Tina在电工与电子技术教学上的应用

摘要：因电工与电子技术专业基础课程理论性深、实践性强，对于非电学类专业学生在学习该门专业课程中遇到理论计算公式难以理解，现有专业实验室设备集成度高，学生只能通过简单接线方式得出实验现象，而不知其真正过程。针对上述问题本文利用Tina仿真软件，利用传统实验过程实例相结合，搭建实验原理图，使学生能直观的理解电路实际运行原理，提高授课效率。

关键词：电工与电子技术；Tina；非电学类

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）24-0151-02

电工与电子技术作为非电学类专业基础课程，其理论知识点繁多，公式推导复杂，仅凭理论推导过程使得学生难以理解其运行的详细过程。该门课程在人才培养方案上的导向为专业基础通识课程，即要求学生在理解这类课程上要广度，而不是深度。作为一所地方性应用型本科高校，应当着重向实验、实践方向转变。

1 电工与电子技术课程概况

电工与电子技术课程作为非电学类专业选修课，其涵盖了电学类几个专业课程的综合，例如：电路分析、模拟电子技术基础、数字电路技术基础、电机学。一般4-5个学期的内容在电工电子这门课程只有64学时的安排，其课程综合难度大，且部分知识点难以讲的细致，学生理解程度较差。学生从电路分析到电机学，再到模拟电子电路和数字电子技术，其中间跨度大。例如：作为15级高分子专业学生而言，其电学知识基本停留在高中物理阶段，所以在线性电路分析、集成运算放大器、数字模拟D/A转换等章节就难以掌和理解。另外在校内实验实践课程中，实验设备一般是高集成度、傻瓜式操作。学生一般都是对照课程实例，然后接线、通电、出结果三步骤结束。学生只是看到现象、而不知道所以然，所以這种教学模式急需大力改革。而解决这种问题的方法是运用EDA软件和专业开放式课程实践相结合，先通过专业仿真软件，学生一步步搭建原理模型图，在仿真出正确的图形后再结合实际元器件组装测试[1]。

2 Tina与现存仿真软件对比

现存的电子大类软件仿真工具有Matlab、Tina、Saber、Orcad、Psim、LTspice、micocap、 protues、 multism 、Pads、EWB、SIMetrix、ADS、ANSYS等。其中适合学生分析电子线路的软件有LTspice 、multism、SIMetrix、Tina。操作相对于Saber、Pads、Cadence、ANSYS等专业级的软件要相对简单，仿真收敛速度快。 Tina仿真软件用于模拟与数字电路的仿真分析和设计研究，分析结果可以很好地展现在图表或虚拟设备中。图表窗口可以插入文字，在模拟电路方面具备基本的直流分析、交流分析、瞬时分析、傅里叶分析、噪声分析、温度扫描、参数扫描、最坏情况及蒙特卡罗统计等功能，还能进行最优化设计、符号仿真、RF仿真等。其图表能够输出绘制零、极点图，频率特性图，相量图，奈奎斯特图等[2] [3]。

3 电工与电子技术课程实例分析

如图1所示，我们选取了通用三极管3904来分析三极管的输出特性曲线，分析如何选取三极管合理的工作点（Q点）。

图2为共射级分压偏置式放大电路，利用信号源、三极管、直流电源、电阻、电容搭建分析平台。在图表中绘出输入电压与输出电压的信号波形，并分析出放大电路的幅频特性和相频特性。

图3为温控积分器的设计原理图，途中分析了OPA364的增益曲线和相位曲线，分析出输入输出信号对比的曲线图，让学生能更直观的理解积分放大器的工作原理。

4 结论

根据文中相应的实例分析，我们可以发现利用Tina仿真软件可以很好地诠释实际应用中的电路实际的运行情况和输出结果，调整相应电路元件参数可以获得不同结果，使学生更加清楚各参数调整后会发生的预期，提高了课堂教学效率。

参考文献：

[1] 孙丽凤， 徐淑华， 宫鹏. “电工与电子技术”教学手段方法探讨[J].电气电子教学学报，2010，32（s2）：78-80.

[2] 谷良.电路仿真软件Tina Pro导读[M].中央广播电视大学出版社，2003.

[3] 陈琨韶. 将虚拟电子实验室引入课堂——浅谈Tina Pro电路仿真软件在放大电路中的应用[J].成才之路，2007（15）：43-44.

【通联编辑：唐一东】