仿真电路设计总结范文

仿真电路设计总结篇1

1方案

我们的方案是：利用Proteus构建虚拟实验室，教师给出设计任务书，学生在PC机上根据任务书在Proteus上设计电路，并利用系统提供的功能完成电气检查及仿真调试，当仿真结果满足任务书要求后，再在面包板上进行实物的安装调试。下面以数字钟的设计为例加以说明。

1.1进行Proteus软件的讲授

Proteus软件与学生之前学过的Protel99se具有相似之处，其电路原理图的设计流程是一致的，都包含新建设计文档、设置编辑环境、放置元器件、原理图布线、建立网络表、电气检查、仿真、存盘输出的基本过程。在教学中应充分利用知识的迁移作用，把Proteus与Protell99联系起来，使新旧知识建立联系，从而降低学习的难度。在这里主要要求学生掌握Proteus的界面组成、菜单、工具栏的使用方法以及电路原理图的设计流程。

1.2布置任务书

数字钟的设计可以用多种元件来实现，但为了便于组织教学，在任务书中可对元件进行统一规定。任务书如下：设计要求：1）用Proteus画出原理图并进行仿真调试2）在面包板上用6只LED数码管输出显示时、分、秒3）写出详细的设计报告所用元器件：1）集成电路：74LS1606片，CD45116片，与非门74LS005片，CC7555定时器1片，2）电阻：10K电阻2个3）电容：47μF1个，0.01μF1个4）其他：共阴极显示器6片

1.3原理图的设计与仿真

1）教师给出电路框图，并分析各单元电路的功能。电路框图是整个课程设计的总体框架，教师直接给出电路框图，可以避免学生设计的盲目性，提高针对性，数字钟的电路框图如图1所示2）电路原理图的设计这项工作是整个课程设计的核心工作。第一步，教师可对学生学过的555定时器构成的多谐振荡器、计数器、译码器及数码管的知识进行针对性的复习，指导学生查阅74LS160、CD4511、74LS00及CC7555定时器的功能及引脚图。第二步，学生根据教师给定的元件在Proteus平台上行各单元电路原理图的设计。可采用设计与仿真调试交叉进行的方法。按照由易到难的原则，可采用如下的设计顺序：①振荡器的设计与仿真调试；②显示器、译码器的设计与仿真调试；③计数器的设计与仿真调试。设计的基本操作步骤是：①选择、放置元件；②设置元件的属性；③连线。仿真调试的基本操作步骤是：①单击仿真工具栏中的“开始”按钮，即可进行仿真；②系统自动检测电路，如有错误，会有出错提示。或者运行结果不符合任务书要求时，可单击仿真工具栏上的停止按钮；③修改电路；④再仿真，直至运行结果符合要求为止。3）总电路的设计把上述已设计好的各单元电路按照电路框图连接起来，即可得到总电路原理图。4）总电路的仿真单击仿真工具栏中的“开始”按钮，即可进行仿真，如有错误，则对电路进行修改，再进行仿真，直至6只数码管均能正常显示时间为止。

1.4在面包板上完成搭建并调试

经过前期在Proteus上的设计及仿真成功，已经证明电路图的正确性。在面包板上的搭建及调试，主要是锻炼学生的实践动手能力，培养认真细致的工作态度，熟练掌握常用仪器的使用方法。

2注意事项

单元电路的设计是整个课程设计的核心环节，教师应给予充分的重视。既要避免越俎代庖，又要避免放任自流。教师的身份是主导者，在教学中应采用启发式教学，鼓励学生开展积极讨论。引导学生积极利用互联网自学，例如在查找元件时，可以上网搜索元件名称。充分利用Proteus的实时仿真功能，设计—仿真—再设计—再仿真，直至达到任务书的要求为止。当然，理论是实践的基础，首先要帮助学生巩固相关的理论知识。

仿真电路设计总结篇2

【关键词】 Proteus 仿真软件 电子电路设计

随着社会科技的不断发展，Proteus仿真软件在电子电路设计中的应用也得到了一定的发展。Proteus仿真软件是现代计算机应用技术发展中的重要成果之一，Proteus仿真软件具有模拟电路仿真、数字电路仿真以及电路等部分组成的仿真系统，其自身带有先进的虚拟器，其中包括示波器、逻辑分析仪以及信号发生器等等。为了更好的研究Proteus仿真软件在电子电路设计中应用，需要在Proteus仿真软件环境下，明确的分析各个阶段的电路设计，包括各个部位的元件，为进行深入的设计做好准备。

1 关于Proteus仿真软件的简要分析

Proteus仿真软件是LabeenterElectronics公司出品的一种集电路设计和仿真的工具软件，其软件自身系统包含ISIS、ARES软件部分，这两部分软件在实际的电路设计中分担着不同的职责。通常情况下，ARES软件部分是用来辅助PCB的设计工作，而ISIS软件部分则是在软件环境下用来进行电路原理以及仿真的设计工作。从目前的研究结果分析，Proteus以其丰富的资源，自身系统中带有的元器件库就有几十个，可以在正常的软件工作环境中，提供至少27000左右个仿真元器件，以便其自身系统可以顺利实现仿真电路以及其他电路的仿真设计。同时，其系统内的示波器、虚拟终端、仿真仪器等仪表资源，可以将电路设计中发生变化的信号，以图形的方式输出，这方面的突出功能，甚至强于示波器，再利用虚拟仪器的理想指标进行参照、研究，最终最大化的降低相关测量仪器对测量结果的误差，提高了仿真研究的水平，也因此逐渐引起科研人员的关注。

2 Proteus仿真软件进行仿真电路设计的相关分析

在实际的电子电路实验中，Proteus仿真软件进行仿真电路设计需要在Proteus编辑界面中，实现按照研究的思路，设计出完整的电子电路原理图，再通过一系列的仿真测算与计算，经过不断的修正程序发现的问题指数，力求在最短的时间内完成重要参数指标的设计与研究要求，最终敲定设计方案，利用程序的系统功能，输出自动生成的图像。不断的实验经验表明，我们可以利用如下的设计与操作流程，确保顺利完成Proteus仿真软件进行仿真电路设计的相关工作，具体环节如图1所示：

3 Proteus仿真软件进行仿真电路设计与调试

通常情况下，我们会利用Proteus ISIS编辑窗口，再一次对电子电路的原理图进行一次慎重的选择与修改。在实际的Proteus仿真软件设计的实验中，实验之前应选好信号源的放置位置与及虚拟仪器、测试点布置的情况。工作人员应及时的检查测量仪表的输入端是否与被测量点处于良好的连接状态以及信号源的接地情况，包括示波器是否与地线处于连接的状态。同时，明确测量结果是相对GND的波形，以便于后续的研究。在进行实验的过程中，观察实时工具中电压、电流的探针变化，在仿真执行时，时刻观察串联电路中电流探针的指数，并及时的在相应的操作执行菜单，通过网络的手段，选择适当的电压后，进行仿真的调试，进一步促进Proteus仿真软件应用的水平。

4 Proteus仿真软件应用的实用电路分析

在未来的实际工作中，我们应在发展 Proteus仿真软件的同时，更加注重通过科学的手段研究 Proteus仿真软件未来发展的趋势，Proteus仿真软件应用需要在传感器电路、正弦、方波电路的实用电路中，进行不断的实验与研究，才能够真正的落实到实际电子产品的生产环节中。因此，在进行Proteus仿真软件应用的实用电路分析的相关环节中，我们应重点传感器电路、正弦、方波电路的实用性以及适用性，以更好的满足Proteus仿真软件应用的具体流程。以便可以更好的开发其系统的强大功能，为更好的探究电子系统的发展打下坚实的基础。

5 总结

综上所述，现阶段 Proteus仿真软件的实际功能非常强大，在电子电路设计的工作环节中，为进一步研究电路的运行状态以及相关电路参数的调整，我们应进一步研究 Proteus仿真软件的操作规范，以其自身系统具备的功能，来完成对重要电路参数的调整。同时，可以有效的改善传统电子电路实验与检测工作，能够在有效的时间段里，高效的完成研究的目标，为进一步减少电子电路实验成本、提高电子电路实验的有效性以及不断的缩短实验周期等方面，都具有积极的现实意义。

参考文献

[1]代启化，Proteus在单片机电路系统设计中的应用[J].自动化与仪器仪表，2006（06）.

[2]王娜娜.徐海，数字电子技术教学的实践与思考[J].科技信息，2010（30）.

[3]邓海，基于Proteus和LabVIEW的串行通信系统仿真[J].科技广场，2009（09）.

[4]吴小花，基于Proteus的电子电路设计与实现[J].现代电子技术，2011（15）.

作者单位

仿真电路设计总结篇3

>> 瑞萨电子推出新型E2仿真器 Hacker主流仿真器综述 综合监视系统仿真器研究 功耗仿真器HMSim的I/O接口功耗仿真模块设计与实现 浅谈基于VB的P-171M超短波电台模拟仿真器 仿真器在单片机多路开发中的应用 单片机仿真器设计关键技术分析 验证升温，硬件仿真器成大规模IC设计新宠 基于Linux的LTE无线设备控制仿真器设计 民用飞机环控系统试验用航电系统仿真器设计 平交路通信号控制仿真器的开发 域名解析实验在仿真器中的设计与实现 我爱Windows Mobile(七)终结篇:不用手机完全“仿真器” 基于DSP内嵌PCI总线的卫星信号仿真器设计 TKScope仿真器，快速、精准、稳定调试ARM内核 GridSim4Dag:基于GridSim的Dag调度仿真器 风河全新硬件仿真器Wind　River　ICE　2 Cadence　公布新一代并行电路仿真器 基于Web的虚拟仿真器在《计算机体系结构》本科教学中的应用 IAR支持所有的ARM　Cortex－M3、即插即用的J－Trace跟踪仿真器 常见问题解答 当前所在位置：

关键词：电池仿真器；锂电池；紧凑型电池仿真器

DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2015.8.019

为什么需要电池仿真器？

很多新产品都采用锂电池，因为这类电池有性能高、重量轻的特点。实际上，很多更加复杂的应用涉及到连接多节电池，以实现想要的电池组工作电压，这个电压常常为数百伏。如果让锂电池过度充电和过度放电，就会容易受到不利影响，所以这类串联电池组都会采用监视系统，记录每节电池的电位以避免此类问题。开发这些多节电池的电池组监视系统（BMS）需要采用一种便利方法的电路仿真法，以测试控制和保护算法的有效性。理想情况下，激励源将是实际的电池，不过随后通过改变电荷状态（SoC）以触发BMS中的不同功能动作则变成了一件冗长繁琐的事情。还有一种办法是频繁使用多个实验室电源，但这是一种非常昂贵的解决方案。因此对于简单的功能测试而言，常常仅通过偏置电阻串提供基本的电池仿真。电阻串受到明显限制，因为电阻串呈现相当大的源阻抗，因此给系统引入了不代表真实电池的人为分量。即使采用专有电源，如果接受测试的系统包括主动电池平衡，那么电源也必须顾及虚假充电电流f即电流反向）问题。最重要的是，人们希望有办法获得多种多样的紧凑型电池仿真器，以简便地在实验室测试BMS功能。拥有电池仿真器的另一个有用方面是此类物品很容易通过空运的方式运送到远离实验室的地方进行操作，反之则常常不得不利用水运来装运实际的锂离子电池组。

选择实用电路

我们需要的主要特点是低源阻抗和两象限工作（正电压但双向电流，所以我们可以仿真放电和充电方向）。我们还需要隔离各种电池仿真器，以便他们可以串联连接，就像真实的电池组一样。后一个要求表明，需要使用变压器，以及为了实现紧凑性而需要使用开关型架构。有一种开关拓扑既提供隔离，又提供两象限工作，这种拓扑就是同步反激式转换器。

在一个被用作升压器的简单反激式转换器中，一个低压侧开关以一个设定了输出部分之输出电流的占空比来运作，如图1所示。整流器二极管以这种理想化的形式在开关关闭期间导通，并允许输出电流在磁能转移至愉出电容器的过程中以单向的方式于传感器中流动。在调节时，开关经受一个高于12V电源的反激式峰值电压dV，在多数设计中dV与电源电压近似。

为了隔离转换器，本文用一个变压器取代电感器（如图2所示），以使输出出现在变压器副端。尽管输出现在已经隔离了，但是磁性能量传送过程是与使用电感器时完全相同。选择变压器匝数比N，以用想要的特定输入和输出电压优化运行。在这里，开关再一次经受高于12V电源电压的反激峰值电压dV。但是，这个电路无法防止输出电压被一个外部电流强制到高于设定点（这个电路仅支持一个工作象限）。

一种同步版本也已开发出来，这时用另一个开关取代整流器，如图3所示。该电路既由于开关消耗的功率低于正向导通的二极管而提高了效率，又由于现在电路是对称而产生了第二个工作象限。这个电路在副端可以接受反向电流，这导致主端绕组反击电流回到主电源中，因此输出将保持在设定点，即使存在强制反向输出电流。我们必需认识到这样的可能性，即：如果仿真电池被重度地“充电”（电流流入正输出电压），则用于电路的电源其本身有可能经受一个反向电流。既然输出全部隔离了，那么电源供电可以在任何数量的电路之间均分，以便单个大容量电源可以便利地为整个阵列供电。这样的阵列连接还纳入了寄生电路损耗，因此电源在正常使用方式时不可能经受反向电流（即是只要净“充电”量

考察细节

一种非常适合实现这种转换器功能的IC是凌力尔特的LT3837。这个电路的典型应用是从较高电压的大容量电源轨提供类似电池的、电流为几安培的低电压。对于电池仿真器功能而言，唯一的差别是本文设计希望获得一个可调的输出电压。由于总体解决方案的高功率整体电源可提供12V电压，因此本文设计可通过优化设计将此用作一个电源。考虑到锂离子电池化学组成的电压范围从略低于2V到稍高于4V，可以建立一个对应的微调范围，从而提供通用的用法以及仿真众多SoC状态的能力。

图4显示了一个阵列的一部分，该图提供了所有细节信息。为了提供电压调节，反馈网络支持一个运放控制信号，以使ov代表大约4.2V输出，而3V则控制约1.9V输出。为了实现良好的用户控制，通过配置使每个电池电路具备了一种“游标”微调能力，然后利用粗调和细调对一个阵列组进行群控制（主控器调节信号MCTL可连接至几个转换器部分）。对于所示的数值，输出电压群粗调精度约为±0.9V，群细调精度约为±0.15V，而电池“游标”微调精度则为±O.lV左右，因此总体而言实现了期望的最大范围f为了提供微调，牺牲了至满限值的电池交叉控制能力）。所有的控制电路均由从12V整体电源获得的3.3V来供电。对于计算机化的电压控制，可利用16通道LTC2668 等DAC来取代运放信号。Qlol和Tl00是主要的反激式元件，Q102是同步整流器。为了实现Q102的快速和隔离式控制，栅极由Tl01通过电流缓冲器Q103和Q104来驱动。反馈利用Tl00中的一个辅助绕组来调节。输出端包括一个lOmQ串联电阻器，以便通过至电压表的开尔文连接（通过使用信号I+和I-）进行电流检测测量。该电路的总输出阻抗大约为25mΩ，提供坚固的±6A电流能力。静态损耗约为每节电池1W，因此对于一个由24节电池组成的阵列，12V电源反向的可能性是最小的，而且功率大小得到了很好的调节，适用于TDK-LambdaSWS300-12等现成有售的12V/300W电源。

结论

仿真电路设计总结篇4

论文摘要：由于社会对于电力的总的需求不断增大，同样对于输配电线路的施工技术要求也更加严格，输配电线路施工技术仿真系统的设计成为电力部门非常重视的问题，文章讲述了输配电线路施工技术仿真系统概况和输配电线路施工技术仿真系统功能设计详情，讲述了目前输配电线路施工技术仿真系统的设计策略及应用。 

一、输配电线路施工技术概述 

目前我国的输配电线路施工技术参与人员数量较多，但是这些人员的能力水平都是各不相同的，操作人员的各方面知识水平和素质也需要提升。对于输配电线路施工操作人员的培训如果仅仅停留在理论的层面，就难以替身操作人员的实践能力，参加培训的人员因为实践比较少，所以技能就比较差，正是这种原因使得人们对于输配电线路施工技术仿真系统的需求也更加迫切。 

二、输配电线路施工技术仿真系统设计现状 

（一）输配电线路施工技术仿真系统概况 

输配电线路施工技术仿真是对现实配电线路施工技术系统的抽象属性的模仿。人们利用这样的模型进行试验，从中得到输配电线路施工技术所需的信息，然后帮助实践者对现实世界的输配电线路施工技术的问题做出决策。输配电线路施工技术仿真是一个相对概念，任何逼真的仿真都只能是对真实系统某些属性的逼近然而仿真是有层次的，既要针对所欲处理的客观系统的问题，又要针对提出处理者的需求层次，否则很难评价一个仿真系统的优劣。 

输配电线路施工技术仿真系统一种先进的实施培训手段，提高培训的效率，强化培训效果。输配电线路施工技术仿真系统的设计是在计算机的基础上开发，通过internet 软件平台及面向对象程序设计和数据库技术，综合设定，使得输配电线路施工技术仿真系统具有实用性和可维护控制性。 

输配电线路施工技术仿真系统的开发，主要是首先起源于国外对于计算机仿真系统的应用，尤其是西方国家如英国、美国等大型企业开发计算机仿真系统，并取得了显著的效果，这样参加培训的人员可以在很短的时间内获得具体输配电线路施工技术作业经验，其技能可以与在现场工作2年的人员比，因此很多国家都看到了计算机仿真技术的优越性，计算机仿真系统也越来越多的应用到各个领域中。目前我国对于仿真系统的应用也是在一些危险性较大的领域，例如大型的锅炉装置、化学化工及变电站的应用中，后来有人提出在输配电线路施工技术作业中应用，但是目前仿真系统在输配电线路施工技术作业中应用仅仅停留在提出的阶段，还没有完全开发出完善的输配电线路施工技术仿真系统。 

（二）输配电线路施工技术仿真系统功能设计 

目前关于输配电线路施工技术仿真系统的设计的思想越来越统一，即输配电线路施工技术仿真系统必须能够便于施工技术模型的调试和输配电线路画面的构造，输配电线路施工技术仿真系统还应采取先进的运行软件和保证运行数据相分离的一种设计思路。 

关于输配电线路施工技术仿真系统功能设计应该分成培训师和受培训者两个方面的功能，对于输配电线路施工技术仿真系统培训师功能应该是输配电线路施工技术仿真系统的集成操作，其主要功能是可以控制受培训者的机器，包括受培训者机器的开始暂停关机等功能，另外可以准确知道受培训者机器是否有事故及分析事故产生源，输配电线路施工技术仿真系统培训师机器功能还应是控制受培训人员考核的现场等具体状况。输配电线路施工技术仿真系统学员机器功能设计，首先要依附于输配电线路施工技术仿真系统培训师机的功能下，即能够受到输配电线路施工技术仿真系统培训师机器的监管控制。在这种模式的输配电线路施工技术仿真系统受培训人员的机器可以提供参家培训人员的操作画面，主要包括操作的流程图、、控制组、趋势图及操作记录等具体的监控画面。 

输配电线路施工技术仿真系统将电网仿真系统和输配电线路仿真及配电站系统仿真等有机结合进行设计，该系统应该具有的特点是确保在硬件使用上采用了以局域网应用为核心，利用工作站、开放式系统及微机构成的分布式，以便于以后输配电线路施工技术仿真系统的扩充和升级。此外，在输配电线路施工技术仿真系统软件上采用了软件相互支持系统技术，这样使输配电线路施工技术仿真系统系统更加便于修改和维护。再者，在功能上要更加完善，即充分考虑了仿真电网和输配电线路施工技术仿真系统及仿真变电站之间的相互影响，使输配电线路施工技术仿真系统更加具有真实性。最后，还应通过采用了输配电线路施工技术仿真系统多媒体技术，逐步实现输配电线路施工技术的图像化和可视化，比较完整的反映出输配电线路施工技术作业情况，同时也使仿真的对象更加便于更改和进一步扩充，这样输配电线路施工技术仿真系统就会具有更高的性价比。 

通过输配电线路施工技术仿真系统为输配电线路施工技术作业人员提供了一种较为先进的培训手段，同时也彻底改变了传统的培训模式，它的设计及应用可以提高整体的输配电线路施工作业技术，进一步确保电网安全，同样也大大提高了作业者的劳动生产率，为创造良好的经济效益和社会效益发挥着显著的作用。 

三、结论 

输配电线路施工技术仿真系统仿在不断的发展和完善中，供电有限公司每年都会投入很大的资金和时间等用于施工技术人员的培训及考核，着力开发完善的输配电线路施工技术的仿真系统，使得输配电线路施工技术的仿真系统能自由安排培训项目，并且允许人员在培训中发生各种错误，同时演示出因为操作错误造成的种种后果且不带来任何实际危害，不受其他客观条件的限制，此外还可以人为制造各种故障来综合培训操作人员处理操作中故障的能力。输配电线路施工作业人员进行重复性集中培训，从而使的操作人员在短期内接受较多的培训项目，缩短总的培训周期。可节约大量的培训时间与经费。所介绍的输配电线路施工技术仿真系统目前已经投入运行，实际应用表明该系统能极大地提高培训的质量，在短时间内提高施工技术人员的技术水平，对电力系统的建设起到了重大的推动作用。目前很多设计成果效果较为显著，但是为了进一步提高输配电线路施工技术仿真系统的应用水平，还需要更好的完善输配电线路施工技术仿真系统，争取达到创造更高的经济效益和社会效益。 

 

参考文献： 

[1] 杨永生,郝小欣.分布交互式仿真技术在变电站仿真中的应用[j]. 电网技术.2000(9) 

[2] 汤晓青,周林,栗秋华.输配电线路施工技术仿真系统的设计与实现[j]. 四川电力技术.2007(2) 

[3]姜芳芳,来文青,龚庆武.虚拟现实在变电站仿真系统中的应用[j].高电压技术.2005(7) 

[4] 王邦志,林昌年,蒲天骄.变电站集中监控仿真系统的设计与实现[j].电网技术.2004(8) 

[5] 张永翔,段绍辉,杨卫东,林昌年.深圳供电局变电培训仿真系统[j]. 电网技术.2000(1) 

仿真电路设计总结篇5

关键词：模拟电路；考核方式；Multisim

一、引言

《模拟电路》是电类专业的重要基础课，是一门实践性、工程性很强的课程，具有“基础厚”、“专业活”、“适应性广”的特点。同时，该课程作为一门专业基础课，具有承前启后的作用，既要与高数、普物等通识课程相承，又要与后续专业课程衔接，对于引导学生入门、启发学生的工程能力起着关键的作用。由于传统的考核中存在的方法单一、内容不全面、评价方法缺乏科学性等弊端，造成部分学生平时松懈、考前突击、考试作弊等不良学习现象产生。为了克服这些弊端，培养学生的动手能力，加深学生对基本理论知识的理解，更为了培养学生的设计思路以及分析问题、解决问题的能力，从而促进教风与学风的建设。应对教学进行全方位的改革，首先从备受关注的考核方式改革入手。

二、《模拟电路》考核方式现状及问题

目前，本校学生对本门课程的学习过程是：正常的64学时的课程内容的学习，其中包括6个验证性实验，学期末的考试成绩占本门课程的总成绩的80％，平时作业、出勤和实验占最终总成绩的20％。这就使得对学生本门课程学习情况的考核偏重于最后的期末考试，尽管学校和老师对学生平时的学习也有约束，但部分学生仍然存在平时学习状态松懈，期末加班赶点的现象。这也与学习的初衷相违背。这种现象直接造成课程结束的电子技术课程设计环节中，学生在自己动手设计、安装和调试电路，完成一个完整的实际设计任务时，对知识的灵活运用存在问题，这些问题也使得课程设计的课程目标和实践意义受到一定的影响。

考虑到学生在学习中存在的这些亟待解决的学习问题，具体的改善方法可以从学生最为关注的考核方式方面进行。克服现行考核中存在的方法单一、内容不全面、评价方法缺乏科学性等弊端，转变原有观念，进行课程考核方法和制度的探索。

三、转变观念，多样化的考核措施

改变期末考试所占总成绩的比重，将期末考试的成绩由占总成绩的80％下调到60％。这样调整后，可以在一定程度上改善学生平时缺勤、不学习，只注重期末考前突击复习以及考试作弊等现象的出现。促使学生将学习精力和重点放在平时，而不是期末。

另外，在期末考卷的考点分布上，适当缩减理论分析计算比例，将新增的仿真内容和设计性内容加入进去，加强对学生应用能力的考核，符合我校办学的特色，同时也是对新增内容和平时学习情况的一个考查。平时成绩仍占总成绩的20％平时成绩由平时的作业、出勤、课堂提问和实验组成，共占总成绩的20％，这个比例与现行的成绩分配比例相同。内容基本保持不变，有所改变的是，其一：平时作业更注重新方法的、新思路，即自己认识问题、解决问题的想法和思路。新方法、新思路应予以肯定，其理论性、正确性可以放到课程讨论中进行。其二：将5个验证性实验中的第五个改为设计性实验，分组完成，同时也是对学生实验能力的检验。增加仿真环节，占总成绩的20％《模拟电路》是入门性质的技术基础课，它与基础课程的明显差别就在于“工程性”和“实践性”。该环节为仿真实验环节，不占用课堂学时，让学生通过课上理论知识的学习，课下自行完成仿真工具的学习，并进行仿真。仿真实验的验收可定在周末等课外时间完成。仿真实验分为验证性和设计性两大部分，同时每个实验都有必做和选作内容，满分100，实行加分制。仿真软件使用Multisim，它具有庞大的元器件模型参数库和齐全的仪器仪表库，学习Multisim不但可以提高仿真能力、综合能力和设计能力，还可进一步提高实践能力。

仿真实验共5个，其中3个为验证性实验，2个为设计性实验。实验有必做内容和选作内容之分，具体成绩分配见表1。

实验结束后，学生应完成仿真实验总结，上交实验电子文档进行保存。

将学生划分为若干小组完成仿真大作业，成绩占仿真成绩的50％引入CDIO教学理念，与课程设计相衔接，通过对一个具体实际应用系统的设计过程，让学生来验证“构思-设计-实现-操作”环节，掌握系统设计的一般方法、设计流程、现代电子产品设计过程中常用的计算机辅助设计工具，具备一定的设备维护、焊接、返修工艺等基本技能。在课程讲授中结合工程实例和启发式问题，增强学生的学习主体地位。

在课堂教学过程中实现第一、二步骤，可将学生2～3人分为一个讨论小组，在课程内容学习之初，按分组给定相关的设计题目（project），让学生在整个学习过程中有一个既定目标，有目的的学习，边学习边应用所学知识完善对题目的设计。在设计过程中，一方面促使学生体验团队协作和互信互助的意义；另一方面，在遇到问题时，通过教师启发，学生自己分析失败原因，有助于其对相关知识的理解和灵活运用。此外，在最终的方案确定后，可以用实做的方式对理论分析进行验证，即CDIO中的第三、四步骤可以放到课程设计环节进行。这个过程即与后续的课程设计衔接起来，将实做部分放到课程设计当中，从而也能节省课程设计中设计、仿真的时间。

在仿真大作业的环节中安排方案讲解（类似开题报告）和课题答辩，一方面给学生提供口头表达锻炼机会，另一方面可以定期检查学生的项目进展情况。从而，训练学生的工程推理能力，加强思维逻辑性，为学生在本科学习期间工程设计能力的培养打下坚实的基础。

在成绩分配上，可根据学生小组设计方案的提出，和对课题的认识、理解以及方案讲解和答辩情况给定小组每人的成绩，合并仿真结果，为大作业的最终成绩。

四、结束语

以上方法在实施过程中经不断改进充实，实践效果良好。上学年我校应用电子技术专业《模拟电路》课程实施本项考核改革后，以问卷调查和学生座谈会的形式了解了学生对本次改革的认识和体会，经分析有：改变学生惯有的对课程考核方式的认识；带有目标的学习更能激发学生的学习兴趣；让学生熟练使用一种仿真软件——Multisim；为后续课程设计的相关课题确定最佳设计方案。其考试情况及后续电子技术课程设计情况表明：成绩分布合理；同学们更加重视实践环节，对相关知识的理解和灵活运用能力得到有效提高；学生通过团队合作的形式亲历构思-设计-实现-运作的全过程，初步培养学生的工程意识和工程能力。

本次改革过程中，新的考核措施的采用虽然取得了一定的教学经验，但同时也存在着一些亟待改进的问题，如仿真的时间及验收的安排需全面考虑；考试试题的分布也应增加仿真知识的比例等。这些问题在后期教学过程中需重点考虑解决。

参考文献：

[1].改革模拟实验教学和考试方法的尝试[J].电气电子教学学报，2000，（3）.

[2]刘保存.浅谈模拟电路实验教学改革[J].中国校外教育，2010，（8）.

[3]华成英，童诗白.模拟电子技术基础[M].第4版.北京：高等教育出版社，2006.

仿真电路设计总结篇6

关键词：Multisim2001 仿真 戴维南定理 等效

一、前言

高职高专电路基础注重实践性、操作性，而由于目前高职院校实验室设备及场地的限制，学生无法随时随地进入实验室去预习实验或设计电路。基于这种现状，笔者认为可以利用电路仿真软件来弥补实验环境的局限。Multisim 2001是一种电子电路计算机仿真设计软件，它被称为电子设计工作平台或虚拟电子实验室。学生在Multisim环境中不仅可以精确地进行电路实验，深入理解电子电路的原理，同时还可以大胆地设计电路，不必担心损坏实验设备。本文以电路基础实验中的戴维南定理的验证来演示如何利用Multisim 2001仿真软件来完成该实验的模拟。

二、戴维南定理验证

戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络，对于外电路而言，总可以用一个理想电压源和一个等效电阻串联的等效电路模型来代替。其中：理想电压源的电压等于原二端网络的开路电压UOC，其等效电阻等于网络中所有独立源为零时的等效电阻Ro。对于开路电压和等效电阻的测量，学生不易理解，操作总是错误，若在实验前让学生先通过仿真软件进行模拟实验，直观地观察到实验现象及实验结果，然后再进行实际电路操作，将起到事半功倍的效果，大大提高实验效率。

（一）戴维南定理原电路

在仿真界面搭建戴维南实验原电路如“图1”所示，虚拟电压源的输出电压分别为12V、6V，利用虚拟万用表分别测量R3支路的电流和端电压。打开仿真按钮开关，可得R3支路的电流为6.429mA，端电压为5.786V。

■

图1 戴维南原电路伏安特性仿真测试

为了得到戴维南等效电路，需要分别测试开路电压及等效内阻。

（二）开路电压UOC的仿真测试

根据开路电压UOC的定义，将“图1”中的R3支路断开，得到如“图2”所示电路。打开仿真按钮开关，万用表中即可显示开路电压UOC=9V。

■

图2 开路电压的测试

（三）等效内阻Ro的仿真测试

“图2”中，设置万用表测试直流电流，如“图3”所示电路。打开仿真开关，即可显示测试的短路电流值ISC，带入公式Ro=UOC/ ISC，即可得等效内阻Ro为5Ω。

■

图3 等效电阻的测试

（四）等效验证

由开路电压UOC=9V和等效内阻Ro=5Ω，根据戴维南定理可得等效电路如“图4”所示，从图中可以看出，支路电流及电压分别为6.429mA、5.786V，与原电路相同，从而验证了戴维南定理的正确性。

■

图4 戴维南等效电路伏安特性仿真测试

实践证明，在电路基础实验中引入计算机仿真软件进行模拟实验，可以让学生在实际电路操作前先进行模拟实验，有一个直观、形象的认识，有助于学生对实验的理解，有效提高学生实验的正确率，对提高教学质量，激发学习热情，增强学习的主动性和积极性，培养学生分析问题、解决问题的综合能力具有重要作用。

参考文献：

[1]鱼群，舒华，陈新兵.Multisim进行电子电路设计的教学研究[J].实验科学与技术，2007（5）.

[2]孙晓艳，黄萍.基于Multisim的电子电路课堂教学[J].现代电子技术，2006，29（24）.

[3]朱采莲.Multisim电子电路仿真教程[M].西安电子科技大学出版社，2007.

本文系河北省教育厅高等学校科学技术研究指导项目《通信物理项目式教学资源平台的构建》的研究成果，课题编号Z2012056。

仿真电路设计总结篇7

关键词: 地铁列车; 运行; 仿真计算; 数学模型; 问题分解; 算法

1 概述

地铁列车运行仿真的主要任务是根据不同载荷、不同线路、不同供电、不同动车损失、不同运行策略等条件, 研究 地铁车辆运行的基本算法、关键参数的取值对牵引运行的 影响 以及不同运行策略时的计算模型, 计算列车在运行过程中速度、距离、电流、能耗和时间的关系( v=V( t) , s=S( t) , i=I( t) , w=W( t)) , 并绘制相应的特性曲线, 为地铁线路设计、列车设计、列车运用提供 理论 依据。

2 计算输入

实现列车运行仿真计算, 需输入以下基本数据:

1) 列车负载数据: 动车 / 拖车 / 空车质量、运行载荷、旋转系数;

2) 线路端面数据: 各站距离和停站时间、坡度、曲线、限速、电网电压;

3) 牵引和制动特性 F( v) ;

4) 基本阻力和附加阻力公式 R( v) ;

5) 电流、能耗特性 (I v) 、W( v) , 或数据表格, 该特性或数据由电机制造商提供。

在进行列车运行仿真计算时, 要进行仿真计算设置, 即选择列车和线路、时间步长值( 0.1～0.01 s) 、施加的负载、牵引及电制动的失效率。不同的计算设置会产生不同的仿真结果, 通过 分析 计算结果可以得到关键参数的取值对列车运行的影响。

3 计算模型

地铁列车在运行过程中速度随时间不断变化, 即 v =V( t) , 因此, 列车的牵引力 F=F( v) 和运行阻力 R=R( v) 也会不断变化。为方便分析和计算, 把列车看作一个质点,并假设 v= V( t) 是连续的, 即t0; v0。

3.1 计算阻力

列车运行阻力由基本阻力和附加阻力组成, 即 R( v)=R基( v) +R附( v) , R基采用东洋电机公司的 JIS 公式: 式中: Mm—动车总质量; Mt—拖车总质量; N—车厢数量;v—列车速度。

附加阻力 R 附包括曲线阻力和坡道阻力。

R 附 =( 600/r+gd) ×M

式中: r—线路曲线半径; gd—线路坡度; M—列车总质量。

3.2 计算加速度

根据 F=ma, 可计算出列车的加速度

3.3 计算速度

由于时间步长设置较小, 即t= ti+1- ti 变化不大, 在t的时间间隔内的平均加速度可用初始加速度 ai 代替, 则列车的运行速度 vi+1 为:

vi+1=vi+ai×t3.4 计算距离

对速度进行积分, 由于t= ti+1- ti 变化不大, 在t 的时间间隔内的速度可用其平均速度, 则列车的运行距离si+1=si+0.5×( vi+vi+1) ×t。

3.5 计算电流

根据输入的电流特性数值表 (I v) 和速度 vi, 通过查表取得 I0 (v0) 和 I k (vk) , 其中 v0≤vi<vk , 通过线性插值求出 vi对应的电流 Ii, 就可以得到电流和时间的关系 i=(I t) 。

4 仿真算法

4.1 仿真过程分解

列车在整个线路的运行仿真计算过程是按时间步长( 如 0.05 s) 循环进行的, 整个计算过程可以分解对两站之间的运行计算子过程, 站间仿真子过程进一步分解为成区间计算子过程。如果两站间有 n 个限速区, 站间计算子过程就分解成( n+1) 区间仿真计算过程, 整个计算过程就简化成由( n+1) 个区间计算过程组成。

4.2 区间 计算 过程 为了提高区间计算过程的速度, 如图 1 所示, 把计算过程分解成正反两个阶段, 避免在每个步长计算中, 进行限速或停站制动试凑。 区间计算过程是:

1) 计算反向阶段得到数据集 X 反;

2) 计算正向阶段得到数据集 X 正;

3) 根据 X 正中的最后一个量 xn , 除去 X 反 中速度大于xn 的速度的量集 Xs;

4) 计算结果 X=X 正 +{ X 反 - Xs}。

4.2.1 反向计算

从限速区( 停站可以认为限速为 0) 开始位置反向计算, 即把制动力和阻力取反, 算法如下:

1) 如果 vi <vh×δ惰行, 牵引力 F 从制动特性获取;

2) 计算阻力 R, 加速度 ai , 速度 vi+1 , 距离 Si+1;

3) 设置 ti+1=ti+t, 把 xi+1 存入 X 反;

4) 如果 vi+1≥vh×δ则结束, 否则转步骤 1) 。

4.2.2 正向计算

从起始位置( 或限速区结束位置) 开始正向计算, 算法如下:

1) 如果 vi<vh×δ加速, 牵引力 F 从牵引特性获取, 转步骤 5) ;

2) 如果 vi≤vh×δ惰行, 牵引力 F=0, 转步骤 5) ;

3) 如果 vi≥vh 减速, 制动力 F 从制动特性获取, 转步骤 5) ;

4) 计算阻力 R, 加速度 a i, 速度 vi+1, 距离 Si+1 ;

5) 设置 ti+1=ti+t, 把 xi+1 存入 X 正;

6) 检查是否进入反向区, 是则转步骤 8) , 否则转步骤I) ;

7) 根据 vi+1获得 Xs , 合并 X 正 和 {X 反 - Xs}, 把 vh 置为v 限; 以上, vh 为列车最高速度, v 限 为限速区的限速, δ是与时间步长有关的量, 取值在 0.965 到 0.995 之间。

5 结束语

地铁列车牵引仿真算法设计对地铁列车牵引仿真软件设计有重要的指导意义, 建立一套完善仿真软件系统,有助于地铁线路和列车的技术设计和方案论证。本文旨在起到一个抛砖引玉的作用, 欢迎同行赐教。

参考 文献 :

[1] 刘 云. 列车运行仿真系统的软件设计[J] . 北方 交通 大学学报,1995( 3) .

[2] 张中央. 列车牵引计算[M]. 北京: 中国 铁道出版社, 2000.

[3] 毛保华. 通用列车运行模拟软件系统 研究 [J]. 铁道学报, 2000( 1) .

仿真电路设计总结篇8

关键词:LabVIEW程序设计;电子电路模拟;仿真设计;

引言

LabVIEW是以虚拟器，即VI作为应用设计中的硬件资源，并提供数据分析的功能。其作为一种图像化的编程语言的开发环境，集成了电子电路模拟机仿真设计所需的全部工具，帮助开发者完成从设计到测试等一系列步骤，使得仿真系统能够快速便捷地采集、分析和可视化访问所有数据，并直观、真实的再现电子电路运行情景，模拟和仿真电子电路运行过程，加深学生对电子电路的理解、记忆和运用。本文就将LabVIEW引入电子电路模拟及仿真设计中，应用LabVIEW开发软件在图形界面、扩展功能、编程语言、虚拟仪器上的技术优势，明晰设计原理和步骤，并以负反馈放大电路为设计实例，推进模拟与仿真系统的设计与应用。

1电子电路模拟仿真中LabVIEW的设计原理

1．1LabVIEW的主要功能操作

LabVIEW是美国NI公司推出的图形化编程软件，也即实验室虚拟仪器工作平台，在开发程序中，一般将LabVIEW界定为虚拟仪器，也即VI，其扩展名默认．VI。LabVIEW是世界上首个采用图形化编程语言也即G语言、技术的面相仪器的32位编译程序开发系统，其支持数值型、文本型、字符串型、布尔型等多种数据类型，且改变了传统的文本语言编程形式，简化了程序开发、设计流程。LabVIEW软件以应用程序VI为核心，每个VI又由多个更底层的VI构成，底层VI为最基本的计算，具体可实现以下功能:一，可以通过I/O接口设备来采集、测量相关电子电路信号，并完成操作与界面设计功能;二，LabVIEW中集成了现代计算机计算，可运用计算机强大的软件功能来运算、分析与处理信号数据;三，可借助于计算机的显示功能来模拟仿真传统仪器的控制面板，将电子电路信号进行输出显示，及利用计算机硬件和数据采集卡来采集、监测信号数据，而后通过计算机的相关软件对其进行运算、分析、处理之后将其结果传递给显示界面，予以显示测试结果。LabVIEW中的VI由图表/连接器、框图程序和程序前面板构成，其中程序前面板主要是用来模拟仪表的前面板，结合实际要求设置数据来检测输出量，输出量在模拟电子电路中称之为显示，而输入量则可以看作是对系统的控制，无论是显示还是控制在程序前面板上均是以图标的形式呈现，或开关、或按钮、或图形等;框图程序:每一个程序都有相应配套的程序跟随，与程序前面板配套的则是框图程序，框图程序主要是通过LabVIEW编写程序，本质上是一种传统程序的源代码，其包含节点、端口、连线以及图框，端口是传统程序前面板中命令的下达，节点主要是保证系统功能的实现，图框确保程序控制命令的下达，连线是程序执行过程中的数据流，并指明了数据流的动态方向;图标/连接器端口可将一个VI在其它VI的方框图中作为子VI应用，为虚拟仪器向子仪器的数据传输提供条件。

1．2LabVIEW程序设计步骤

其一，创建前面板，前面板主要是仪器操作界面，实际工作开展中用户通过操作前面板实现对仪器的操作，所以创建前面板时需要考虑到仪器界面内容是什么，根据设计仪器的功能需要来设计器见面板。在前面板中加入数值输入空间、现实空间以及波形显示控件等，甚至可以结合用户实际需要自定义功能。其二，创建程序框图，程序框图主要就是创建仪器想要实现的功能，等同于仪器内部电路，结合程序框图特点，做好各部分连线，完成程序设计;程序框图对象包括接线端、子VI、函数、常量、结构和连线，创建前面板后，需要添加图形化函数代码来控制前面板对象，程序框图窗口中包含了图形化的源代码，其基本程序框图，如图1所示。其三，对前面板和程序框图设计完成后，进行调试，通过加亮执行、单步执行等方法，每次调试同相配套理论进行分析，直到确定调试结果同理论分析结果相一致。二基于LabVIEW的电子电路模拟及仿真系统设计鉴于LabVIEW软件的功能优势性，本文在结合电子电路模拟及仿真的应用需求，遵循相关设计原则和方法的基础上，设计了一种电子电路模拟及仿真系统，主要涉及演示实验模块和实操实验模量两大主模块，同时，因电子电路教学中，常包含晶体管单管放大电路、负反馈放大电路、RCL串联谐振电路、一阶动态电路、二阶动态电路、信号产生电路、基本运算电路等模拟及仿真。本文所设计的电子电路模拟及设计系统是以NIELVIS教学实验室虚拟仪器套件作为硬件平台，其是一种模块化平台，在单个小巧的组成结构中集成了12款最为常用的测量仪器，为系统搭建实验电路和调理电路;在电子电路模拟及仿真系统中，首先要检测拟实验对象的状态，如电子电路输入输出数值、电子电压信号的频率和幅值，RMQ震荡波形及单调衰减波形等，并将这类信号数值转换为符合实际数值的信号，以此作为模拟及仿真实验的根本出发点，应用LabVIEW图形变成软件为开发工具和其相应的DAQ数据采集卡，围绕信号的采集、分析和处理，设计出系统的主要模拟及仿真模块。基于LabVIEW的电子电路模拟机仿真系统主要由硬件系统和软件系统构成，其中，硬件系统主要负将电子电路实验中所测得的模拟信号，并运用信号店里电路的放大、隔离、滤波，使得输入的电子电路信号符合LabVIEW的DAQ数据采集设备预先设定的数值，将采集的模拟信号转换为数字信号经由计算机的数据总线传输给计算机系统，通过LabVIEW中的VI面板显示测试结果;软件系统主要由驱动程序和多种用户自定义的虚拟仪器构成，运用LabVIEW软件的多层次化结构，可以将创建的VI程序作为子程序调用，以此实现系统复杂程序的扩展，并借助计算机强大的计算能力、存储以及数据传输能力，得到电子电路实验参数，在其内存缓冲区来进行电子电路的实际操作。

2基于LabVIEW的电子电路模拟及仿真的应用实例

就LabVIEW本质特点来看，在实际教学中应用较为广泛，能够通过模拟仪器实验获得教学需要，为了进一步探究LabVIEW实际应用成效，本文在客观分析模拟电子电路的应用特点的基础上，以LabVIEW为开发集成环境，并采用数据采集卡，以负反馈放大电路的模拟及仿真设计为研究实例，进行了详细分析，其总体程序框图如图2所示。多功能信号发射器设计的目为模拟电子电路实验，而在传统的负反馈放大电子电路模拟及仿真设计中，主要是选择元器件，并借助示波器来测量信号的强度和频率，结合实际需要增加其他元件，这样的设计存在较大局限性，造成最终设计的电路结构更为复杂，一旦某一元件出现问题极易造成整体电路出现故障，而信号在传播过程中为模拟信号，输出信号不准确，甚至信号中掺杂着过冲、杂散等一系列问题，影响模拟电子电路实验效果。而较之传统电子电路实验方法来看，LabVIEW模拟电子电路实验方法优势较为突出，可在LabVIEW的控制模块中加入相关的开关和按键，实现系统控制的灵活性，且因控制模块自由度较高，在设置显示器时应选择3个为最佳，以此对3中不同类型的电路波形进行显示;同时，可增设频率选择、幅值选择、开关等控件设置，频率选择控件简化为数值输入控件，便利了电子电路频率和幅值数据信息的直接输入，并可通过计算机鼠标右键选择属性，在计算机外观选项中重新命名这些标签。在前面板中加装数字滤波器相关控件，以此多功能信号发生器与滤波器连接在一起，经过在虚拟面板上的操作，实现信号波形的输出、数字滤波器在时域上的功能分析。为验证LabVIEW软件在负反馈放大电路模拟及仿真设计中的应用失效，本文设计了电压串联负反馈电路，其主要由两级放大子电路构成，并通过一个电容相连，可在前面板中设置电路电阻阻值，输入信号频率、电压数值以及三极管放大倍数等参数，并加入其它的输出信号和工作点，在程序框图中反映出来;同时结合模拟电路知识与输出结果可知，仿真结果验证了负反馈电路对整个电路的影响，串联反馈增大输入电阻，并联反馈减小输入电阻，电压反馈稳定电压放大倍数，电流反馈稳定电流放大倍数。

3结论

综上所述，本文主要基于LabVIEW的电子电路模拟及仿真设计进行深入分析和探讨，LabVIEW软件是以VI虚拟仪器为应用程序的图形编程软件，以数字化的编程形式替代了传统文本式编程，使得电子电路模拟及仿真系统可视化、创建和编程设计更为简单、灵活，且支持多样化的操作形式，为系统各类模块设计提供更多选择。

参考文献

［1］李燕龙，蔡春晓，周巍．LabVIEW在模拟电路课程教学中的应用－以负反馈放大电路为例［J］．大众科技，2015，07:133－135．

［2］唐辉平．LabVIEW在电类课程实验仿真中的应用［D］．湖南师范大学，2013．

［3］曹秀爽，刘鹏．基于LabVIEW的模拟电子技术课程远程实验平台的设计［J］．科技信息，2014，05:36－37．

［4］王秀梅．LabVIEW在模拟电子电路设计与仿真中的应用［J］．电脑知识与技术，2013，18:4328－4330．

［5］张坤，秦翠亚，乔宇．基于LabVIEW和Multisim的模拟电路实验虚拟仿真平台的设计［J］．河北软件职业技术学院学报，2016，01:55－58．

［6］周艳，陈永建．基于LabVIEW和Multisim的虚拟电子实验系统［J］．计算机系统应用，2013，11:70－73．

［7］王铁流，黄景燕，潘云，孟庆宇．基于Labview的电子设计竞赛模拟电路自动测评系统［J］．实验技术与管理，2007，05:61－65．

［8］向学军，杨盛，刘平．两种LabVIEW、MATLAB结合的控制系统数字仿真方法比较［J］．自动化与仪器仪表，2006，05:83－85．

［9］谢颂民．基于LabVIEW和Multisim电子电路远程虚拟实验室的设计［D］．湖南师范大学，2015．