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电路设计软件 Altium Designer 在中职电子技术课程 教学中的 应用
摘要： Protel 系列是进入到我国最早的电子设计自动化软件，它的最新版本 Altium Designer 作为新一代的板卡级设计软件，拥有独一无二的 DXP 技术集成平 台，具备强大的电子设计功能。将 Altium Designer 的仿真技术应用于电子技术教 学中，可以大大增强教学效果。
关键词： Altium Designer；仿真；电子技术

1.电子技术教学的现状
电子技术课程是理工科专业的基础课程。本课程的教学目的是使学生能够初步掌握基本 控制电路和模拟、数字电路等方面的基础知识。同时它又起着承前启后的作用，为后续课程 的学习奠定基础。该课程的内容繁多、涉及面广，概念抽象且不易理解，学生在有限的时间 内很难从理论上深入理解。因此，实验乃是本课程教学中的一个重要环节。通过实验，学生 可以直观的看到现象，对知识的接受可以从“被动”转为“主动”，从“怀疑”转为“信服”甚至从 “接受”转为“改变”。这样不仅大大提高了学习效率，同时也增强了学生的动手实践能力和创 造力。
2.仿真技术的引入
然而要兴建一个设备齐全的电子实验室需要相当大的投资，何况电子技术课程开课率之 高，要满足全部学生的需要，一两个实验室是不够的。随着学校招生规模不断扩大，受场地、 经费等限制，实验室的数量和仪器设备与教学需求的矛盾日益显著。随着计算机技术的飞速 发展，仿真技术被引入到实验教学中来。计算机仿真实验软件提供了高指标的虚拟仪器和充 足的虚拟元器件资源，学生只需要使用鼠标或键盘就可以搭建具有实物功能的电路，对电路 进行测试分析，既可以大大节省购置元器件和仪器设备的经费，又可以避免学生在搭建实物 电路过程中由于误操作而产生的设备故障等安全问题。 [1]Protel 系列是进入到我国最早的电 子设计自动化软件，一直以易学易用而深受广大电子设计者的喜爱，因此在高校及企业中广 为应用。它的最新版本 Altium Designer 作为新一代的板卡级设计软件，其独一无二的 DXP 技 术集成平台为设计系统提供了所有工具和编辑器的兼容环境。它的仿真功能也是比较强大的， 可以对各种不同的电路进行分析和设计，因此可以作为电子技术教学的辅助手段。
3.基于 A ltium D esigner 的仿真实验
电子技术教学中涉及到的内容相当广泛，其中绝大部分内容的电路可以用Altium Designer 进行电路仿真，如半导体二极管中的整流与滤波、三极管的小信号放大电路、静态 工作点的稳定、集成运放中的典型放大、比较、积分、振荡、信号发生等电路，数字电路中 的组合逻辑电路、时序逻辑电路等。 [2]用 Altium Designer 软件进行仿真实验，首先要调用仿 真元件库中需要的元件绘制原理图，如果仿真元件库中没有所用的元件，必须事先建立其仿 真库文件，并添加仿真模型。然后添加激励源，在原理图需要观察波形的地方放置网络标号， 且电路中必须有参考接地点并放置接地符号。其次设置仿真器参数。 Altium Designer 提供了 11 种仿真方式，包括静态工作点分析、瞬态特性分析、直流扫描分析、交流小信号分析、噪 声分析、零-极点分析、传输函数分析、温度扫描、参数扫描、蒙特卡罗分析、高级仿真选项 设置。最后运行电路仿真并分析仿真结果。 [3]

本文以单级阻容耦合放大电路为例，介绍基于 Altium Designer 的仿真技术在电子技术教 学中的应用。绘制仿真原理图如图 1 所示。本次实验的目的：第一：学会调整、观察电路的 工作状态。通过调整基极偏置电阻，观察输出波形是否失真。第二：掌握测量电压放大倍数， 通过观察输入、输出波形的幅值，计算电压放大倍数。在理论课中已经对该单级阻容耦合放 大电路的相关知识进行讲解后，让学生通过实验的方式更直观的接受现象，这样可以达到更 好的教学效果。运用 Altium Designer 进行仿真实验，减少了购置仪器及元器件的成本，也方 便了学生在实验中改变元器件的参数。学习兴趣较浓的学生不仅可以按照老师的要求设置参 数，还可以拓展思路，按自己的设想设置，通过自己的实验现象解答脑子里的“为什么”，进 一步提高了学生学习的主动性，增强了动手能力和分析解决问题的能力。这种教学方法的设 计打破了理论课与实践课的界限，使知识目标和技能素质目标在教学过程中得以实现。 [4] 电 子技术是理论性极强的课程，要想在教学中讲授得清楚，在学习中理解得透彻，均离不开实 验。基于仿真技术的虚拟实验在教学中的应用是必然的趋势。
4.结束语
电路仿真软件除了 Altium Designer 外还有 Proteus、 Multisim、 LabVIEW 等，其他三种软 件的仿真功能也相当突出，但 AltiumDesigner 对仿真验证后的电路图可直接进行 PCB 板自动 布线。因此该软件除了在教学中可以得到充分运用外，也可以在学生毕业设计及企业工程开 发中发挥强大的作用。
参考文献：
[1]郑富龙.仿真实验与传统实验的教学探索[J].实验室研究与探索， 2005， 24 (9)： 84- 86.
[2]承浩.Altium Designer 在电工电子教学中的虚拟仿真应用于研究[J].沙洲职业工学院学 报， 2009， 12 (3)： 28-31
[3]周冰，李田，胡仁喜.Altium Designer Summer 09 从入门到精通[M].北京：机械工业出 版社， 2011.
[4]晋顺.项目驱动的开放式实训教学体系的探索与实施[J].武汉船舶职业技术学院学报， 2008，(4)： 94-97.