模拟电子电路虚拟实验平台的设计
摘 要：随着计算机的发展和我国教育教学的推进，模拟电子电路虚拟实验逐步走进了大家的视野，模拟电子电路虚拟实验平台可以模拟电子电路实验的具体过程，结合了现代计算机的前沿技术使电子电路实验过程可以清晰的展现在学生的眼前。通过模拟电子电路虚拟实验平台可以更好的推进电子电路实验的研究，促进现代教育教学的健康发展。
关键词：模拟；电子电路；实验平台；设计
21世纪是信息时代，电子计算机技术得到了快速的发展，覆盖了社会的方方面面，尤其是在教育教学方面的影响更是十分显著，模拟电子电路虚拟实验发展十分迅速。模拟电子电路虚拟实验的出现为电子电路的学习与研究带来了巨大的方便，有效的培养了学生对电子电路的分析、测试、理解与研究能力。传统的电子电路实验过程复杂，方法单一，对于实验设备的要求比较高，浪费了大量的人力物力，而且对一些复杂的电子电路实验而言，传统的实验方式根本无法实现，或者由于实验设备的制约，很多情况下根本无法完成相应的电子电路实验。模拟电子电路虚拟实验出现解决了这些难题，无论是在时间还是教学内容上都有很大的优势，在实际的学习与教学过程中得到了广泛的应用。
1 建设模拟电子电路虚拟实验平台的理念
1.1 与理论相结合
电子电路教学是电学体系中十分重要的知识板块，电子电路教学又分为理论教学、实验教学两个部分。我们进行模拟电子电路虚拟实验就是为了更好的促进电子电路教学整体的进步，因此在实际的教学过程中我们应该充分的考虑模拟电子电路虚拟实验与电子电路理论教学的有效结合，实现两者之间的相互促进，这才是最为科学的实验教学方式。
1.2 解决传统实验模式弊端
传统的电子电路实验教学经常受到仪器设备。实验环境和实验条件的影响，造成在进行电子电路实验的过程中往往不能顺利进行。另一方面，传统的电子电路实验过程中由于实验步骤的复杂性，因此常常是以教师的讲解为主导，学生动手操作和动脑思考的过程很少，并不能真正达到实验的目的。传统电子电路实验教学的这些弊端共同造成了传统实验教学与理论知识脱节，失去实验的意义，但是我们使用模拟电子电路虚拟实验平台进行实验，可以有效的克服这些弊端，解决在实验过程中的条件问题，让学生通过思考进行设计仿真，这样的实验过程能够培养学生的创新性和思维能力，真正达到实验教学的目的。
1.3 与教学目标吻合
我们设计模拟电子电路虚拟实验平台就是为了促进电子电路教学的发展。通过实际的模拟电子电路虚拟实验教学我们也清楚的发现，该技术可以很好的与电子电路课程的教学目标相吻合，这是传统的实验课程无法实现。在具体的表现方面有：首先，采用先仿真后实验的方式，这样帮助学生进行思考，锻炼了学生思维能力；其次，重视基础实验，实现了对学生动手能力和操作能力的全面提高；最后在很大程度上可以对学生的创新能力进行培养，实现学生综合能力的提升。
2 模拟电子电路虚拟实验平台的设计
2.1 模拟电子电路虚拟实验平台的硬件结构
模拟电子电路虚拟实验平台最为重要与核心的部分就是硬件结构的设计，一般的模拟电子电路虚拟实验平台的硬件结构主要是由计算机、接口电路、实验板三个板块组成。
2.1.1 计算机
计算机是进行模拟电子电路虚拟实验平台设计的物质基础也是硬件结构的核心。学生在进行实验的过程中首先要进行的就是在计算机上进行实验的设计与模拟验证。模拟电子电路虚拟实验平台还可以实现多个实验之间的横向对比，这样的设计可以让学习者更加清楚的掌握实验。在模拟电子电路虚拟实验平台的设计中要想实际的实验与虚拟实验进行有效的结合，这样的设计才是更加科学合理的。
2.1.2 接口电路
接口电路也是模拟电子电路虚拟实验平台中十分重要的设计要素。计算机输送的信号一般都是并行数据，而控制节点可以接收的一般都是串行数据，这时就需要植入接口电路，这种电路的作用就是实现控制信号与智能插件版的有效结合，通过这种方式控制节点的通断，这时整个实验平台的关键所在，接口电路对于电路的控制功能一般是通过单片机进行的。
2.1.3 实验板
模拟电子电路虚拟实验平台的实验板是由稳压电源、函数发生器、智能插件板、集成器件插件板等模块组成。它是模拟电子电路虚拟实验平台中主要的模拟实验中心，依靠正弦波形、方波、三角波三种函数发生器进行。
2.2 模拟电子电路虚拟实验平台的软件结构
2.2.1 电子电路虚拟实验子系统
作为电子电路虚拟实验平台的核心电子电路虚拟实验子系统主要是由拟实验子系统、模拟电路虚拟实验子系统、数字电路虚拟实验子系统和综合电路虚拟实验子系统4个部分构成。该子系统可以帮助学生对理论知识进行深入的理解，对电子电路的基础知识进行实验验证，培养和锻炼学生的操作能力。在进行设计的过程中要将RLC移相电路与谐振电路，基本定理（律）验证电路等系列实验设计到该系统中，这样才能充分发挥其作用。
2.2.2 模拟电路虚拟实验子系统
模拟电路虚拟实验子系统的主要作用是帮助学习者加深对于电路知识的理解与认识，同时提高学生的探究能力与独立解决问题的能力。系统中经常会涉及到一些具有思考价值的实际问题，让学生通过分析掌握模拟电路分析、仿真、设计的能力。在该系统的设计过程中要植入晶体管放大电路、信号运算电路、功率放大电路、滤波电路、信号产生电路和直流稳压电源、二极管电路等系列实验。
2.2.3 数字电路虚拟实验子系统
该系统的作用是帮助学生学习数字电路相关的理论知识的学习与理解。让学生通过模拟实验子系统熟练的掌握数字电路的分析、测试与仿真。在具体的系统设计中应该将A/D与D/A转换电路、组合逻辑电路、逻辑器件测试、时序逻辑电路以及555定时器应用等系列实验设计到该子系统中去。
3 结束语
模拟电子电路虚拟实验平台是现代计算机技术发展的产物，对于现代电子电路实验研究和教学工作有着十分重要的意义与价值。该平台为学生的学习提供了一个科学、理想、实用的实验平台，实现了电子电路教学的跨越式发展，对于现代教育教学工作有着重要的意义与价值。
参考文献
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