EWB软件在《电工电子技术》课程中的应用

科技论坛　２ｏ１３．１７　ＥＷＢ软件在《电工电子技术》课程中的应用　乔琳君　（西安航空职业技术学院７１　００８９）　摘要：主要应用ＥＷＢ软件进行实例仿真分析，ＥＷＢ软件图形化的仿真平台使得电路更加生动直观，能够激发学生学习兴趣，有　助于学生对学习内容更好地理解和应用，从而提高学习效率和教学效果。　关键词：ＥＷＢ；电工电子技术；仿真　ＥＷＢ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ｝ｃｏｕｒｓｅ　Ｑｉａｏ　Ｌｉｎｊｕｎ　（Ｘｉ’ａｎ　Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　７１００８９）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＥＷＢ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｅｘａｍｐｌｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｈｅｌｐ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｔｏ　ｂｅｔｔｅｒ　ｕｎｄｅｒ—　ｓｔａｎｄｉｎｇ　ａｎｄ　ａｐｐ］ｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｅｆ—　ｆｅｃｔ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＥＷＢ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　

０　引言　《电工电子技术》是高职院校非电类专业开设的基础课程。课　程实践性强且内容广泛，主要分电工技术和电子技术两块内容。　学生对电工技术的内容学习时比较轻松，但是对电子技术，尤其　是模拟电子技术多数学生不能很好地掌握，学习效果不好　为了　能让学生很好地理解学习内容，提高教学效果，除了采用生动的　多媒体教学外，还可以增加实践内容。由于实验设备有限和实验　条件所限，有的实验效果不明显，而ＥＷＢ仿真软件可以有效地改　善以上问题，既解决了实验设备少的问题，又可以在教学过程中　让学生边学边做，让每个人主动地参与到学习过程中，可以逐渐　增强学生的学习兴趣，从而达到教学目的。　ＥＷＢ是加拿大Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　Ｉｍａｇｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ公司推　出的一款电子电路仿真分析、设计软件，它具有直观的界面，用户　学习操作十分简便，该软件与其升级版本Ｍｕｌｔｉｓｉｍ软件相比，使　用方式与实际更接近，同时它还带有丰富齐全的元器件库，根据　需要可灵活改变各器件的参数，因此它能演示各种复杂电路系　统，以查看结果【１】。　１　直流电路应用举例　学习直流电路时，除了要熟悉基本定理的内容，还要通过做　大量的习题来加深对定理的理解，才能灵活地应用这些定理。在　实际教学时发现，学生一般对电路结构的认识比较清晰，也能根　据电路的特点和要求选用合适的方法。但列写电路方程时往往对　于电阻的电压、电源的电动势正负号容易取反，另外在计算时出　错，尤其在方程数多时这一问题尤为明显。并且采用传统的计算　方法时比较费时。因此选用图形化的直观的ＥＷＢ仿真软件对电路　仿真，可以简化电路分析过程。　应用ＥＷＢ仿真求解图１电路中各支路电流。已知：Ｕｓ１＝１４０Ｖ，　Ｕ　，＝９０Ｖ，Ｒｌ＝２０￣，Ｒ２＝５￣，Ｒ３＝６￣。搭建仿真电路如图２。　仿真步骤：　①在Ｂａｓｉｃ（基本元器件库）里找出需要的电阻；　在Ｓｏｕｒｃｅｓ（电源库）里找出直流电源模块；　在Ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ（指示仪器库）找出电压电流测量模块；　②对所用元件及仪表进行参数修改。　③连接线路，注意在直流电路里电流表的极性。　④打开仿真开关，仿真读数。如果电流表结果为负值，说明实　际电流与参考电流反向。

　工　Ｒ１　

Ｕｓ　１　图１直流电路原理图　从图２看出，ＩＩ＝４Ａ，Ｉ２＝６Ａ，Ｉ３＝ＩＯＡ。利用基尔霍夫电流定　律可以进行验证Ｉ　１＋Ｉ２＝Ｉ３，所以仿真结果正确。从这一仿真实例　可以看出不需要写支路电流方程，大大简化了计算过程，也保证　了计算的准确性。　２交流电路应用举例　交流电路如图３所示，己知ｕ　２２０－￣ｓｉｎ（３１４１＋３０　），Ｒｌ＝３￣，　Ｒ２＝８￣，ＸＬ＝４ｇｌ，ＸＣ＝６￣。应用ＥＷＢ仿真求解。　在计算图３交流电路中电流的有效值时，虽然利用欧姆定律　图２直流电路仿真图　０ｈｍ　

尊０　

①题目中给的感抗与容抗值，在电感电容参数设置时电感电　容的单位分别为Ｈ和Ｆ，所以要将感抗与容抗值转换为电感电容　值；　②交流电源的频率设置为５０Ｈｚ；　③交流电路分析时将电流表模式设置为交流（Ａｃ）模式，而　且注意各电流测量模块的极性不能加反，如果接反将使电流反　相。　仿真结束后，可以看到总电流，电感电流及电容电流的有效　值分别为４８．７２Ａ，４３．４９Ａ，２２．０９Ａ，注意与理论计算有出入。通　Ｕ／ｌ　ｆ计算，但先要算出电感支路和电容支路的分阻抗，再　过仿真快速地算出了图３中　，，　Ｉｃ。如果再次遇到类似题　利用阻抗的并联公式算出整个电路的总阻抗，才能利用欧姆定律　型，采用笔算就必须从头重新计算二次，ｒ比较麻烦。而采用ＥＷＢ仿　依次算出Ｉ　，Ｉｃ，Ｉ。在计算阻抗时既有复数的计算又有三角　函数的计算，必要时还要用到计算器等工具。由以上分析看出，交　真软件则可以直接调出相应仿真模型对参数稍做修改即可，大大　提高计算效率。　流电路的计算过程复杂，易出错。在此应用ＥＷＢ搭建仿真电路如　图４。　３模拟放大电路举例　仿真步骤与上节相同，但要注意以下几点：　

Ｕ　

图３交流电路原理图　Ｃ　由于晶体管热敏性，导致集成运放电路产生零漂，所以实际　

图４交流电路仿真图　④打开仿真开关，运行仿真电路。仿真时可以看到，从０开始　计数时，来一个脉冲，个位计数器增１，当第十个脉冲来后，个位　计数器进位，个位计数器为０，十位计数器显示１。即每计十个脉　冲，十位计数器增１。整体看，当计数器从０开始计数计到５９时　开始循环，说明图７实现了６０进制加法计数器功能。　采用ＥＷＢ仿真时，通过显示器可以让学生直观地看到计数器　工作过程，同时可以灵活地改变反馈清零信号实现任意进制计数　器的设计。那么给学生提出设计要求让学生进行充分地练习，使　学生能更好地掌握学习内容，使教学过程变得轻松愉快。　５结束语　本文主要选取交直流电路、模拟电路及数字电路中的典型电　路，通过ＥＷＢ软件对其进行仿真，详细介绍了仿真过程。从以上仿　真实例看出，在《电工电子技术》课程教学过程中引入ＥＷＢ仿真软　件，使得教学过程生动直观，能够激发学生学习兴趣，利于学生对　学习内容的理解并应用，最终提高教学效果。　参考文献　［１］尹明．ＥＷＢ仿真软件在电工电子教学中的应用［Ｊ］．广东工　业大学学报，２００７，６　［２］王维荣．电工电子技术一电工技术与计算机仿真［Ｍ］．上海：　上海交通大学，２０１１　［３］王延才．电工电技术ＥＤＡ仿真实验［Ｍ］．北京：机械工业出　版社，２００３　［４］胡锦．数字电路与逻辑设计［Ｍ］．北京：高等教育出版社，　２０１１　［５］乔琳君．基于ＥＷＢ的Ｎ进制计数器仿真设计［Ｊ］．电子测试，　２０１３．９　（Ｉ－接１Ｏ５页）　

等测试实现，同时动态测试还能够实现对于程序执行频度的分析　测试。Ｊａｖａ程序度量工具在通过上述设计组成工具的度量计算后，　将计算所得的复杂度信息显示在ＱＥ—ＳＡＴ工具中的图形显示界面　中，以实现对于Ｊａｖａ程序结构与复杂度的度量测试。如下图１所　示，为Ｊａｖａ程序度量工具中静态分析器的结构示意图。　根据上示静态分析器的总体结构示意图可以看出，Ｊａｖａ程　序度量工具中的静态分析器主要由Ｊａｖａ语法分析器以及符号表、　复杂度信息分析器、语法树四个结构部分组成。Ｊａｖａ程序度量工　具在度量计算中，Ｊａｖａ程序中的源文件在通过语法分析器进行　分析后，形成符号表以及语法树，然后再通过复杂度信息分析器对　于语法树的各节点进行分析，同时根据符号表中相关的标识符的　相关定义信息，将分支作为基本单元结构对于其中的变量操作信　息进行提取，以实现对于程序结构与复杂度的度量计算，计算结果　将以ＸＭＬ格式存入到计算机的信息库中，以输出应用。在Ｊａｖａ程　序度量工具中，静态分析器中的语法分析器是基于Ｊａｖａ语言并根　据相关语法自动生成的一种语法分析器，在对于这种自动生成语　法分析器修改的基础上，最终形成静态分析器中的语法分析器。　２．２案例探讨　Ｊａｖａ程序度量工具在进行代码分析时具有较为突出的辅　助作用，下文将以Ｊａｖａ程序度量工具对于ＱＥ—ＳＡＴ测量工具中　ｊｓｔａｔｉｃｄａｔａ数据包源代码的分析为例，进行探讨说明。为运行　ＱＥ—ＳＡＴ工具情况下，对被测数据包中的源代码静态分析后，生成　信息显示界面。在上述ＱＥ－ＳＡＴ静态分析器分析显示的结果中，用　户在项目视图或者是类视图中进行类或者是方法的名称选择，就　能够通过信息视图得知所选择的类与方法的相对应各种度量值。　３结束语　总之，Ｊａｖａ程序度量工具在进行软件程序开发设计中，具有　帮助程序员分析代码、及时发现软件程序代码中的问题，实现程序　的优化，因此，进行Ｊａｖａ程序度量工具的实现以及案例探讨，具有　积极的作用与价值意义。　参考文献　［１］王树森，顾庆，陈焘，陈道蓄．基于复杂网络的大型软件系统　度量［Ｊ］．计算机科学．２００９（２）．　［２］姜元鹏，张永平，姜淑娟．测试Ｊａｖａ异常处理机制的方法啊．　计算机工程与设计．２０１０（２０）．　［３］黄沛杰，杨铭铨．代码质量静态度量的研究与应用［Ｊ］．计算机　工程与应用．２０１１（２３）．　［４］徐军，张嫒，叶澄清．Ｊａｖａ多线程动态测试中的插装［Ｊ］．计算　机工程与应用．２０１１（１９）．　［５］李必信，杨朝晖，谭毅，朱平，李宣东，郑国梁．一种基于切　片技术度量Ｊａｖａ耦合性的框架［Ｊ］．计算机学报．２０１１（３）．　１　０３　口删