EWB软件在电子技术实验教学中的应用
齐祥明
（安庆职业技术学院，安徽安庆246003）
摘要：电路仿真EWB软件在电子技术课程教学中具有重要作用，结合电子技术课程实验教学，对该电路仿真软件在模拟电子技术和数字电子技术实验及课程设计中的应用进行了论述，旨在为高校电子技术实验教学提供参考。
关键词：EWB 电子技术仿真实验
中图分类号：G642.0
The Application of EWB in the Course of Electronic Technology Experiment 0．引言
EWB（Electronics Workbench电子工作平台）是一个功能强大的电子仿真软件，其中仿真和电路分析模块，存在着大量的电子元器件和电子测量仪器，最大程度弥补了实验室里面实验元器件不足的缺点。EWB提供的大量测量仪器，如函数发生器、双踪示波器、逻辑分析仪、逻辑转换仪等，可以直接通过鼠标在屏幕界面上选取。电路调试时，可以很方便地在界面上实时改动元件的参数。电子工作平台还具有强大的分析功能，可进行直流工作点分析，暂态和稳态分析，傅立叶变换分析、噪声及失真度分析、零极点和蒙特卡罗等多项分析[1]。EWB软件仿真演示效果形象逼真，如发光二极管可以发光，蜂鸣器可以发出不同声调的声音，仿真效果很好。因此，在电子类课程教学中引入EWB仿真实验尤为重要，不仅可以强化学生的理论知识，还可以提高学生的动手实践能力。为此，笔者结合教学实践，对EWB软件在电子技术实验教学中的应用进行阐述。
1．模拟电子技术仿真实例
模拟电路中基本放大电路静态工作点分析很重要，要求学生会正确判断三极管的工作状态[2]。学生刚开始很难分析并判断三极管工作状态，由于EWB具有直观的电路直流分析和交流分析的功能，因此在课堂教学中可以边讲解边演示的方法，下面以图1所示单管共发射极放大电路为例，通过改变电路元器件的参数来观察输出信号的变化。直流分析中可以通过图1中的节点2、4、5的电压分析，直流工作点分析如图2所示，即可得出三极管工作状态。
图1 单管共射放大电路
图2 三极管直流工作点分析
交流分析在直流分析的基础上，选取集电极为研究对象，得到幅频特性曲线和相频特性曲线，如图3所示。交流分析中也可以在输入端加小信号，通过虚拟的示波器来观测输出信号的截止和饱和失真波形。通过调节图1中滑动变阻器，使得R W=64K 较合适，这时输出波形失真少，且幅度最大。
图3 交流分析
2．数字电子技术仿真实例
数字电子技术的教学中要求学生掌握逻辑函数表达式、真值表、逻辑电路图三者之间的相互转换关系，在很多电路分析和设计中都要进行逻辑函数的化简和转换，无论采用公式法还是卡诺图法都很繁杂，而且学生容易出错[3]。EWB中的逻辑转换器就可以使这项工作变得很简单。现以三人表决器电路设计为例来分析。
首先从仪表工具栏中调出逻辑转换仪，双击打开选中变量ABC，软件会自动生成真值表，根据三人表决器逻辑功能给出Y值，点击转换最简表达式按纽，下方会出现表达式Y=AB+AC +BC。再点击表达式转换电路图按纽，即可得到图4所示电路。用EWB软件进行数字电子技术仿真实验的优点是器件使用简便，仿真操作简单灵活。
图4 三人表决器电路
3．电子设计实例
电子技术课程学习完成后，要求学生能进行一些简单的课程设计，如报警器制作、交通灯设计、数字钟设计等。555时基电路是一种非常有用的器件，其产品资源丰富、价格便宜、定时精度高、工作速度快、电源电压范围宽、输出电流大等优点，可组成各种波形的脉冲振荡电路、定时延时电路、电源变换电路、频率变换电路等，被广泛应用于自动控制、通信等领域。其中以NE555最佳，应用时外围元件少，容易起振，在低频电路设计中应用广泛。下面以555定时器构成的趣味闪灯设计为例分析。
趣味闪灯电路如图5所示，由555时基电路构成多谐振荡器，产生矩形脉冲信号，C1是充电电容，通过C1和R4可以改变电路振荡频率，调整R4还可改变输出信号的占空比。从而改变两个不同颜色的发光二极管轮流导通时间。
100kΩ
Key=A
图5 趣味闪灯
4．仿真实验教学效果
仿真软件EWB借助虚拟现实技术，使电路设计者能“如实”地选择和更换元器件，能“如实”地操作各种虚拟仪器和设备进行仿真实验，能快速地模拟、分析、验证所设计电路的性能。与传统实验方法相比，这种虚拟仿真实验技术既省时又经济，而且还可以避免传统实验中发生的各种元器件损坏和事故。
我们在应用电子技术专业教学中进行了EWB仿真实验教学，与传统的实际动手搭建实验电路相比，能最大程度上弥补了实验室元器件不足的缺点，使我们能够在教学过程中随时仿真实验，演示操作和进行电路分析。教师可以在理实一体化教室或多媒体教室中仿真分析各种电路的特性，演示各种参数改变对电路的影响。学生可结合所学内容，进行接近于实际电路的调试分析，有利于对加深对所学理论地理解。
我们还将许多成功演示的仿真实验做成了光盘，供实验人员和授课教师使用，通过这几年来的教学实践，学生满意度越来越高。
5．结语
学生在学习电子技术知识时，只有通过实验演示和操作训练才能更好地掌握相关知识，电路仿真EWB软件为学生提供了一种简便实用的仿真实验操作途径。还可以模拟仿真一些在实际中难以进行的实验，从而让学生有机会去认识掌握更加多的知识。相信通过广大师生共同努力，一定能够不断完善仿真实验教学案例，使电路仿真EWB软件在电子技术教学中发挥更大的作用。
参考文献：
[1] 李良荣．EWB9电子设计技术[M]．北京：机械工业出版社，2007
[2] 胡宴如．模拟电子技术[M]．北京：高等教育出版社，2008
[3] 胡锦．数字电路与逻辑设计[M]．北京：高等教育出版社，2004
基金项目：安庆职业技术学院教研项目--基于EWB仿真实验教学研究
（2010jyxm013）
齐祥明，男，1973年12月生，皖枞阳人，工学硕士。安庆职院副教授。研究方向为通信信号处理、电子技术。电话：180******** qixm1202@https://www.doczj.com/doc/5b13596144.html,