虛擬模擬技術是在計算機上虛擬出一個元器件種類齊備、裝置先進的電子工作臺, 是目前國內最流行的通用電子設計自動化( EDA) 軟體組成中的一部分, 是在電路模型上所進行的系統性能分析與研究的方法。它一方面克服了實驗室各種條件的限制, 另一方面又可以針對不同目的( 驗證、測試、設計、糾錯和創新等) 進行訓練, 培養學生分析、應用和創新的能力。與傳統的實驗方式相比,採用電子工作臺進行電子線路的分析和設計, 突出了實驗教學以學生為中心的開放模式。不僅實驗效率得到了提高, 還能使學生熟練地使用儀器並正確掌握的測量方法。
常見的虛擬模擬軟體1、Edison。用它在計算機上進行基礎驗證模擬實驗, 非常適合中學生的使用, 因為Edison的環境是以實體的零件造型, 讓初學者有置身於真實電路實驗室的感覺, 加上有趣的聲、光效果, 使初學者彷彿在遊戲中學習, 從而引起初學者對電子電工學領域產生濃厚的興趣, 使學生增強對電路的感性和理性認識。
2、EWB。與其它電路模擬軟體相比較, EWB具有介面直觀、操作方便、採用圖形方式建立電路等優點, 構造電路、呼叫元器件和測試儀器等都可以直接從視窗圖形中調出, 可以對電子元器件進行一定程度的非線性模擬, 不僅測試儀器的圖形與實物相似, 而且測試結果與實際除錯基本相似。
3、Protel。Protel是美國Protel公司在80年代末推出的EDA軟體, 在電子行業的CAD軟體中, 它當之無愧地排在眾多EDA軟體的前面, 是電子設計者的首選軟體, 它較早就在國內開始使用, 在國內的普及率也最高, Protel除了具有電路分析和模擬外, 還主要作為印製板自動佈線工具使用。
虛擬模擬實驗能有效地解決我校機電一體化專業教學中存在的問題:
1、比較結合我校學生的實際彌補國中電學知識。
眾所周知我校的學生基礎差、知識底子薄, 將近一半以上的學生是中學還沒有畢業的分流生, 在物理課程方面許多學生還沒有接觸到電學, 學生的層次差異又比較明顯。( 本人在機電一體化班級調查得知: 沒有學習過電學的學生有7人, 學過電學但沒有做過電路試驗的學生有14人) 而Edison軟體正好能夠彌補這一個方面的缺陷, 它能夠在學生的自學期間通過人機對話的方式, 引導學生較快較好地補充國中電學知識。
2、有利於緩解經費緊張的狀況。
機電專業本身具有理論難度大,實習裝置投入高的特點。一個完整的機電專業實訓室包括數位電路實訓室、類比電路實訓室、電機控制實訓室、可程式控制實訓室、電子電工實訓室等多個實訓室。
按每個實訓室佈置6臺實習臺計算, 至少需要七、八十萬的裝置投入。而虛擬模擬實驗只需要在我們的計算機上安裝模擬軟體即可, 甚至不需要花費一分錢。虛擬模擬實驗軟體便可以提供了高指標的虛擬儀器和充足的虛擬元器件資源。
3、可以實現許多實驗中不能實現或難以實現的功能。
虛擬模擬能在各種假定的條件下,甚至是在目前無法實現的條件下, 對電路進行研究。如: 不管是考慮安全因素還是成本, 實驗室裡都不宜做的破壞性實驗, 但虛擬模擬卻可以做, 甚至可以做各種故障和非正常性的實驗。在研究一個電路方案初期, 可以將影響電路的.一些次要因素去掉, 如雜散電容、漏電感等, 以免它們對電路的基本原理和效能產生影響, 從而混淆了對電路的正確理解,