上的分析了解到，電子電工實驗模擬仿真技術所仿真出來的元件、設備儀器等幾乎與實體物件相近，進一步保證電子電工實驗的真實性，以及保證實驗結果更符合實際發生情況。另外，在采用模擬仿真技術進行電子電工實驗過程中，對其中各項儀器、設備、元件等進項相應操作時，極少受到外部環境所影響，進一步提升了電子電工實驗的效率，保證實驗的可行性。例如，在電流實驗過程中，可以利用模擬仿真技術將整個電流的流程更直觀、形象、生動的體現出來，從而實現抽象事物、概念性事物直觀化、具體化，更能加深實驗在人腦海中的印象，同時為人們對實驗的觀測、記憶以及探究等提供了更多數據保障。此外，在利用模擬仿真技術進行電子電工實驗過程中，所有實驗涉及到的因素都是模擬出來的，也就避免了實驗操作過程中與強電接觸，保證實驗的安全性，而且實驗過程中也不需要焊錫、安裝等相關操作，徹底規避了一些風險操作，進一步保證實驗操作的安全可靠性。

2.2 實驗成本的優勢

眾所周知，在電子電工實驗過程中會需要大量的實驗資源，如，元器件、儀器設備等，每次實驗都會產生一定的成本，而且還不能保證一次實驗成功，其中會消耗大量的實驗元器件，從而造成大量的實驗成本。而在模擬仿真技術環境下，可以直接仿真電子電工實驗所需要的各項儀器、設備、元件等，并在模擬環境下進行相應的安裝操作，以及對安裝進行調試和分析，運用這種模擬仿真分析，不僅能夠更清晰地觀看各個實驗環節，同時也便于為使用者提供充分的分析，更有利于提升電子電工實驗效率。電子電工實驗模擬仿真技術中所使用的各項儀器設備、元件等與實體極其相近，實驗結果與實體的實驗結果并沒有太大的出入，基本一致，而在整個模擬仿真實驗中并未使用任何元器件、設備等，同時也不會產生元器件等實驗材料的消耗，避免了實驗后對設備、儀器等方面的維護管理，大大降低電子電工實驗成本。可見，在電子電工實驗的過程中，科學地使用模擬仿真技術，能夠實現實驗成本的節約，從而實現電子電工實驗的順利實施和高質量完成。

3 電子電工實驗中模擬仿真技術的應用研究

通過以上的分析了解到模擬仿真技術在電子電工實驗中應用的優勢，在實際應用中對提升實驗效果有著極大作用。由于每項電子電工實驗的不同，因此在進行模擬仿真實驗過程中，必須做好相關的準備工作。例如，在開展電路實驗時，首先需要將電路的信息輸入到電子電工虛擬實驗室，以及將相關的元器件參數輸入其中，再通過模擬仿真軟件對電路的動態特性、靜態特性、傳送特性等相關電路特性展開全面的分析，再將實驗數據以及實驗結果按照相關的要求打印。在分析實驗結果時，如果發現實驗中存在不足，或有需要改進的地方，可以再次進行模擬仿真實驗，直到確定最佳實驗方案。

另外，在實際中可以以前面設計的實驗環節參數作為實驗依據，并對比模擬實驗的輸出結果以及電路測量狀況等，根據結果的對比找到不同之處，再重新調整實驗參數重新進行模擬分析，再利用模擬仿真軟件進行深入的實驗分析。整個過程是從模擬到實況，結果至模擬結果的過程，這種實驗流程更能深入地認識電子電路基本原理，對培訓實驗人員的分析問題、處理問題等能力有著極大作用。從這個模擬實驗中不難發現，利用模擬仿真技術進行電子電工實驗，可以將理論與實踐有機結合起來，從而促進實驗人員更熟練地理解和掌握相關電子電工知識。

除此之外，模擬仿真技術在電子電工實驗中的應用，對分析電路性能也極為有利，當然，在設置具體分析方法時，應充分運用SPICE程序以及物聯網技術，共同創建電子電工元器件庫模型，才能更好地進行電子電工模擬仿真實驗。

4 結語

該文主要針對電子電工實驗的模擬仿真技術進行了相關方面的分析和探討。通過該文的研究，我們了解到，模擬仿真技術的運用所帶來的效果是非常顯著的，其優勢更是傳統電子電工實驗所無法比擬的，如，避免實驗材料浪費、保障實驗人員的安全性、多次反復實驗結果對比等。當然，在未來發展中，電子電工實驗模擬仿真技術不能止步于此，應根據市場的實際發展情況不斷更新技術，切實促進電子電工業的發展，同時也不斷地推動我國社會的發展與進步。

參考文獻

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