虚拟仿真电子技术(收集5篇)

虚拟仿真电子技术篇1

关键词：虚拟技术EDAVM

中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）08-0042-02

随着计算机技术的快速发展，虚拟技术已发展到相对成熟的阶段，虚拟技术已经广泛深入生活，在教学、科研、卫生、军事等领域均有着十分重要的意义，成为人类生存和社会发展的新环境。

1虚拟技术的概念

虚拟技术是一个很广义的概念，我国著名院士汪成为教授把虚拟技术看作人类认识世界的帮手，认为虚拟技术是“在计算机软硬件及各种传感器（如高性能计算机、图形图像生成系统，以及特制服装、特制手套、特别眼镜等）的支持下生成一个逼真的、三维的，具有一定的视、听、触、嗅等感知能力的环境，使用户在这些软硬件设备的支持下，能以简捷、自然的方法与这一由计算机所生成的‘虚拟’的世界中对象进行交互作用。它是现代高性能计算机系统、人工智能、计算机图形学、人机接口、立体影像、立体声响、测童控制、模拟仿真等技术综合集成的成果。目的是建立起一个更为和谐的人工环境”[1]。

而从工程角度定义的话，虚拟技术可看作为通过使用下列一个或几个概念或方法：硬件和软件分区，分时，部分或全部的硬件仿真、模拟，提供服务质量（QoS）等，把计算机资源分成多个执行环境的系统框架和方法论[2]。

上世纪60年代末期，IBM在其7044机上首次实现虚拟技术（IBMM44/44XProject）[3]。计算机技术的快速发展，使得虚拟技术成为重要的研究手段广泛应用于各学科领域的研究与实践中。随着电子技术与计算机技术交叉、综合的程度越来越高，在以物联网络和嵌入式系统为技术发展方向的现代电子技术中，虚拟技术的应用越来越广泛。

2虚拟技术在电子技术中的应用

电子技术中，虚拟技术的应用可概括为三个方向：一是集成了大量虚拟仪器的软件包的应用，通常称之为EDA（ElectronicDesignAutomation，电子设计自动化）技术；二是虚拟硬件技术，即借助于图形图像、仿真和虚拟现实等一切可用的技术，在计算机上虚拟出一个与实际硬件功能相近，且操作方法和实验现象也相近的虚拟实验环境；三是VM（VirtualMachine，虚拟机）技术的应用，比如VMware虚拟机等。

2.1EDA技术的应用

EDA技术是在20世纪60年代中期从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。利用EDA工具，电子设计师从概念、算法、协议开始设计电子系统，从电路设计、性能分析直到IC版图或PCB版图生成的全过程均可在计算机上自动完成。

作为现代电子系统设计的主导技术，EDA具有两个明显特征：即并行工程（ConcurrentEngineering）设计和自顶向下（Top-down）设计。其基本思想是从系统总体要求出发，分为行为描述（BehaviourDescription）、寄存器传输级（RTL，RegisterTransferLevel）描述、逻辑综合（LogicSynthesis）三个层次，将设计内容逐步细化，最后完成整体设计，与传统设计方法比较，这是一种全新的设计思想与设计理念。

EDA软件包在电子技术的虚拟实验教学方面体现出了巨大的优势，最重要的是由于其提供了种类齐全、功能强大、界面真实、设置方式真实的虚拟仪器，诸如万用表，示波器，频率计，LED显示等，一些软件诸如NI公司的Multisim，还包括有安捷伦示波器，安捷伦万用表，安捷伦信号发生器，泰克示波器等实际产品的虚拟界面，其操作界面和操作方式完全与实际器件一样。这些虚拟仪器的使用，较大程度增加了学生在虚拟实验过程中的真实感。

目前，EDA技术更多地指数字集成电路的设计自动化，模拟电路以及混合电路设计自动化的发展尚不够成熟。尤其是射频电路设计，因为要涉及到复杂的数学理论，导致其分析过程更加复杂，所以尚没有成熟的设计自动化软件。

2.2虚拟硬件技术的应用

虚拟硬件技术在电子技术中的应用，则主要体现为虚拟实验室的建设。虚拟实验室的建设目前主要有纯软件仿真形式、可直接操作远程实验室实验过程的虚拟实验室两种形式。

2.2.1纯软件仿真形式的虚拟实验室

纯软件仿真形式的虚拟实验室是利用仿真软件来模拟实验的全过程，不涉及具体的实验硬件设备，如图1所示。

与单机版的仿真软件相比，这类实验室采用C/S模式，在其服务器上设计并存储进行实验的仿真代码，用户只需在客户端的实验操作界面上操作，即可实时地发送参数信息、接收仿真结果数据。这类虚拟实验室因其实验界面与仿真算法独立，易于设计与实现，方便操作，成为当今虚拟实验室的主流。

2.2.2直接操作远程实验室实验过程的虚拟实验室

这种虚拟实验室是通过客户端操作直接控制远程实验室的实验设备运行，获取真实实验数据，架构如图2所示。

这类实验通常具有视频和音频反馈，使用者通过计算机可以实时地观察实验地运行，也可以调整实验相应的参数，从而远程操控实验室的实验过程。此类实验形式不但有效地利用了有限的实验室资源，而且具有很好的实验效果，成为解决远程教育中实验设备紧缺、实验效果难以保证等问题的一种很好的方法，是目前虚拟实验室研究开发的一个主流方向[4]。

2.3VM技术的应用

VM技术，是指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。

利用VM技术，能够在一台真实的计算机上虚拟出多台计算机，还可以同时运行两个或更多的操作系统，比如运行DOS、各个版本的Windows、各个版本的Linux、BeOS、MacOS等等。虚拟机具有跨平台性，装载在硬件平台上的虚拟机，它和宿主机好像是连接在同一个网络中一样。用户通过虚拟机提供的标准接口访问异构资源，而标准接口的具体实现由各异构资源提供者负责落实，因此用户感觉不到请求资源的异构性。JavaVM和PVM是比较成功的采用虚拟机技术实现跨平台、屏蔽异构性的典型例子[5]。

随着物联网络和嵌入式系统的快速发展，现代电子技术已经进入了物物互联的时代。而在物联网络和嵌入式系统中，无处不存在资源异构的问题，如硬件平台的异构，基础操作系统的异构，数据库的异构，通信网络的异构，以及应用程序的异构等等[5]。

这些异构的问题，使得VM技术被广泛应用于物联网络和嵌入式系统中。它可利用如JVM技术将不同平台、不同接口标准，不同通信网络协议之间的异构性进行屏蔽[5]，使得物物互联成为现实。

在电子技术的应用中，当前应用最为广泛的虚拟机软件主要是VMware公司免费提供给用户的VMwarePlayer，该公司还有VMwareWorkstation等丰富的虚拟化产品[6]。其他还有诸如微软的VirtualBox和VirtualPC，以及由我国自己设计的VMlite，它们都能在Windows系统上虚拟出多个计算机。

3虚拟技术对电子技术发展的重要意义

近几年来，虚拟技术在我国的应用研究和发展都十分迅速，结合虚拟技术在电子技术三个方向的应用，其重要意义可概述为以下几个方面：

第一，虚拟技术给电子技术的工程实践带来了革命性的变革。

传统电子系统的设计方法，主要基于自底向上的设计思想，设计人员必须利用底层功能模块的组装，才能构成较复杂系统的设计，系统调试难度高，设计效率低，设计周期较长。但EDA技术的出现，特别是自顶向下的设计思想，极大的提高了电子系统设计的效率，缩短了设计周期，使得电子设计进入了一个全新的时代。

第二，虚拟技术给电子技术教学带来了革命性的变革。

传统电子技术的教学是理论教学和实验教学分开进行的，由于电子技术的实践性强，人为地把完整的教学过程分离成了两个环节，极大地破坏了教学完整性。而EDA软件或虚拟实验系统，通过计算机把教学内容、实验设备、教师指导、学生操作等有机地融合为一体，还原了一个完整的课堂，提高了教学的有效性。

第三，虚拟技术给电子技术的应用解决了实际问题。

随着物联网和嵌入式系统的发展，传统电子技术的发展受到了很大程度上的制约，一些诸如通信协议异构、数据格式异构等问题，给电子技术设计人员带来了极大的困扰。而虚拟技术的出现，给电子技术解决上述困难提供了最为有利的帮助，使得电子设计人员更为专注电子技术本身的功能实现。

参考文献

[1]迈克尔·海姆.从界面到网络空间——虚拟实在的形而上学[M].上海科技教育出版社，2000.

[2]李学杰.虚拟技术研究和实现[J].电子测量技术，2007.

[3]BELADYL.Astudyofreplacementalgorithmforvirtualstoragecomputers[J].IBMsystemJournal.1966，5（2）：78-101.

[4]潘新民.计算机通信技术[M].北京：电子工业出版社，2002.

虚拟仿真电子技术篇2

关键词：虚拟仿真；电子类实验教学；应用

TP391.9；TN0-4；G642

一、虚拟仿真技术的概念与优势

虚拟仿真技术在电子类实验教学中的应用主要有两种方面：虚拟仪器技术和仿真。最早虚拟仪器这个概念是由美国仪器公司提出的，其主要含义就是“软件就是仪器”通过对应的软件来实现仪器的主要功能。在使用过程中利用LabvIEW编写虚拟的仪器面板，将各种数据信息采集设备和软件的仿真平台搭建出一个不同的仿真系统。仿真则是利用模型进行实验，对电路环境与电路过程中进行模拟，得到真正实验的全过程。虚拟仿真技术的核心内容就是将虚拟与实际结合，从而达到最佳的实验教学效果。同时，在虚拟仿真技术在使用过程中有以下几种优势

（一）节约成本

在传统的教学模式创新中需要不断的增加各种教学仪器设备，增加教学成本，而且要想进行实验只能在实验室进行。虚拟仿真技术的出现更好的解决了这些问题，在教学过程中只需要具备仿真软件计算机就能在任意地点进行实验，方便教师教学。

（二）理论与实际结合，激发学生兴趣

虚拟仿真技术可以将虚拟与实现结合，学生在接受新知识时还锻炼了学生的动手实践能力。将实验教学内容以更直观的形象展现出来，激发学生的学习兴趣，提高学习效率。

（三）实验平台的统一性和可恢复性

在使用虚拟仿真技术时，可以将多门课程实验进行统一，并为学生提供一个设计、原型、科学、的应用平台，这样不会丢失原有的实验信息，还会完成从原型设计到系统部署之前所有工作，从而将虚拟教学内容与实际教学实验的理论、知识更好的结合起来。

（四）教学内容的灵活性与创新性

虚拟仿真技术不同于其他试验箱数量固定的实验内容，在使用其技术时还会根据不同的需求搭建出一个不同的实验电路，让学生更直观的了解教学内容，同时还有利于教师开展一些综合性与设计性的教学实验，从而培养学生的创新能力。

二、虚拟仿真技术在电子类实验教学中的应用

随着电子技术快速发展以及教学内容不断的更新，传统的实验教学模式已经跟不上社会的发展，其中还存在着一些不足，虚拟仿真技术的出现将实验教学进行全新的完善，激发学生的学习兴趣，提高学生学习效率。电子电路课程是电子类专业必修课程，其中包括了：电路分析、模拟器电子技术、数字电子技术。在这三门课程中虚拟电子技术被学生们认为是一个难度最大，理论性较强的的一门课程。一般来讲，虚拟电子技术是与教学理念同步，有时也会落后于教学课堂。在传统的实验教学过程中，学生对实验的电路理论不够了解，对实验中可能出现的问题还没有特别清楚，因此，对于多数学生来说，在实验过程中一旦出现问题找不到任何的突破点，从而降低学习兴趣。在虚拟仿真技术中以二阶段有源低通滤波器为主的教学实验可以帮助学生加深对知识的了解，锻炼学生的动手动脑能力。

（一）二阶有源滤波器的仿真实验

在虚拟仿真技术中，常用的仿真软件有：Multisim、Pspice、Proteus等。在此，本文对Multisim在虚拟仿真技术中的使用以二阶有源滤波器电路进行了仿真。该技术操作简单容易上手，它在使用过程中具有非常多的元器件、虚拟仪器，它的功能强大，在使用过程中还为学生提供专用的万能表、示波器等常用仪表设备，而且还为学生提供了虚拟仿真技术的网络分析仪、频谱分析仪等仪器设备。二阶有源滤波器在教学过程中具有仿真的电路图，只需要在使用时输入信号频率和幅度，就可以通过滤波器的示波器进行观察，并让学生做出总结。同时，在使用时还可以利用波特图测试仪，设定使用频率的反问，保证学生可以更加直观的观看到二阶有源低通滤波器的频率响应线，学生在上课过程中就可以通过幅频特性曲线找到滤波器的频率。这样，学生就可以搭建出一个更为实际的电路，进行实验，从而总结出自己所得结果，并于教师交流。

（二）二阶有源滤波器的实际电路测试

虚拟仿真电子技术篇3

【关键词】Multisim虚拟仿真模拟电子技术电子设计辅助教学

一、引言

模拟电子技术是高等职业院校电类相关专业的一门应用性较强的专业基础课，该课程主要是培养学生在模电方面的基本应用能力，培养其解决、分析与模拟电子技术相关的问题的能力。在以往的教学模式中，理论与实践脱节现象严重，知识点抽象不够直观，学生难以理解吸收，打击了学生学习电子技术的学习积极性。随着计算机仿真技术的发展，在课堂和实践教学中充分利用计算机仿真平台将模拟电子技术中枯燥抽象的理论分析以仿真动画、波形、指示灯等形式直观、生动的表现出来，使模拟电子技术课程的教学内容更加易于吸收。课堂教学不仅仅停留在理论分析，而是与实践紧密结合在一起，丰富了教学内容，帮助学生更好的掌握所学的知识点，激发学生的学习兴趣和自主学习积极性，提高了教学效果。

二、Multisim简介

Multisim是美国NI（NationalInstruments）公司开发的仿真软件，经过多次更新换代，现在已经在使用Multisim11版本。此软件主要是在PC平台上构成一个利用图形操作界面对一个与实际情况非常类似的电路实验进行虚拟仿真的工作台，它几乎能够仿真在实验室内所进行的大部份的电子电路实验，因此在电子电路分析、设计、仿真等项工作中已被广泛地应用，是目前世界上最受欢迎的EDA软件之一，已被广泛应用于国内外的教育界和电子技术界。

三、Multisim在差分放大电路教学中的应用

（一）过程分析

差分放大电路又名差动放大电路，是集成运算放大器中重要的基本单元电路，广泛地应用于多级直接耦合放大电路的输入级，主要用于拟制“温漂”等“零点漂移”现象，这是差分放大电路的突出优点，而往常的教学中该知识点总是较为抽象且难以理解。而利用“Multisim仿真手段”，让学生通过温度扫瞄仪和示波器等仿真仪器对比观察共发射级放大电路、差分放大电路仿真测量和温度扫描仿真分析的结果，可简单、形象地检测放大电路的“温漂”（“零点漂移”）特性。通过调节各元件的参数或调整电路结构，观测即时变化的波形和图表，学生可以轻松对比出传统共射放大实验电路和带恒流源的差分放大电路的在不同温度情况下的性能指标。

（二）模型搭建及电路仿真

1.传统共射放大实验电路的温度扫描分析

在Multisim11仿真平台中，搭建如图1（a）所示共射放大实验电路。单击Multisim11“仿真分析菜单”中的“温度扫描分析”按钮。在弹出的窗口设置栏中将相关参数设置好，如图1（b）所示。单击“仿真”按钮开始仿真，得到如图1（c）所示共发射级放大电路的温扫分析特性曲线图及相关参数值。

通过观测图1（c）的曲线图及所得数值表，可以看出：首先图1（a）所示实验电路的输出电压负温度系数变化现象明显；然后当测试温度从初始值最终上升到110°C时，此时产生的输出电压最大偏差是DVo=（636.1505-567.4128）mV=68.7377mV，变化了大约10.78%。

2.对改进后的差动放大电路进行温度扫描分析

为了增加以上两种电路的对比性，采用了相同的三极管组成的并按单端输出、单端输入接法的有恒流源（输出交流电阻相当于发射极电阻Re）的差分放大实验电路，且信号源、负载等电路参数都相同，如图2（a）所示。在Multisim11仿真平台中新建文件，按图2（a）所示在平台中构建好新的线路，同时对示波器参数调整，最后开启仿真按钮，得到新的测量波形图，如图2（b）所示。通过理论教学可得，在差分放大电路、特别是单端输出接法的差分放大电路中，可以通过增大发射极电阻Re的阻值，来达到有效抑制任一边电路的温漂，并使得共模抑制比提高。

所以这种以工作在放大内的三极管所组成的恒流源来代替差分电路中的射极电阻Re和集电极电阻Rc的手段在各类集成运放电路中被广泛运用。既使得射极电阻Re的增大了阻值，使集成电路中难以得到大电阻及高电压的问题得到克服，又能够将KCMR（共模抑制比）增加了1~2个级别。

再次进行温度分析扫描。在弹出的窗口对话栏中设置线性的扫描方式；将扫描点数设为两点；设置好分析的起点温度26°C；以及终点温度110°C；调整好瞬态分析类型；然后调节起始点时间值为0Sec，终点时间值改为0.001Sec，也就是信号周期；接着在“输出”项目中将待分析的输出节点设置为节点V；单击仿真开始按钮，随即得到如图3所示此改进电路的温度分析扫描特性曲线图及所得参数值。从图3所示的温度分析扫描特性曲线图及参数列表中可以观测到，当温度从起点26°C上升到终点110°C时，图2（a）所示带恒流源的差分放大电路节点V[6]产生的输出电压最大偏差为：DVo=（5.5103-5.47144）V=0.03886V高温110°C时的输出电压最大值比低温26°C时的输出电压最大值仅仅降低了约0.71%。

3.对比、剖析、讨论

由图1所示共射放大电路的温度扫描仿真分析及图2所示差分放大电路的仿真测量和图4所示温度扫描仿真分析的结果可知：

（1）Multisim的温度分析扫描能够非常直观地检测放大电路的零点漂移特性。

（2）单端输出接法的差动放大电路的KCMR较双端输出接法的差动放大电路要低；双端输出接法的差动放大电路的电压放大倍数是相应单端输出接法的差动放大电路的电压放大倍数的两倍。

（3）无论是普通放大电路还是差动放大电路，其输出电压都是按负温度系数规律变化的。

四、结论

通过运用Multisim仿真平台，帮助我们缓解了因资金不足导致设备耗材等受限这些因素的限制，使得许多不能进行实物讲解的实验得以通过仿真直观再现，还可进行各种目的不同的训练，使学生的自主分析、设计和应用能力得到培养，高效且低成本。在模电教学过程中，使用Multisim仿真对抽象的理论教学起到了推波助澜的作用，使模电课程的理论与实践完美融合在一起，极大的丰富模拟电子技术的教学内容，并在后继课程的中也有很好的延伸性。

参考文献：

虚拟仿真电子技术篇4

关键词：Multisim仿真模拟电子技术实验教学

中图分类号：TN710.2；TP391.9文献标志码：A文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

1EDA仿真软件简介

电子信息类课程常用的教学软件主要有Multisim、AltiumDesigner、Proteus、LabVIEW和Matlab等，其中AltiumDesigner主要用于电路板的设计，Proteus常用于单片机课程的仿真教学，LabVIEW主要用于虚拟仪器原理及仿真，Matlab侧重于算法开发和数据分析仿真，而Multisim则更加适用于电子电路的设计与仿真[1]。Multisim它将电路原理图、功能测试和仿真结果汇集到一个电路窗口，结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证，其电路设计、参数测量和波形显示等过程更加接近真实的电子实验室场景，同时具有界面直观、元器件种类多、仪器仪表齐全、参数修改方便、分析方法多样和实时交互仿真等优点，被称为虚拟的电子实验室[2]。

下面以美国国家仪器有限公司研发的最新版本电路模拟仿真软件NIMultisim13为例，通过对单管共射放大电路的仿真分析，阐述EDA仿真软件在模拟电子技术教学中的应用[3]。

2EDA仿真在模拟电子技术教学中的应用

在Multisim仿真软件电路窗口搭建如如图1所示单管共射放大电路，其输入输出仿真波形如图2所示[4]。从图中可以看出放大电路输入信号和输出信号波形反相，说明共射极放大电路反相放大。

2.1直流工作点仿真测试

测量放大器的直流工作点，应在的情况下进行，即将放大器输入端与地短接。直流工作点是否合适对放大器的性能和输出波形都有很大的影响，如工作点偏高，输出信号易产生饱和失真（削底），偏低则易产生截止失真（缩顶）。改变电路参数、、都会引起静态工作点的变化，通常多采用调节偏置电阻（电路中可调电阻）的方法来改变直流工作点。如需满足输出较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。

在Multisim13仿真软件中可以直接选择菜单命令“仿真分析直流工作点分析”运行，电路直流工作点分析结果如图3所示。图中即为，即为，即为，根据设置的变量不同还可以仿真出其它的电压、电流参数。

2.2电压放大倍数仿真测试

调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压，在输出电压不失真的情况下，用万用表测出放大器的输入电压和输出电压（带负载，即开关闭合），仿真结果如图4所示。

根据仿真结果可以计算出放大器的放大倍数为

2.3输入电阻仿真测试

为了测量放大器的输入电阻，在放大器正常工作的情况下，用万用表测量信号源电压如图5所示，在仿真测量时应注意，由于电阻两端没有电路公共端接地点，所以测量两端电压必须分别测出和，然后用求得的值。根据输入电阻的定义可求得放大器的输入电阻

2.4输出电阻仿真测试

在放大器正常工作条件下，必须保持接入前后输入信号的大小不变，测量输出端不接负载的空载输出电压（即开关打开），如图6所示，根据输出电阻的定义可求得放大器的输出电阻

2.5频率特性仿真测试

放大器的频率特性是指放大器的电压放大倍数与输入信号频率之间的关系曲线。为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的倍，即所对应的频率分别称为下限频率和上限频率，则通频带。运用Multisim仿真测量的单管共射放大电路频率特性曲线如图7所示。

3结语

利用Multisim13仿真软件应用于模拟电子技术课程教学，首先使用仿真软件中自带的丰富的元器件模型进行电路原理图设计和搭建，再利用其提供的各种虚拟仪器仪表对搭建的电路进行测试和仿真分析。虚拟Multisim仿真平台，如同置身于实验室情境，实现一机多用，解决了空间和时间的问题，弥补实验空间与设备的不足[5]。既可以把理论知识融入实验仿真整个过程，加深对理论知识的理解，又可以调动学生学习的积极性，增强动手实践能力、自主学习能力和问题探索的能力，从而更好地提高课堂教学效率，提升教学质量。

参考文献

[1]曾志伟，卫黄河，杨文韬.关于《模拟电子技术基础》课程中仿真软件应用的几点思考[J].六盘水师范学院学报，2012，27（1）：86-88.

[2]程秀英，侯卫周.基于Multisim的高频电子线路同步检波器的设计与仿真分析[J].实验技术与管理，2015，32（7）：116-119.

[3]周红锋.单管共射放大电路的教学探讨与思考[J].牡丹江大学学报，2014，23（7）：177-179.

虚拟仿真电子技术篇5

关键词：仿真EWBV5.12MULTISIM10虚拟实验室

中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）11-0213-02

提到贝尔实验室，相信所有学工科的人都会听说过。第一个电话是从贝尔实验室打出的。结型晶体管是由肖克利博士在贝尔实验室研制成功的，此类消息不胜枚举。自1925年以来，贝尔实验室共获得两万五千多项专利。现在，平均每个工作日获得三项专利。所有这些业绩的取得充分说明了一个问题：实验室是发明创新的诞生地，实验室的作用绝对不可低估。高等院校的实验室是开设实验、开展科学研究、培育创新能力、提高综合素质的重要基地；是孵化高水平研究成果、服务经济建设的主要场所。高校的实验室是培养创新精神和实践动手能力最直接、最关键一环，其优势在于使实验人员把所学的理论和实践相结合.着力培养其创新精神和知识运用能力。它既有知识传承，又有动手实践。既遵循人的认知规律，又让他们在科学实验中亲身发现和认识科学理论，并检验所学理论知识。在当今数字化、信息化时代，如果不动手、不会动手，将一事无成。而敢动手、会动手的实践能力，正是在实验室中培养出来的[1]。实验室是隐性知识储量最多、资源最丰富和集中的部门，也是能够代表和反映学校科研水平、学术水平的重要部门[2]。从高校隐性知识的概念出发，高校实验室的建设对于提升高校的核心竞争力和声誉无疑具有重要的现实意义。

尽管近年来国家不断投入资金到实验室建设，但是我们应当清醒的看到现阶段我国实验室建设从整体上看依然是低水平的、不全面的、不均衡的。实验的普及程度依然不高，面临的任务十分艰巨。这个问题的解决是一个漫长的过程。这个问题能否通过软件仿真来解决呢？

这是一个仿真软件满天飞的时代，几乎各个领域都有自己的仿真软件，比如电工电子类的有EWBV5.12，MULTISIM10，化工类的有ChemLab。这些仿真软件只所以能存在，一方面在于这些软件本身就是各领域的专家跟程序员或者一些软件公司合作的结果，有一定的可信度。另一方面在于仿真有它的积极意义。比如对于一些危险大、费用高、耗时长的实验，在计算机上“做实验”是一种十分理想的方法。所以仿真软件得到大家的认可和使用。它能为实验人员的学习创造一种自主、开放式的氛围，为实验人员搭建现代化设计技术的平台，从而更容易激发实验者的技术创新欲望，大力开发其手和脑的潜能，进一步培养其综合分析问题的能力和开发创新的能力[3]。但是仿真并不是万能的。值得大家注意的是这样一个事实：仿真软件也是一个软件，当一个软件做得比较大的时候就不可避免的出现这样或者那样的Bug。举个有目共睹的例子：微软作为著名的操作系统厂商，不也经常操作系统的补丁吗？所以当仿真的结果与理论不符，或者仿真的结果与实践不符的时候，就需要考虑一下到底是理论有问题还是仿真软件本身的问题。关于仿真软件本身不完备这个问题，《浅谈电工电子学仿真软件弊端》一文以电工学仿真软件EWBV5.12，MULTISIM10为例给出了详细说明[4]。仿真的时候之所以会出现这样或者那样的问题，原因之一就在于，非线性仿真模型的参数不论怎么设置都不可能跟真实的器件完全吻合。比如说，在基本共射放大电路中当温度变化时晶体管的电流放大倍数会发生变化，即便在电路结构上采取了抵制温漂的措施，电路的放大仍然会出现失真，这一点在仿真上是不容易观察到的。

在上面的程序中每隔4us灯的状态就会翻转一次。在仿真的过程中会明显看到发光二极管一亮一灭。但是在使用单片机开发板来测试的时候看到发光二极管是一直亮着的，原因就在于人眼的视觉暂留特性。所以当需要点亮一个发光二极管的时候是不需要一直给它供电的。这也是用发光二极管作为电器设备工作状态指示灯的原因。在这一点上仿真结果与实践不相符合的。所以用仿真来检验设计工作的正确与否也只是某种程度上的检测。一种设计是否正确，归根结底还是要靠实验来检验。

除了上述用仿真软件来代替实验的，还有另外一种情况：利用某些软件编程创建虚拟实验室来代替真实的实验室。基于上述思想的有以下种情况：（1）：采用电子工作台（EWB）和计算机网络来实现虚拟电工技术实验室，完成电工技术仿真实验。应用组件技术、编程语言VB和Access数据库构建了实验室管理系统[5]。采用这种方式建立的虚拟实验室底层仍然是EWB，只要EWB软件存在不足，仿真的效果就不会好，不幸的是EWB仿真的效果是不尽人意的。（2）在LABVlEW基础上，利用SSH架构搭建远程虚拟实验室。在实验过程中，只需通过访问WEB服务器来做相关实验[6]。用户可用数据采集卡采集数据，然后将数据发到远程服务器上的虚拟仪器，通过网络下载处理的结果。这种利用LABVIEW来制作虚拟仪器的方法是可行的，而且是值得大力推广的，它为虚拟实验指明了方向，而且比时下流行的电工电子学仿真软件前进了一步，不足之处就在于它只提供仪器，不提供元器件。（3）以计算机网络为核心，将虚拟仪器通过网络连接起来，以实现数据采集，分析，远程操作[7]。如果实验者能通过网络操作硬件的话，比如说修改一下电路的接线。如果能做到这一点的话，这种方法无疑有着巨大的开发价值。（4）使用虚拟现实技术创建虚拟实验室[8]。虚拟现实技术有高度的沉浸感可信度和交互性。它的目标就是要让使用者相信，他或她正处在计算机所生成的环境中，而不是一个外部观察者。虚拟现实技术实现的各种虚拟实验环境，使得实验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目。以这种方式来开展虚拟实验的前景最诱人的，当然了它前面要走的路可能也是最长的。

综上：高校实验室的建设是一个漫长的过程，其发展可能不会一帆风顺，随着计算机技术和网络技术及虚拟现实技术的发展，实验室的建设可能会发生质的变化，尽管前面要走的路可能会很长。

参考文献

[1]关于构建高校实验室开放共享平台体系的研究，《中国轻工教育》，王帆，刘雁红，原凤英，张千千，张炜，2010.3.

[2]浅谈高校实验室成为隐性知识的转化与传播，《实验室科学》，高智琛，第15卷第6期，2012年12月.

[3]电子仿真软件在教学中运用的意义，《安徽电子信息职业技术学院学报》，曹光跃，2006年第2期，第5卷2006年4月.

[4]浅谈电工电子学仿真软件弊端，《数字技术与应用》，郭维家，李书杰，高赫鑫，赵伟，第10期，2013年10月.

[5]基于网络和EWB技术开发电工学仿真实验室，2011AcademicandTeachingSeminaronElectronicInformationSciencesofHigherVocationalEducation（2011SEHVE），覃如贤，2011.

[6]LabVIEW下远程虚拟实验室的研究与实现，《太原理工大学学报》，李海芳，张民，陈俊杰，陈文彬，第41卷第2期，2010年3月.