ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ELECTRONICS WORKBENCH ПРИ ИЗУЧЕНИИ ЭЛЕКТРО—ТЕХНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН В НЕИНЖЕНЕРНЫХ ВУЗАХ
Цвелая И. А., Омский ГПУ, г. Омск
В работе рассмотрены возможности использования инженерных систем компьютерного моделирования при изучении электро—технических дисциплин в неинженерных ВУЗ—ах. На примере программы Electronics Workbench показаны преимущества систем, использующих концепцию “виртуальных” измерительных приборов.
При изучении курса общих технических дисциплин в неинженерных ВУЗ—ах, как правило, используются традиционные методы проведения лабораторных работ с применением различных аппаратно—технические средств: электро—измерительные приборы (вольтметры, осциллографы и т.п.), специальные лабораторные стенды. Была поставлена задача добиться интенсификации и повышения качества учебного процесса за счет сокращения времени на подготовительные операции, зачастую занимающие основную массу времени. Анализ возможностей использования компьютерных программ для достижения данной цели привел к выводу о возможности использования инженерных систем проектирования и анализа электронных схем, получивших в последнее время широкое распространение. Такие системы обладают стандартным, интуитивно—понятным интерфейсом, требуют минимум времени для их освоения. Кроме того, в отличии от специально разработанных учебных программ, такие программы обладают более обширными возможностями, приучают студентов к самостоятельной работе и позволяют им не только получить представление о современных средствах разработки электронных устройств, но и развить свой творческий потенциал.
Основными критериями при выборе систем моделирования были— минимальное время освоения и максимальные простота и наглядность. Этим критериям в наибольшей степени отвечают программные средства с использованием, так называемых, “виртуальных” приборов, имеющих внешний вид и органы управления полностью имитирующие свой прототип. Одним из таких средств является программа фирмы Interactive Image Technologies Ltd. Программа позволяет анализировать весь спектр изучаемых электрических схем — аналоговых, цифровых и смешанных аналого—цифровых. Причем, в отличии от программ, использующих SPICE—модели радиоэлементов, например, Design Center фирмы MicroSim и требующих более основательной подготовки, для освоения Electronics Workbench требуется лишь одно, два вводных занятия. Процедура работы с пакетом сводится к следующим действиям:
формируется электрическая схема анализируемого устройства с помощью встроенного редактора, для этого нужные компоненты “перетаскиваются” с панели компонентов в рабочую область и соединяются друг с другом с помощью проводников, устанавливаются значения параметров компонентов;
к схеме подключаются необходимые тестовые инструменты: функциональный генератор, вольтметр, амперметр, осциллограф, логический анализатор, пробник и др.;
работа схемы активируется нажатием на виртуальный “выключатель питания”;
результаты анализа, например, осциллограммы периодического процесса или амплитудно-частотная характеристика устройства могут быть сохранены для последующего документирования (оформления лабораторной работы).
В настоящее время на кафедре ОТД Омского государственного педагогического университета для студентов физического факультета разрабатывается и успешно используется в процессе обучения цикл лабораторных работ по дисциплинам: электроника, радиотехника, электронно-вычислительная техника и автоматика.
