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摘要：对电子技术实验教学出现的问题进行分析，并对Proteus仿真软件进行简单介绍，提出Proteus仿真软件用于电子技术实验的观点，并举例说明此软件在电子技术实验中的应用。
关键词：Proteus；虚拟仿真；电子技术
中图分类号：TN7 文献标识码：A 文章编号：1671-7597(2010)1210154-02
0、引 言
电子线路基础是一门重要的专业基础课，也是从事通信，电子等相关领域研究开发人员必须了解的基础知识。通过本课程的学习，学生不仅可以掌握电子线路的基本理论、基本概念和基本分析方法，为后续专业课程的学习打下良好的基础，而且可以应用本课程知识独立分析、解决实际的工程技术问题。但本课程实践性、专业性、综合性强，对学生基础知识结构要求高，在教学过程中，必须配以相应的实验以加深学生的理解，大多数采用面包板或现成的试验箱，这种传统的试验方式受实验室条件的限制，在给学生开设一些扩展型、设计性以及综合型实验时将会遇到困难，不利于学生的自主发挥，特别是新器件、新设备价格昂会，对适应现代教育的设施更新受到限制，因此突破传统的电子技术课程实验教学方法，进行相关现代化教学条件进行实验教学改革势在必然。
随着计算机的普及应用，计算机仿真技术的产生发展，给教育教学提供了前所未有的现代化教学条件，Proteus作为优秀的仿真软件，其在教学实验中将发挥重大作用，利用此仿真软件在创建实验电路时，元器件和测试仪器均可以直接从屏幕图形中选中，而且软件中的测试仪器图形与实物基本相似，不仅可以弥补实验仪器、元器件短缺以及规格不符合等因素，节约实验成本，还能利用软件中提供的各种分析工具，帮助学生更好的掌握教学内容，加深对概念、原理的理解、熟悉电子仪器测量方法，和提高学生的创新能力发挥重要作用。
1、Proteus仿真软件简介
Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①带有丰富的元器件库，具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、12C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；②支持主流单片机系统的仿真。⑧采用直观的图形界面创建电路，可在计算机屏幕上模拟仿真实验室的工作台，绘制电路图需要的元件及其虚拟调试工具，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。提供软件调试功能。④具有强大的原理图和PCB图绘制功能。总之，该软件是一款集数字电路、模拟电路、单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大，为电子技术基础课程仿真教学提供有力的支持。
2、用Proteus进行虚拟实验的方法
构建电路原理图和虚拟测试仪器放置：
1)根据实验内容从元件库选择元件放到工作区；
2)将工作区中的元件按照电路布局进行放置，用导线将各元件连接好，并设置各元件参数；
3)在电路中需要观测的节点连接对应电压表、电流表和示波器、信号发生器等观测虚拟器件；
4)输入端设置好输入信号源，点击“运行”按钮后，就可以从电压表、电流表上读的被测电路中被测数据，以及从示波器观察输出信号等。
3、Proteus在电子技术基础实验教学改革中的应用举例
共集电极放大电路(射极跟随器)在模拟电子电路中较为常见，但用传统的方法讲授、观测该电路的响应过程比较抽象、复杂，使用Proteus虚拟软件进行仿真分析，就可以很方便地研究其动态工作点、测量动态参数、观察输入、输出波形。如图1所示，为射极跟随器实验电路。
3.1 静态工作点的测试
先进行静态工作点调试，按图1将输入信号调整为1KHz正弦波信号，点击仿真运行按钮，反复调整基极偏置电阻和输入信号电压幅度，观察虚拟示波器波形，使输出波形最大不失真，然后去掉信号源将对应节点连接好电压表和电流表，点击仿真软件Virtual Instruments Mode按钮后进入虚拟仪器选择方式，在出现的对应栏里分别点击Dc VOLTMETER和DC AMMETER，分别点击工作区即将对应测量表放好然后调整位置后连如对应电路如图2所示：读取该电路静态工作点测量值如表1：
3.2 动态参数测量
动态参数即为电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等参数，测量时运行仿真，把信号发生器的频率调为1kHz，相关测量点接入交流电压表，调节信号发生器的幅度值使电路的输入电压为2V，如图3所示，测得信号发生器的电压有效值为2.02V，输出电压有效值为1.99V。即可算出个动态参数。
1)电压放大倍数
Av＝Uo/Ui＝1.99/2，00＝0.995，Avs＝Uo/Us＝1.99/2.02＝0.958
2)输入电阻
Ri＝(ui/(us-Ui))Rs＝(2.02/(2.02-2.0))×2＝200kΩ
3)输出电阻测量
保持输入信号不变，空载和接负载时分别测得输出电压如图3和图4所示
Ro＝((uo-Uo)/uo)RL＝((1.99-1.97)/1.97)×2.7＝27.4Ω
3.3 观察输入输出波形
在输入端加上是输出不失真的合适输入电压，是输出空载，把输入、输出分别接到虚拟示波器的A、B通道，调节示波器的扫描旋钮和A，B通道的垂直位移及增益旋钮，保持两通道的增益一致，垂直位移稍有不同即可观察两波形情况如图5所示，以验证跟随器名称的由来。
4、结 语
以上实例证明，采用Proteus进行电子技术虚拟仿真实验非常直观方便，结果精准，能过引起学生的学习兴趣，节约教学了资源，同时为学生综合性，创造性实验提供了友好的平台，同时也将为理实一体化教学友好平台，并为其他电子类课程教学实验具有一定的启发作用。
关键词：Proteus；虚拟仿真；电子技术
中图分类号：TN7 文献标识码：A 文章编号：1671-7597(2010)1210154-02
0、引 言
电子线路基础是一门重要的专业基础课，也是从事通信，电子等相关领域研究开发人员必须了解的基础知识。通过本课程的学习，学生不仅可以掌握电子线路的基本理论、基本概念和基本分析方法，为后续专业课程的学习打下良好的基础，而且可以应用本课程知识独立分析、解决实际的工程技术问题。但本课程实践性、专业性、综合性强，对学生基础知识结构要求高，在教学过程中，必须配以相应的实验以加深学生的理解，大多数采用面包板或现成的试验箱，这种传统的试验方式受实验室条件的限制，在给学生开设一些扩展型、设计性以及综合型实验时将会遇到困难，不利于学生的自主发挥，特别是新器件、新设备价格昂会，对适应现代教育的设施更新受到限制，因此突破传统的电子技术课程实验教学方法，进行相关现代化教学条件进行实验教学改革势在必然。
随着计算机的普及应用，计算机仿真技术的产生发展，给教育教学提供了前所未有的现代化教学条件，Proteus作为优秀的仿真软件，其在教学实验中将发挥重大作用，利用此仿真软件在创建实验电路时，元器件和测试仪器均可以直接从屏幕图形中选中，而且软件中的测试仪器图形与实物基本相似，不仅可以弥补实验仪器、元器件短缺以及规格不符合等因素，节约实验成本，还能利用软件中提供的各种分析工具，帮助学生更好的掌握教学内容，加深对概念、原理的理解、熟悉电子仪器测量方法，和提高学生的创新能力发挥重要作用。
1、Proteus仿真软件简介
Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①带有丰富的元器件库，具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、12C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；②支持主流单片机系统的仿真。⑧采用直观的图形界面创建电路，可在计算机屏幕上模拟仿真实验室的工作台，绘制电路图需要的元件及其虚拟调试工具，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。提供软件调试功能。④具有强大的原理图和PCB图绘制功能。总之，该软件是一款集数字电路、模拟电路、单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大，为电子技术基础课程仿真教学提供有力的支持。
2、用Proteus进行虚拟实验的方法
构建电路原理图和虚拟测试仪器放置：
1)根据实验内容从元件库选择元件放到工作区；
2)将工作区中的元件按照电路布局进行放置，用导线将各元件连接好，并设置各元件参数；
3)在电路中需要观测的节点连接对应电压表、电流表和示波器、信号发生器等观测虚拟器件；
4)输入端设置好输入信号源，点击“运行”按钮后，就可以从电压表、电流表上读的被测电路中被测数据，以及从示波器观察输出信号等。
3、Proteus在电子技术基础实验教学改革中的应用举例
共集电极放大电路(射极跟随器)在模拟电子电路中较为常见，但用传统的方法讲授、观测该电路的响应过程比较抽象、复杂，使用Proteus虚拟软件进行仿真分析，就可以很方便地研究其动态工作点、测量动态参数、观察输入、输出波形。如图1所示，为射极跟随器实验电路。
3.1 静态工作点的测试
先进行静态工作点调试，按图1将输入信号调整为1KHz正弦波信号，点击仿真运行按钮，反复调整基极偏置电阻和输入信号电压幅度，观察虚拟示波器波形，使输出波形最大不失真，然后去掉信号源将对应节点连接好电压表和电流表，点击仿真软件Virtual Instruments Mode按钮后进入虚拟仪器选择方式，在出现的对应栏里分别点击Dc VOLTMETER和DC AMMETER，分别点击工作区即将对应测量表放好然后调整位置后连如对应电路如图2所示：读取该电路静态工作点测量值如表1：
3.2 动态参数测量
动态参数即为电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等参数，测量时运行仿真，把信号发生器的频率调为1kHz，相关测量点接入交流电压表，调节信号发生器的幅度值使电路的输入电压为2V，如图3所示，测得信号发生器的电压有效值为2.02V，输出电压有效值为1.99V。即可算出个动态参数。
1)电压放大倍数
Av＝Uo/Ui＝1.99/2，00＝0.995，Avs＝Uo/Us＝1.99/2.02＝0.958
2)输入电阻
Ri＝(ui/(us-Ui))Rs＝(2.02/(2.02-2.0))×2＝200kΩ
3)输出电阻测量
保持输入信号不变，空载和接负载时分别测得输出电压如图3和图4所示
Ro＝((uo-Uo)/uo)RL＝((1.99-1.97)/1.97)×2.7＝27.4Ω
3.3 观察输入输出波形
在输入端加上是输出不失真的合适输入电压，是输出空载，把输入、输出分别接到虚拟示波器的A、B通道，调节示波器的扫描旋钮和A，B通道的垂直位移及增益旋钮，保持两通道的增益一致，垂直位移稍有不同即可观察两波形情况如图5所示，以验证跟随器名称的由来。
4、结 语
以上实例证明，采用Proteus进行电子技术虚拟仿真实验非常直观方便，结果精准，能过引起学生的学习兴趣，节约教学了资源，同时为学生综合性，创造性实验提供了友好的平台，同时也将为理实一体化教学友好平台，并为其他电子类课程教学实验具有一定的启发作用。