浅谈EWB仿真软件在电子技术教学中的应用

摘要：利用EWB进行电子技术基础教学，能较直观地体现实验结果，便于学生对理论知识的理解。介绍了EWB软件在基本共发射极放大电路和在7段LED显示器中的应用，并指出了EWB在电子技术教学中的效果。

关键词：EWB　电子技术　仿真

中图分类号：G712

文献标识码：A

文章编号：1007-3973(2011)010-162-02

“电子技术”是一门专业基础课，在学习中它分为模拟电子技术和数字电子技术两部分，学生在学习中普遍觉得模拟电路部分比较枯燥难学，尽管以前在上课时将PPT做成动画形式，但因为没有实验效果做基础，学生理解起来还是有一定的困难。现在我们上“电子技术”这门课时，不仅在PPT电子教案中制作了Flas，加深学生的感性认识。同时，我们用EWB软件实现了仿真，将实验环节带入了课堂。学生通过听老师讲，结合自己在仿真软件是做实验，学习积极性明显提高。

l、EWB软件简介

Electronics Workbench(EWB)是加拿大Electronics Wor-kbench(以前称为Interactive Image Technology公司，简称IIT公司)推出的基于Windows的虚拟电子工作台电路仿真软件，属于该公司电子设计自动化软件套装的一部分，可以进行原理图输入、模拟和数字混合仿真，以及Spice方式分析。

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该软件的特点是采用直观的图形界面，在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，用屏幕抓取的方式选用元器件，创建电路，连接测量仪器。软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物模型相似，可以实时显示测量结果，并可以交互控制电路的运行与测量过程。

EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器，可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器的测量方法。

2、EWB在课堂教学环节的应用

2.1 EWB在基本共发射极放大电路中的应用

输入信号加在三极管的基极，输出信号由集电极取出，发射极作为输入回路和输出回路的公共电极时的放大电路，称为基本共发射极放大电路，电路如图1所示。

在图1所示的共发射极放大电路中，采用NPN型硅BJT，放大作用是利用BJT的基极对集电极的控制作用来实现的，即在输入端加一个能量较小的信号，通过BJT的基极电流控制流过集电极电路的电流，从而将直流电源VCC的能量转换为所需要的形式供给负载。

(1)现场搭建电路，打开仿真开关，双击示波器，进行适当调节，通过示波器观察基本共放射极放大电路的输入和输出波形的变化。

(2)建立共发射极放大电路静态工作点测量电路。利用直流电压表和电流表测量集电极电压、电流以及基极电流，判断晶体管是否工作在放大区。

图2为共发射极放大电路输入输出波形图。学生通过做实验，直观地理解了三极管的放大作用。

2.2 EWB在7段LED显示器中的应用

数码显示器按显示方式分为分段式、点阵式和重叠式，按发光材料分为半导体显示器、荧光显示器、液晶显示器和气体放电显示器。目前工程上应用较多的是分段式半导体显示器，通常称为7段发光二极管(LED)显示器，以及液晶显示器(LCD)。LED主要用于显示数字和字母，LCD可以显示数字、字母、文字和图形等。

图3为7段LED显示器共阴极和共阳极的符号和电路图。共阴极显示器的公共端应接地，给a-g输入端施加相应高电平，对应字段的显示十进制数；共阳极的公共端应接+5V电源，给a-g输入端施加相应低电平，对应字段的LED显示十进制数。下面给出常用的共阴极LED显示器7448型的功能表。

7448型7段LED显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。从功能表可看出，对输入代码0000的译码条件是：LT和RBI同时等于1，而对其他输入代码则仅要求LT=I，这时候，译码器各段输出a～g的电平是由输入BCD码决定的，并且满足显示字形的要求。该集成显示译码器还设有多个辅助控制端，以增强器件的功能。现分别简要说明如下：

(1)灯测试LT：低有效，各字段显示，检查字段好坏：

(2)消隐输入Bh低有效，功能与LT相反，BI=0各字段熄灭，又称灭灯输入：

(3)灭零输入RBI：低有效，输入=0时不显示，用于灭无效零，可与前级灭零输出配合使用；

(4)灭零输出RBO：低有效，本位是零且灭掉后，RBO=0，可与后级RBI配合，灭后级无效零。

74LS48逻辑功能测试电路如图4所示。

(1)元器件选取后，就可以连接成74LS48逻辑功能测试电路。

(2)打开仿真开关，进行74LS48逻辑功能测试，输入的代码为BCD码0000-1001，对应十进制的10个数0-9。开关电源VCC表示输入代码为1，接地表示输入代码为O。可以看到，图4所示电路状态为7段数码管的显示状态，当前输入代码为0010，所以显示数字为2。

通过这个实验，学生会对7段数码显示器的功能表有更直观地认识。

3、EWB在电子技术教学中的效果

3.1 EWB技术的应用丰富了教学内容，启发了学生思维

有了EWB仿真工作台，在多媒体教室就可以方便地进行演示教学、操作速度快，学生能够直接地、形象直观地观察到电路的工作情况。EWB仿真软件是通过虚拟电子实验室来对电子电路进行综合分析、设计和创新的，是属于虚拟实践。虚拟实践能够使学生由感性认识到理性认识，由理性认识到实践的升华得以同时完成，大大缩短了学生由感性认识到理性认识，由理性认识到实践的过程，得到了感性认识和理性认识最有机的统一。

3.2 EWB技术的应用降低了教学成本

利用EWB仿真软件进行仿真实验有效的解决了带学生在电子实验室做实验时，实验材料和设备的准备，试验过程的安全，实验后实验器材的清点以及实验器材的日常维护所耗费的时间、人力、物力、财力等问题。安装了EWB软件后，通过计算机进行仿真实验时，我们可以把精力集中在仿真实践上，而不用担心元器件、测量仪器的损坏和丢失。学生在实验室里花几节课还不能完成的实验，通过EWB仿真软件可能一节课时间就完成了，加快了实验速度，提高了实验效率。

4、结束语

EWB元件库丰富，功能强大，使用方便，极大地扩展了电子技术基础实验教学的内容，便于学生对于理论知识的理解。教学实验由单纯的验证型向启发型、设计型转化，增加了实验教学的灵活性和多样性，提高了学生做实验课的兴趣和创新能力。

参考文献：

[1]黄洁．电子技术基础[M]．华中科技大学出版社,2006．

[2]胡祥青．电子技术[M]．北京师范大学出版社,2009．

[3]程勇．实例讲解Multisiml0电路仿真[M]．人民邮电出版社，

2010．