EDA技术对电子技术教学的改进

彭其圣等: EDA技术对电子技术教学的改进EDA技术对电子技术教学的改进彭其圣，杨木清(中南民族大学电子信息工程学院湖北 武汉430074)摘要:讨论了EDA 在高校电子技术教学中改进的必要性。以Electronic Workbench软件为平台，举例说明了EDA在电子技术课程教学中的应用。并指出利用EDA是电子技术教学今后的发展方向。.关键词: EDA, EWB; 电子线路;仿真中图分类号: TN736文献标识码: B文章编号: 1004- 373X (2004) 16 -062 -02EDA Technology in the Teaching Improvement of Electronic TechnologyPENG Qisheng, YANG MuqingCollge of Eletronice Inioroastion Engineeing. South -Central Univenity of Ntinalities, Wuhan, 430074, China)Abstract: This paper discussed EDA' s necessity implication in the teaching improvement of college's electronic technology theelectronie workbench software are set as platform. The examples in the paper told us that EDA' s implication in the teaching ofelectronic technology course, and point out that the implication of EDA will be the orientation in the future electronic workbenchteaching.Keywords; EDA; EWB; electronic circuits ; simulation近年来，电子设计自动化(Electronic Design都拥有大量的公用计算机，而且利用率不是很高，我们可Automation, EDA) 技术的发展给电子系统的设计带来了以利用现有的硬件设施;世界上各大软件公司推出了很多革命性的变化。可编程器件和EDA软件设计工具的发展使EDA软件,有商业版、基础版和学生版，其中学生版价格EDA的应用逐步走向实用化。EDA技术已成为电子工程很便宜，很多甚至可以在网上免费下载。这样，可以在花师们使用的一种基本工具"。EDA技术是以计算机为基础，很少的代价的情况下，引人先进的教学方法，获得理想的综合了电路与系统、数据库、图形学、图论、计算数学及优教学效果. EDA技术引人教学，可以使学生在理解基本原化理论等多学科知识的最新科技成果而形成的技术，他的理之后，参与到分析电路的参数、修改电路、完善电路性出现为电子设计工作者提供了一种全新的设计方法.能指标、形成实用电路的环节中去。其实践教学环节可如图1所示。1 EDA 引入电子技术教学的必要性与可行性电子技术作为一门专业基础课,在电子类及相关专业2 EWB在电子技术教学中的应用占有极其重要的地位。由于现代电子技术的发展日新月.异，其知识更新的速度远远超过了科学领域的平均发展速目前，应用较广泛的用于电子线路方面的EDA软件度，学生在有限的时间里掌握的知识已被大大的扩充。另较多，如Electronics Workbench (EWB), Pspice， ISP外，电子技术既具有很强的理论性，又具有很强的工程实Synario System, MAX+Plus 2, Foundation , System view践性，课程以电路为主,不同种类的电路要采取不同的分等.其中EWB (虚拟电子工作平台)是加拿大Interactive析方法，且元器件类型繁多，学生很难理解和接受，传统Image Technologies公司于20世纪90年代推出的专门用的教学方法难以提高学生的兴趣。因此，为了获得较好的于电子线路仿真和设计的软件，该软件具有简单易学、操教学效果,解决目前知识的更新、扩充与课时压缩的矛盾，作方便、工作界面直观、功能强大、元器件种类丰富等特将EDA引人教学环节，显得十分必要和紧迫。点，而且还提供了多种虚拟仪器及多种电路分析方法，使目前，各个高校一般从一年级就开始计算机教学，而用者使用虚拟仪器对电路进行仿真测试如同置身于实验电子技术一般是为大学二年级学生开设,在学习本课程时室使用真实仪器调试电路，而且更加方便快捷.应该已拥有了较高的计算机知识和技能。另外，各个高校随着电子技术的发展，电子电路的形式日趋复杂化, .中国煤化工炮满足社会对新技术人收稿日期，2004-04 -12!YHC N M H G真，可以在计算机上建32《现代电子技术》2004 年第16期总第183期高校应用技术立一个元器件品种齐全，测试仪器准确的虚拟工作台。一[1000/50%00 Y_ μ方面可以通过测试、验证、纠错和创新设计电路，帮助学。5.1kQ生更快更深刻地理解课堂上讲授的理论知识，加深对概念、原理的理解，弥补课堂教学的不足;另- -方面也克服R720 ko了实验室元器件品种、规模.数量不足,仪器陈旧老化,实To10 iF验电路板形式单调，不利于学生创新设计等不利因素;再0.R。者，还可以减少由于学生操作不当对实验设备造成的破I J11ka坏，降低仪器的损坏率,延长仪器使用寿命。学生可以更多地接触电子元器件的性能和参数,更好地掌握常用电子Rat C.仪器1的使用方法，对进一步培养学生的应用能力、综合分KQ 33 uF析能力、排故障能力、开发设计能力，提高综合素质有着重要意义凹。图2 建立的电路示意图基本电路原理分析电路参数修改电路↓EDA 分析了D3C0rato中HODE1000 .<电路性能是否达到要求viEhraench形成实用电路图1 EDA 实贱数学环节图3工作 点仿真结果下面就以EWB5.0在电子技术教学中的运用作具体(2)动态分析的介绍。给电路输人一个f=1 kHz, U,=30 mV的正弦波,然2.1电路的建立后进行仿真,不仅可以得到输人、输出波形及有关数据,而(1)在Win98环境下启动EWB,进人Electronics且相位关系非常明了，改变有关参数还可以观察饱和失Workbench管理窗0。真、截止失真等， 如图4所示。(2) File菜单下建立一个*.ewb文件。(3)在相应文件库中调用所需元器件，构成一个单管共射放大电路",并接上测试用的虚拟仪器，如函数发生器、示波器等，然后对所用元器件和虚拟仪器的参数进行设置，如图2所示.2.2仿真与 分析(1)直流工作点分析选定"Circuit (电路)”栏中的“Schematic options(作图任选项)”,选定“Show nodes (显示节点)”,把电路的节点标志(ID) 显示在电路图上。再在“Analysis (分析)栏内选定DC operating point (直流工作点)", EWB会图4动态仿真结果自动把电路中的所有节点的电压数值和电源支路的电流数值显示在"Analysis (分析)”栏中的"Display graph(显示图中)”。若直流工作点设置不恰当，改变元件参数，电子技术是一门实践性很强的课程,为了培养学生的可以方便地调整直流工作点，如图3所示。创新中国煤化工:验教学和课程设计相经过比较，可看出测试结果与理论值相吻合.MHCNMHG(下转第69页)63《现代电子技术》2004年第16期总第183期仿真'测试(3)将区城划分成六个方向并对其编号。度快，抗噪声性能较好，提取的线段断裂不多，不会出现(4)从边缘点出发，搜索五个邻域内方向相同且相互类似Hough变换那样的直线过度连接的情况。邻近的点组成一个直线编组区。参考文献图4中(b)为改进后的直线提取图像。图像提取质量得到了提高,而且由于区城划分方向的减少和邻域搜索方[1]席学强， 黄先芝，王润生.一种基于多特征融合的.向的减少，使得计算量大为减少，程序运行速度加快,效直线提取算法[J] .计算机工程与应用，2002, .率得到提高。使得该方法更具有工程应用价值。(1): 51 -54.4结语[2]文贡坚， 王润生。一种稳健的直线提取算法[J] .软件学报，2001， 12 (11): 1 660-1 66.相位编组法擅长于检测对比度较小的直线，在和[3]孙兆林. Matlab 6. x图像处理[M].北京:清华大Canny算子结合后，具有良好的抗噪声性能。由于相位编学出版社，2002.组法是根据图像梯度的幅度和相位两方面的信息来提取.[4]章毓晋. 图像分割[M].北京:科学出版社, 2001.直线的，所以检测效果很好。但同时又出现了图像细节过[5] Rafael Gonzalez C, Richard Woods E. Digital image多的问题,因此为了避免过多的细节,需要设置阈值门限，processing[M]. Second Edition. Prentice Hall Inc ,消除-些无用的信息。相对于其他算法，相位编组法参数2002.的选择较容易，直线的分辨率较高，运算量不大，提取速作者简介饶炬男， 1977年出生，江西南昌人，硕士生。主要研究方向为图像围形处理及应用。张华。男，1964年出生，江西余千人，教授，博士生导师。博士。主要研究方向为机器人智能化和焊接自动化。(上接第63页)结合的教学方式,通过将EDA引人教学环节,不仅可以提(6): 13-16.高教学水平和教学效率，而且还可以使学生开阔眼界,学[2路而红，虚拟电子实验室Electronics到电路设计的新方法、新技术,培养学生的动手能力和创Workbench [M] .北京:人民邮电出版社，2001.新意识。随蓍EDA技术的不断发展和PLD应用的普及，[3]钱恭斌, 张基宏. Electronics Workbench--实 用通EDA技术的学习在电子技术课程所占比例将越来越大。信与电子线路的计算机仿真[M].北京:电子工业出版社，2001.[1] 翟丽芳，陶为戈. EDA技术与电子线路教学[J].[4]童诗白， 华成英.模拟电子技术基础[M] .北京:常州技术师范学院学报(自然科学版)，2001, 7高等教育出版社，2001.作者简介。彭其圣男， 1967年出生，讲师。主要研究方向为电路与系统设计和计算机应用。(上接第65页)Name:Value1.0us 2.0us 3.0μs 4.0μs 5.0μs 6.0μs 7.0μs 8.0μs 9.0μs 10.0us旷sampleirkey .|1心dlyo。difo图4仿真结果对电路的理解，从而增加学生的学习兴趣，提高学生分析MAX+plus2是现代电子设计不可缺少的工具,他可和解决实际问题的能力。以接受多种方式的输入，除了图形输入和文本输入以外，[1] 康华光,邹寿彬.电子技术基础(数字部分) [M] .还可以接受波形输人，并且可以使用MAX+plus 2的波形编辑器直接画出输人波形，所以，在数字电子技术教学中北京:高等教育出版社，2000.以MAX+plus 2作为开发软件引人EDA技术,具有直观、[2]侯伯亨、 顾新. VHDL硬件描述语言与数字逻辑电中国煤化工F科技大学出版社，灵活设计等特点。通过上述例子的设计流程，不仅可以让学生了解EDA开发的基本过程，而且也可以使学生加深YHCNMHG6