电工电子实验中虚拟技术的应用方法

　随着现代信息化技术的深入发展，虚拟仿真技术开始逐步进入到人们的视野，并被应用到各个不同的领域和行业中。
而虚拟仿真技术之所以受到人们的追捧，最为根本的原因在于其便捷性、安全性和低成本。通过虚拟仿真技术，可以节约传统物理实验的成本，同时缩短实验开发的周期。将虚拟技术应用到电工电子试验中，不仅可以直观的将电路展现出来，还可以及时对电路设计进行调整。对此，本文则以虚拟技术的发展作为切入点，就虚拟技术在电工电子中的应用进行深入探讨。
1、虚拟技术的发展历程
总结虚拟技术的发展历程，大致可以被划分为以下几个不同的阶段：第一个阶段是在19世纪的60年代，虚拟技术的思想开始出现，并被人们开始接受。如德国计算机专家M.W.Krueger开始尝试开发VIDEOPLACE系统，第一次通过该系统构建了一个虚拟环境。此后，随着虚拟技术的发展，关于虚拟技术的相关理论和技术开始初步形成，并在90年代开始进入到实际的应用阶段，并逐步形成了多种虚拟仿真技术。这些虚拟仿真技术大致可以分为两类：①从硬件角度开发，如虚拟仪器等。同时，针对虚拟仪器，也开发出很多基于虚拟仪器的电子电工实验平台；②从软件角度开发，如MATLAB/Multisim仿真软件。通过软件对电路进行设计，从而验证上电路设计的有效性。除验证电路设计以外，还通过Multisim软件检验电子控制的策略，由此进一步的提高了设计的有效性。
2、Multisim软件简述
对虚拟技术在电工电子实验中的应用来讲，Multisim软件是非常常见的一种软件。Multisim软件，通常被认为是ElectronicsWorkbench的升级版。作为当前应用最为广泛的一种仿真软件，被大量的应用在电路设计方面，而其根本的原因是其拥有强大的仿真功能。通过Multisim软件，其不仅可以提供上千种的电路元器件，同时还可以提供电路设计中涉及到的虚拟仪器，如万用表、示波器、信号发生器等等。这些虚拟元件与实际的元件具有很大的相似性，以此极大的简便了设计开发的难度。
从操作方面来讲，借助Multisim软件的相关功能，通过对电路的仿真模拟，可对电路进行全面测试。在电路设计类型方面，可以涵盖不同的类型，如射频电路、接口电路、数字电路等等。在设计中，设计者可以将软件中提供的虚拟元器件连接，从而形成一个完整的、所需的电路，。而在电路设计完成以后，还可以对电路的参数进行及时的修改和调整。由此，从这个角度来讲，开发者可以对电路中器件的性能进行调试，找到电路最佳性能的器件。通过这种设计，则让开发者可以在短时间之内完成设计，而排除了传统设计中对不同器件进行计算和不同器件调试的满发，并由于其简单姐直观的特点，成为当前开发中应用的重点。
3、电工电子试验中Multisim软件的应用
3.1Multisim软件在电路仿真绘制中的应用
对Multisim软件来讲，无论是企业电子产品开发，还是在电工电子实验教学上，Multisim都具有很高的用途。以电工电子教学为例，通过Multisim软件在虚拟仿真方面的优势，可绘制不同的电路图，并在绘制后，通过设计不同的参数，从而对电路进行测试。通过调试合格后，就可以将上述仿真的电路应用到具体的电路中。而通过虚拟仿真软件，还可以观察电路运行的状况，并将虚拟仿真电路运行的效果与实物电路运行的结果对比，以此更好对实物电路进行修正。以方波和三角波电路设计实验为例，通过对不同器件、仪表等的选取，并通过电路连线，可以得到如图1所示的虚拟仿真电路图。
通过上述的设计，可得到一个完整的电路。但是在实际的应用中，Multisim中涉及到的元器件大部分都是处在理想的状态下，所以势必会造成仿真和实际之间存在一定的误差。但只要这个误差在可接受的范围内，那么该实验则为有效的实验，可以对现实中的电路运行情况进行反映。通过这种仿真和实物电路之间的结果，可大大提高开发的效率，缩短开发的周期。应用到教学中，则可以极大的激发学生对电路设计的兴趣，并更加直观的加强其对知识的应用。
3.2电子电工实验的动态观测
对Multisim软件来讲，其另外一个非常重要的作用就是可以动态对电路进行观测。如对于流水灯实验电路为例，通过Multisim软件对电路的设计，可以对一个系统中的不同电路进行轮流的显示。如根据设计的要求，在对流水灯电路的设计中，需用到计数器、LM555、二极管显示器、译码器等器件。其中，计数器的主要作用是通过连接，从而形成一个二进制的计数方式，然后通过指示灯对其计数进行检测。此后，通过指示灯，将其接入到制定的地址控制端，使该端口处在使能的状态。同时，在输出端方面，让二极管与LED连接，以此就可以通过二进制计数的方式，实现对不同电路LED灯的显示。同时，当LED等被点亮后，译码器会处在低电平状态。如果其连接的二极管亮起来，那么客户以说明该电路设计为有效电路。
4、结束语
总之，随着现代信息技术的发展，虚拟技术将被广泛的应用在电子产品开发和电工电子实验教学中，从而通过这种虚实结合的方式，极大的提升开发和教学的效果，以此更好的设计市场所需要的产品。而对学生来讲，则可以极大的提升其学习的积极性，并加强对理论知识的应用，提高电工电子开发的实践技能。