ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММЫ ELECTRONICS WORKBENCH

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММЫ ELECTRONICS WORKBENCH
В ЛАБОРАТОРНОМ ПРАКТИКУМЕ ПО ДИСЦИПЛИНАМ, СВЯЗАННЫМ
С ИЗУЧЕНИЕМ АНАЛОГОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ
Л.И. Шарыгина
Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
E-mail:[email protected]
Открытие электромагнетизма Х. Эрстедом в начале 19-го века, а затем опыты Фарадея окончательно
расставили точки в споре натуралистов (естествоиспытателей) и философов в пользу пути, избранного
естествоиспытателями – в пользу эксперимента. В 20-ом веке необходимость лабораторного практикума в
процессе подготовки инженеров, в частности инженеров-электронщиков, не вызывает сомнения. Электротехника
и электроника относятся к той области естественных наук, в которых неразрывная связь теоретического анализа и
экспериментальных исследований совершенно необходима. Правда, распределение учебных часов (16 часов
лабораторных занятий при 54 час. лекций и 34 час. практических занятий в учебном плане по дисциплине
“Аналоговые электротехнические устройства” по специальности “Радиоэлектронные системы”) не кажется с этой
точки зрения слишком убедительным.
Два обстоятельства заставляют искать новые пути в организации лабораторного практикума при обучении
студентов. Первое из них – старение лабораторного приборного парка при отсутствии необходимого
финансирования. Второе – появление новых технологий, выражающихся в возможности использования
виртуальных лабораторий для проведения эксперимента. Это направление интенсивно развивается в последнее
время. Было разработано несколько программ, позволяющих исследовать электротехнические и
радиотехнические схемы (Радиотехника, Viewlab). Одной из них является программа Electronics Workbench.
Достоинством программы является то, что студенты сами “собирают” исследуемую схему и применяют
практически неограниченное количество мультиметров, а также двухлучевой осциллограф для наблюдения
формы сигнала и плоттер для исследования частотных и фазовых характеристик.
Хорошее руководство по применению этой программы, разработанной канадской фирмой Interactive Images
Technologies Ltd., было опубликовано на русском языке в 1999 г. (второе издание в 2001 г.) [1]. На
радиотехническом факультете Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники
это математическое обеспечение используется в течение нескольких лет. На базе приобретенного опыта было
разработано методическое пособие “Схемотехника аналоговых электронных устройств. Компьютерный
лабораторный практикум” [2]. Практикум включает краткое описание возможностей программы и приемов
работы с ней, а также описание восьми лабораторных работ, каждая из которых рассчитана на 4 часа аудиторных
занятий.
Может возникнуть вопрос, зачем рассчитывать практикум на большее число часов, чем запланировано в
учебном плане. Во-первых, это позволяет давать студентам разные комбинации лабораторных исследований.
Кроме того, практика показала, что студенты начинают использовать Electronics Workbench для самостоятельной
работы. Подготовленный практикум помогает студентам, поскольку формулирование проблемы для исследования
является для них не всегда простой задачей. Наш опыт показывает, что целесообразно познакомить студентов с
Electronics Workbench на как можно более ранней стадии обучения. Тогда они смогут использовать программу
при самостоятельном изучении электротехнических дисциплин.
В Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники разработан
своеобразный вариант программы Electronics Workbench, названный ASIMEC. Возможности этой программы в
аналоговой части повторяют возможности Electronics Workbench, но, как утверждают авторы, программа обладает
особенностями: использование русского языка и европейских стандартов при изображении элементов; кроме
того, программа ориентирована на использование отечественных транзисторов (пока, правда, только трех) на базе
модели Эберса-Молла.
Заключение
В Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники для выполнения
лабораторного практикума по дисциплинам, связанным с изучением аналоговых электронных устройств,
несколько лет используется математическое обеспечение Electronics Workbench и издано соответствующее
описание лабораторных работ. Использование виртуальной лаборатории позволяет студентам глубже проникнуть
в суть изучаемых явлений и способствует лучшему усвоению изучаемых дисциплин.
Литература
1. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. Практикум на Electronics Workbench. Под
общей редакцией Д.И.Панфилова. – М.: Изд-во “Додека”, 1999, тт. 1 и 2.
2. Шарыгина Л.И. Схемотехника аналоговых электронных устройств. Компьютерный лабораторный практикум.
– Томск: Томск. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2001. – 78стр.
3. Павличенко Ю.А. и др. Применение программы моделирования электронных схем ASIMEC для постановки и
проведения лабораторных работ. Материалы региональной научно-методической конференции, Томск, 29-30
января 2002 г. – Томск: Томск. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2002. – С.109-110.