仿真技术在分析电子线路中的重要性

董　磊

[摘要]电子线路软件仿真技术通过一个仿真平台为学习者提供一个界面友好的模拟实验环境，通过对电子线路的仿真分析举例，论证在分析电子线路中应用仿真技术的重要性。

[关键词]仿真技术 电子线路

中图分类号：TN-9文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0220027－01

一、仿真技术的产生及其工作原理

电子线路实验工作通常的方法是将电路图接成面包板、万用板或PC板，然后使用电源、信号发生器、示波器、电表等电子仪器来进行演示。但是这种作法有几种弊端：首先，制作电路板的过程既耗时、费力又浪费材料。其次，在电路板制作完成后，如果演示结果有误，就得花费相当长的时间弄清是设计方法有误还是制作过程有误，此外，在用实际电路进行操作演示时，各种参数不易控制、元件的调换也不方便。最后，由于仪器设备的局限，演示的可视化效果不尽人意。随着电路仿真技术的发展，上述缺陷可迎刃而解。只要有合适而精确的电路模型，电脑便可据此进行大量的计算，而仿真出近乎真实的电路结果。这种经由软件演示的方法，既可克服前面所述的这些缺点，又可排除因线路连接安装所造成的失误。

仿真技术是一门多学科的综合性技术，它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础，以计算机和专用设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验。电子线路软件仿真技术通过一个仿真平台为学习者提供一个界面友好的模拟实验环境，使用者通过轻松操纵计算机来完成电子线路的仿真分析。

二、仿真软件对实际电子线路进行仿真分析举例

在对电子线路进行设计与仿真分析时，首先要根据电路的实际要求，拟订切实可行的方案。在确定方案的过程中，应当反复研究设计要求、性能指标，然后根据确定的方案划分成若干单元电路，并对单元电路进行初步设计，其中包括电路形式的确定、参数的计算、元器件的选用等。最后将设计好的各单元电路连接在一起，画出一个符合要求的完整电路图。然后通过仿真平台进行仿真分析，研究仿真结果是否与设计要求、性能指标等相符合。如果不符合，则需要修改元器件参数或电路图，经过修改之后，再进行仿真分析，直到仿真分析的结果与预期相一致。

（一）建立如下电路图

（二）仿真输出结果

1．整流滤波。可用EWB工作台上提供的万用表、示波器观察实际电路输出结果。如上图所示，用万用表模块测量整流滤波后的直流电压为18.8V，用示波器测得滤波波形的脉动部分如图1所示，用示波器测得滤波的电压的波形如图2所示。

（三）指标分析

1．输出电压。理论计算V0=(R2+R1)(Vz+Vbe)/R2=13.2V，用EWB模拟仿真，使用电压表模块实测输出电压为V0=13.2V。

2．稳压系数Sr稳压系数理论值的计算。Av2=β2RC(R1∥R2)+rbe+(1+β2)r2=119Sr=VD1/(nAv2VD0)=0.02<0.05，理论上满足设计指标要求。用EWB模拟仿真实际电子线路，用鼠标对准电网电压双击，根据屏幕提示将其由220V调到230V，电压表显示输出电压值为13.3V，得出Sr=13.3-13.2230-220=0.01<0.05故实际线路满足设计指标要求。

3．调试参数、优化设计确定方案。如果以上设计的电路通过模拟仿真分析，不符合设计要求，可通过逐渐改变元件参数，或更改元件型号，使设计符合要求最终确定出元件参数。如欲改变电阻的取值，只要用鼠标双击电阻，再根据屏幕提示键入阻值，并可对更改的电路立即进行仿真分析。观察虚拟结果是否满足设计要求，这在实际的电路板中是难以做到的。

三、结语

电力工业中，随着单元发电机组容量越来越大，系统越来越复杂，对它的经济运行、安全生产提出了更高的要求，仿真系统是实现这个目的的最佳途径。通过仿真系统可以优化运行过程，可以培训操作人员。电站仿真系统已成为电站建设与运行中必须配套的装备。

参考文献：

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