OrCAD在模拟电子技术教学中的应用

和实践教学 。但是在实际教学过程中学生普遍反应理
论 教 学 抽 象 、 艰 涩 难 懂 。 由于 实 验 时 间 、 条 件 有 限 ， 有 的学校 不能 满足进 行创 新 性实验 的要 求 。为此 ， 很 多 院 校 在 教 学 过程 中 引 入 了Ｏ Ｃ Ｄ 术 ，它 作 为 一 ｒＡ技
混合 信 号 仿真 （Ｓ ｉｅ Ｏ ５ 和 印制 电路板 设 计 （ａ ｏ ｔ Ｐｐ ｃ ｌ． ） Ｌ ｙ ｕ Ｐ ｕ １． ） ｌ ０ ５ ，可 以充 分 满 足 我 们 各 门课 程 的 需 要 。 待 Ｓ 仿 真 电路 图可 以通过 Ｃ ｐ ｕ ｅ Ｉ 直 接 输 入 ，操 作 界 ａ ｔ ｒ Ｃ Ｓ
学工作 已是大多数人 的共识 ，但在实验教学过程 中还 没有把它提高到足够高 的地位，还不是实验室 的重要 组成部分之一 ，大部分还停留在教师的课堂演示和学
图 １ 电 压 跟 随 器
生 的 自学 阶段 。笔 者 认 为 较 为理 想 的实 验方 法 是 ： 理 论 课 学 习后 ，在 进 入 实验 室进 行 物 理 实验 之 前 ，应 该 先进 行 Ｏ Ｃ Ｄ ｒ Ａ 的软 件 仿 真 实验 ，通 过出现 的。
５ 突 破 了实 验室 的 时空 限制 ，实 验 的时 间和 地 点 ．
更加灵活 。传 统的物理实验受实验设备的限制 ，每个 学生可 以实验 的次数 、每次的时间长短及时间段都有
严 格 的 规 定 ， 并且 多 为 分 组进 行 ，每个 人 的有 效 实 验 时间 比较 少 ，不 能满 足 要求 。 而Ｏ Ｃ Ｄ 需 要 １ ｒＡ只 台微机 就 等 于有 了整 个 实 验 室 ，学 生 有 充分 的实 验 时 间 ， 并
关键词 ：Ｏ Ｃ Ｄ ｒ Ａ ：模拟 电子技术 ；实验；仿真
模拟 电子技术是 电子 、电工类专业 的一 门十分重
要 的专 业 基 础 课 ， 它 是 研 究 各 种 半 导 体 器 件 的 性 能 、 电路 及 其 应 用 的 学 科 ，具 有 很 强 的 实 践 性 。在 学 生 的 培 养 过 程 中 各 院 校 都 很 重 视 模 拟 电子 技 术 的 理 论 教 学
图２ 不加 电压跟 随 器时信 号电压及 负载 电压波 形
图３加 电压跟 随 器时信号 电压及 负载 电压波形 ２ 突破 了物 理 实 验 的条 件 限 制 ，有 更 加 丰 富 的元 ． 器 件 可供 选 用 ，增 加 了 实验 的灵活 性 。０ Ｃ Ｄ 元件 ｒＡ的 库 提供 种 类 繁 多 的虚 拟 元 器 件 、信 号 源 、 测 量 仪器 。 还 可 以通过 互 联 网￣Ｏ Ｃ Ｄ Ｊ Ｉｒ Ａ 的厂 家 网站 下 载 。 ３ 突 破 了物 理实 验 大 部 分 为验 证 性 、 常规 性 实验 ． 的 限制 ，Ｏ Ｃ Ｄ ｒ Ａ 为设 计 性 、 创新 性 实 验 提供 了广 阔的 平 台 。利 用Ｏ Ｃ Ｄ 验 能够 做到 只 要 你 有 新想 法 就 可 ｒ Ａ实
近年 来随着计算机技术 的飞速发展和大 规模集 成
电路 的广 泛应 用 ， 电子 产 品 不 断更 新 换代 ， 电 子设 计
１增加 了课堂教学 的信息量 ，增强 了课堂教学的 ．
互 动 性 ，活 跃 了课 堂 气 氛 ，提 高 了学 生 的学 习 效 率 。 由于 通 过 ０ Ｃ Ｄ 以做 出复 杂 、美 观 的 电路 图 ， 原 来 ｒＡ可 不 便 于 在 黑 板 上 画 的 电路 图都 可 以通 过 多 媒 体 展现 出
了充分利用Ｏ Ｃ Ｄ ｒ Ａ 的优势 ，避免仿真 带来 的弊端 ，教学 过程 中讨 论了仿真技术 的地位和 作用 。强调了理论学习的重要性 ，明
确 了仿 真 实验 和 物 理 实验 的关 系 ， 充分 挖 掘 了Ｏ Ｃ Ｄ 级 分 析 的功 能 。这 些 方 法 在 教 学 实 践 中取 得 了 良好 效 果 。 ｒＡ高
Ｅ Ｂ 、Ｐ ｏ ｅ 、Ｏ Ｃ Ｄ Ｗ ） ｒ ｔ ｌ ｒ Ａ 等。在种类众多的仿真软件 中
选 择 一款 适 合 自己 的软 件 十 分 重 要 ，需 结 合 自己 的具 体应 用 而定 。我 校 开设 了 电路 、模 拟 电子 技 术 、数 字 电 子 技 术 及 Ｐ Ｂ 计 技 术 等 课 程 ， 综 合 各 种 因 素 选 取 Ｃ设
来 ，并 且 可 以通 过 现 场 改 变 电路 结 构 、 参 数 ，现 场 仿
自动化技术得到 了广泛地应用 ，成为 了提高 电路分析
和 设计 技 能 的重 要 手 段 。顺 应 这 一 发 展 潮 流 ，在 模 拟 电 子 技 术 教 学 过 程 中 引入 Ｅ Ａ 术 越 来 越 普 遍 ，并 取 Ｄ技 得 了 良好 效果 。
种 辅 助 教 学手 段 有 力 地 增 强 了 教 学效 果 。 目前有 大 量
了Ｏ Ｃ Ｄ ｒ Ａ 系统 。它是一套功能强大的Ｅ Ａ Ｄ 软件系统 ，以
Ｏ Ｃ ＤＯ５ ｒ Ａ Ｉ． 为例 ，它 主 要包 括 ３ 部 分 ： 即 内置元 器 件 大
信息系统的原理 图输入器 （ａ ｔｒ Ｉ Ｉ． ） Ｃ ｐ ｕ ｅ ＣＳ Ｏ ５ 、模拟和
以用 实验 去验 证 。 ４ 例用 ０ Ｃ 可 以进 行 破 坏 性 实验 ，例 如 过 压 、 ． ｒ ｈＤ
功倍 。但 一 些 同学 过 分依 赖 软 件 仿 真 ，在 理 论 不清 、 原理 不 明的 情 况 下 ，盲 目地 依 靠 仿真 调 试 电路 ，结 果
是 事 倍 功 半 ， 有 时 即 使 是 能够 调 通 电 路 也 是 “ 其 知
白电路 的工 作 原 理 及各 部 分 参 数 变 化对 电路 的 影 响 。
从而 在 做 具 体 的物 理 电路 实 验 时 可 以做 到 理 论清 晰 、
：… ． ， ； ． … ～ … 一 一 ～
思路 明确 、 有 的放 矢 ，提 高 实 验 效率 ，并 把 损坏 实 验 设 备 的风 险 降到 最 小程 度 。 ２ 部 分 学 生 过 分 依 赖 软 件 仿 真 ，轻 视 了分 析 计 ． 算 能 力 的训 练 和 培 养 ，结 果 是本 末 倒 置 。尽管 在 进 行 ０ Ｃ Ｄ 件 仿真 和 对 电路 进 行 分 析 、调 试 时 ，有 时 需 ｒＡ软 要 对 电路 的参 数 进 行 试 探 性地 选 择 ，但 这 是 以科 学 的 分 析计 算 为 前 提 和 依据 的 ，只 有 这 样 才 能够 做 到事 半
可 以灵 活安 排 。
的 。因此 ，这 两种实 验手段 只有相互 配合 ，取长补
短 ，才 能 获 得 最 好 的 实 验 效 果 。它 们 之 间 的 关 系 如
图４ 所示 。
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二 、Ｏ Ｃ Ｄ 用 中的 问题 及 解 决办 法 ｒＡ 应
尽 管 将 ０ Ｃ Ｄ 术 引入 模 拟 电子技 术 教 学 过程 中 ｒＡ技 具有 众 多 的优 势 ， 极 大地 促 进 了课 堂和 实 验 教 学 。但 是 ，在 具体 操 作 过 程 中也遇 到 了一 些 新 问题 ，这 些 问 题 解 决 得 好 不 好 直 接 关 系 到 能 不 能 最 大 限度 地 利 用 ＯＣＤ ｒ Ａ 促进 教 学 工作 。具 体说 来有 以下几 点 ： １ 尽 管 Ｅ Ａ 术 可 以极 大 地 促 进模 拟 电子 技 术 教 ． Ｄ技
过 流 、 开路 、短 路 、极 限温 度 等 实验 。而 这些 实验 在
Ｏ ＣＤ ｒ Ａ 毕竟是一种软件仿真 ，无法完全模拟电子线路
的所 有 工 作 状 况 。 比如 在 实 际 工 作 过 程 中 经 常 遇 到 的 导 线 断 路 、 焊 点 虚 焊 、 电磁 干 扰 等 情 况 ，而 这 在 Ｏ Ｃ Ｄ 真 中 是不 会 出现 的 。其 次 ， 在 实 际物 理 实验 ｒＡ 仿 中可 以锻 炼 学 生 应 用 万 用 表 、 示 波 器 、 信 号 发 生 器 等 实 验 仪 器 的 能 力 ， 而 这 在 模 拟 仿 真 中 也 是 达 不 到
然 ，而 不 知 其所 以然 ” 。所 以，在 教 学 实 践 过程 中必
须 明确 理 论 学 习和 仿 真 的 地位 关系 ，理 论 学 习是 占核
心 地 位 的 ，仿 真 只 是 起 辅 助 作用 ，不 能捡 了芝 麻 丢 了
西瓜 。
３ 过 分 强 调 仿 真 实 验 的 重 要 性 ，试 图 用 仿 真 实 ． 验 替 代 物 理 电路 实 验 。 虽 然 利 用 ０ Ｃ Ｏ 行 实 验 教 Ａ进 ｒ 学 具 有 很 多 优 点 ，但 它 并 不 能 完 全 取 代 物 理 实 验 。
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中围 现代黼 蒙 备
ＯＣＤ ｒＡ 在模拟 电子技术教学中的应用
张延 宇 杜海顺
４ ５ ０ ７０４ 河南大 学 河 南开封
摘
要 ： 针 对 模 拟 电子 技 术 传 统 教 学 方 法 的 弊 端 ，教 学 过 程 中 引入 了Ｏ ＣＤ 术 ， 在 具 体 实 施过 程 中 遇 到 了 一 些新 问题 。 为 ｒＡ 技
两端 的波形 图，可见 由于信号源 内阻的存在，负载 两
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中 现代教 蒙 国 育 备
端 的 电 压较 小 。 图 ３ 在 信 号 源 和 负载 问 加 入 电 压 跟 是 随器 后 的 仿真 结 果 ，可 见加 入 电压跟 随器 后 负 载 两 端
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真 ，即时观测仿真结果 。一些原本抽象的结论可以通 过仿真直观地展示 出来 。比如 ，在讲解 由运放构成的
电压 跟 随 器 的功 能 时 （ 图 １ 示 ） 可 以在 课 堂 上 进 如 所 。
当今Ｅ Ａ Ｄ 技术发展迅速 ，可供选 择的仿真软件种