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【摘要】EWB和MATLAB都可以用于电路的分析仿真计算，EWB主要用于电子线路的仿真，而MATLAB功能更强大，主要用于电力系统仿真分析。文中通过实例分析比较了EWB和MATLAB两种仿真软件在高职电工电子技术课程使用过程中的优缺点，从而在不同的学习内容上选择更合适的仿真训练工具，从而达到提高学习效率和学习效果的目的。
【关键词】EWB；MATLAB；仿真；高职；电工电子
1.引言
《电工电子技术》是高职院校非电类专业开设的基础课，课程内容广泛，实践性强。由于实际教学时间，实验条件等因素的限制，该课程实际的硬件实验课时有限，为了改进这一问题，可以在教学中采用仿真训练。引入仿真软件使得抽象复杂的电路分析更加直观生动，能够激发学生学习兴趣，有助于学生对学习内容的理解和应用；可以省去繁琐的计算，简化电路分析，提高学习效率，同时保证了计算的准确性；可以补充实验设备的不足，降低实验教学成本，减少安全隐患；可以做到人人参与，充分调动学生学习的积极性，进一步培养学生的综合分析、开发设计和创新能力。
2.仿真软件介绍
2.1 EWB介绍
EWB（Electronics Workbench）是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的一款电子电路仿真分析、设计软件，它界面直观，操作简便，使用方式与实际接近，带有丰富的元器件库。利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，因此非常适合电子类课程的教学和实验[1]。
2.2 MATLAB介绍
MATLAB是美国The MathWorks公司开发的著名软件，是一种高效的工程计算语言。它将概念设计、算法开发、建模仿真、实时实现于一体易于使用的集成环境[2]。MATLAB相对于图形化的EWB而言，主要有三种文件类型：
①M-File：一般需要反复计算的公式或算式，编写M-File后下次使用时调出后修改参数即可，方便省时。
②Figure：在交流电路分析中绘制正弦曲线、相量图非常方便。
③Modle：前两种是在文本命令窗口完成的，不直观也难以与实际电力模型建立形象的联系。Simulink模型采用方框图绘制来代替程序的编写，使系统编写具有可视化的功能，同时可以借助模拟示波器等虚拟设备直观显示仿真动态结果。
3.仿真举例
3.1 直流电路分析
求图1电路中各支路电流。已知：
US1=140V，US2=90V，R1=20?，R2=5?，R3=6?。
3.1.1 EWB仿真
仿真电路如图2（仿真步骤略）。从图2看出，I1=4A，I2=6A，I3=10A。
3.1.2 MATLAB仿真
列写支路电流方程如下：
利用基尔霍夫电流定律可以进行对两种仿真结果验证I1+I2=I3，所以仿真结果正确。
从这一实例可以看出采用EWB软件仿真时只需搭建仿真电路即可，不需要写支路电流方程，对电路定律的掌握程度要求不高；而用MATLAB程序实现仿真时只有对电路定律熟练掌握，才能正确地列写电路方程，其优点是命令语句简单、仿真过程快速、仿真结果准确。当然MATLAB里图形化的simulink仿真平台，也可对该电路完成仿真，但simulink比EWB元件查找路径复杂。而高职院校《电工电子技术》要求不高，学生掌握简单电路的应用即可，故选用MATLAB的命令语句仿真相对简单，同时可以加深对所学定理地理解。
3.2 交流电路分析
如图3电路所示，已知，R1=3?，R2=8?，XL=4?，XC=6?。求，并做相量图。
3.2.1 EWB仿真
仿真电路如图4。
从以上交流电路例子看出，采用MATLAB的命令语句或M文件可以算出交流电路的有效值和相位角，从而方便地写出交流量的相量表达式及瞬时值表达式，并且可以做出相量图；而EWB的图形化仿真只能算出交流量的有效值且计算结果有出入，所以EWB只能用一些定性的分析。因此在交流电路的分析时用MATLAB更便捷准确。
4.电子电路
以下以反相比例放大电路为例进行仿真。
4.1 EWB仿真
搭建仿真电路如图6所示。
从图7示波器的结果看，电路放大倍数Au=uo/ui=100，而且输入电压与输出电压波形反相。仿真结果与理论计算相同。可以改变输入电阻和反馈电阻的阻值观察放大倍数的变化，使学生能清楚地理解各参数对放大电路性能的影响。
4.2 MATLAB仿真
在simulink仿真平台搭建仿真电路如图8所示。
应用MATLAB/simulink仿真放大电路时只能通过改变增益看到输入信号被放大了多少倍，而输出与输入信号的反相关系无法看出，也不能定性分析影响放大倍数的因素。
由于MATLAB/simulink模型库没有晶体三极管和模拟集成器件库，所以对模拟放大电路仿真时较困难。同样，MATLAB里也没有数字集成电路库，仅有逻辑模块组和触发器，能完成基本逻辑电路设计。
在EWB里有丰富的元器件库和专用的集成器件库，像实现N进制计数器设计时就可直接调用现有的集成计数器。所以在电子电路仿真时选用EWB更方便一些。
5.用法比较小结
5.1 EWB使用优缺点
优点：1）选用图形化仿真时，EWB元件路径简单，便于查找；2）可以按位图拷贝图，然后直接粘贴到word文档中；3）具有齐全丰富和可扩充的元器件库。对于模拟电子和数字电路仿真时使用方便，尤其在数字电路逻辑功能验证时可以接指示灯，使仿真结果更加生动直观。 缺点：操作时没有撤消（返回）功能；有时仿真结果不是很准确；示波器仅有两个输入端，不能实现多个信号综合比较，而且每个仿真电路里仅能使用一个示波器。
5.2 MATLAB使用优缺点
优点：1）可以在命令窗口采用命令语言对电路进行分析计算。2）图形化的simulink仿真平台有撤消（返回）功能。如果操作失误，可以直接撤销，相对于EWB较为方便。3）simulink有模块查找功能。4）Simulink里的示波器可以设置为多个输入端，同时对多个信号进行比较分析。5）simulink里模块大小可以调整。6）MATLAB在参数设置时有计算功能，使得计算更准确。像交流电路中给定XL=4?，=314rad/s。应用EWB仿真时要先通过已知条件，由公式XL=L算出电感量再设置参数。而MATLAB可以直接在电感值里输入4/314，这样电路仿真结果更准确。7）simulink仿真平台里使用RLC元件时相对EWB简单，EWB需要分别选取元件并分别设置参数，而MATLAB里只需在simpowersystem/elements里找出RLC即可，一次就设置完成。
缺点：simulink仿真平台相对于EWB来讲，元件查找复杂；在电子电路仿真时不方便。
当然以上两种软件的优缺点只是在该课程的使用实例中总结出来的，有一定的局限性。
6.结束语
文中主要以实例分析比较了EWB和MATLAB两种仿真软件的优缺点，便于在电工电子技术课程进行仿真训练时方便地应用软件。分析结果表明：EWB入门快，对于初接触仿真软件的人，可以选用。在电工技术学习时选用MATLAB仿真采用命令语句能很好地理解所学的一些电路定理和分析方法，同时保证计算结果的准确。当然也可以选MATLAB/Simulink仿真平台。在电子技术学习时选用图形化的EWB软件更加直观、便捷。
参考文献
[1]尹明.EWB仿真软件在电工电子教学中的应用[J].广东工业大学学报，2007，6.
[2]李维波.MATLAB在电气工程中的应用[M].北京：中国电力出版社，2007.
[3]王维荣.电工电子技术-电工技术与计算机仿真[M].上海：上海交通大学，2011.
[4]黄忠霖.电工学的MATLAB实践[M].北京：国防工业出版社，2010.
作者简介：乔琳君（1978—），女，陕西富平人，西安航空职业技术学院讲师，研究方向：电气自动化。
【关键词】EWB；MATLAB；仿真；高职；电工电子
1.引言
《电工电子技术》是高职院校非电类专业开设的基础课，课程内容广泛，实践性强。由于实际教学时间，实验条件等因素的限制，该课程实际的硬件实验课时有限，为了改进这一问题，可以在教学中采用仿真训练。引入仿真软件使得抽象复杂的电路分析更加直观生动，能够激发学生学习兴趣，有助于学生对学习内容的理解和应用；可以省去繁琐的计算，简化电路分析，提高学习效率，同时保证了计算的准确性；可以补充实验设备的不足，降低实验教学成本，减少安全隐患；可以做到人人参与，充分调动学生学习的积极性，进一步培养学生的综合分析、开发设计和创新能力。
2.仿真软件介绍
2.1 EWB介绍
EWB（Electronics Workbench）是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的一款电子电路仿真分析、设计软件，它界面直观，操作简便，使用方式与实际接近，带有丰富的元器件库。利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，因此非常适合电子类课程的教学和实验[1]。
2.2 MATLAB介绍
MATLAB是美国The MathWorks公司开发的著名软件，是一种高效的工程计算语言。它将概念设计、算法开发、建模仿真、实时实现于一体易于使用的集成环境[2]。MATLAB相对于图形化的EWB而言，主要有三种文件类型：
①M-File：一般需要反复计算的公式或算式，编写M-File后下次使用时调出后修改参数即可，方便省时。
②Figure：在交流电路分析中绘制正弦曲线、相量图非常方便。
③Modle：前两种是在文本命令窗口完成的，不直观也难以与实际电力模型建立形象的联系。Simulink模型采用方框图绘制来代替程序的编写，使系统编写具有可视化的功能，同时可以借助模拟示波器等虚拟设备直观显示仿真动态结果。
3.仿真举例
3.1 直流电路分析
求图1电路中各支路电流。已知：
US1=140V，US2=90V，R1=20?，R2=5?，R3=6?。
3.1.1 EWB仿真
仿真电路如图2（仿真步骤略）。从图2看出，I1=4A，I2=6A，I3=10A。
3.1.2 MATLAB仿真
列写支路电流方程如下：
利用基尔霍夫电流定律可以进行对两种仿真结果验证I1+I2=I3，所以仿真结果正确。
从这一实例可以看出采用EWB软件仿真时只需搭建仿真电路即可，不需要写支路电流方程，对电路定律的掌握程度要求不高；而用MATLAB程序实现仿真时只有对电路定律熟练掌握，才能正确地列写电路方程，其优点是命令语句简单、仿真过程快速、仿真结果准确。当然MATLAB里图形化的simulink仿真平台，也可对该电路完成仿真，但simulink比EWB元件查找路径复杂。而高职院校《电工电子技术》要求不高，学生掌握简单电路的应用即可，故选用MATLAB的命令语句仿真相对简单，同时可以加深对所学定理地理解。
3.2 交流电路分析
如图3电路所示，已知，R1=3?，R2=8?，XL=4?，XC=6?。求，并做相量图。
3.2.1 EWB仿真
仿真电路如图4。
从以上交流电路例子看出，采用MATLAB的命令语句或M文件可以算出交流电路的有效值和相位角，从而方便地写出交流量的相量表达式及瞬时值表达式，并且可以做出相量图；而EWB的图形化仿真只能算出交流量的有效值且计算结果有出入，所以EWB只能用一些定性的分析。因此在交流电路的分析时用MATLAB更便捷准确。
4.电子电路
以下以反相比例放大电路为例进行仿真。
4.1 EWB仿真
搭建仿真电路如图6所示。
从图7示波器的结果看，电路放大倍数Au=uo/ui=100，而且输入电压与输出电压波形反相。仿真结果与理论计算相同。可以改变输入电阻和反馈电阻的阻值观察放大倍数的变化，使学生能清楚地理解各参数对放大电路性能的影响。
4.2 MATLAB仿真
在simulink仿真平台搭建仿真电路如图8所示。
应用MATLAB/simulink仿真放大电路时只能通过改变增益看到输入信号被放大了多少倍，而输出与输入信号的反相关系无法看出，也不能定性分析影响放大倍数的因素。
由于MATLAB/simulink模型库没有晶体三极管和模拟集成器件库，所以对模拟放大电路仿真时较困难。同样，MATLAB里也没有数字集成电路库，仅有逻辑模块组和触发器，能完成基本逻辑电路设计。
在EWB里有丰富的元器件库和专用的集成器件库，像实现N进制计数器设计时就可直接调用现有的集成计数器。所以在电子电路仿真时选用EWB更方便一些。
5.用法比较小结
5.1 EWB使用优缺点
优点：1）选用图形化仿真时，EWB元件路径简单，便于查找；2）可以按位图拷贝图，然后直接粘贴到word文档中；3）具有齐全丰富和可扩充的元器件库。对于模拟电子和数字电路仿真时使用方便，尤其在数字电路逻辑功能验证时可以接指示灯，使仿真结果更加生动直观。 缺点：操作时没有撤消（返回）功能；有时仿真结果不是很准确；示波器仅有两个输入端，不能实现多个信号综合比较，而且每个仿真电路里仅能使用一个示波器。
5.2 MATLAB使用优缺点
优点：1）可以在命令窗口采用命令语言对电路进行分析计算。2）图形化的simulink仿真平台有撤消（返回）功能。如果操作失误，可以直接撤销，相对于EWB较为方便。3）simulink有模块查找功能。4）Simulink里的示波器可以设置为多个输入端，同时对多个信号进行比较分析。5）simulink里模块大小可以调整。6）MATLAB在参数设置时有计算功能，使得计算更准确。像交流电路中给定XL=4?，=314rad/s。应用EWB仿真时要先通过已知条件，由公式XL=L算出电感量再设置参数。而MATLAB可以直接在电感值里输入4/314，这样电路仿真结果更准确。7）simulink仿真平台里使用RLC元件时相对EWB简单，EWB需要分别选取元件并分别设置参数，而MATLAB里只需在simpowersystem/elements里找出RLC即可，一次就设置完成。
缺点：simulink仿真平台相对于EWB来讲，元件查找复杂；在电子电路仿真时不方便。
当然以上两种软件的优缺点只是在该课程的使用实例中总结出来的，有一定的局限性。
6.结束语
文中主要以实例分析比较了EWB和MATLAB两种仿真软件的优缺点，便于在电工电子技术课程进行仿真训练时方便地应用软件。分析结果表明：EWB入门快，对于初接触仿真软件的人，可以选用。在电工技术学习时选用MATLAB仿真采用命令语句能很好地理解所学的一些电路定理和分析方法，同时保证计算结果的准确。当然也可以选MATLAB/Simulink仿真平台。在电子技术学习时选用图形化的EWB软件更加直观、便捷。
参考文献
[1]尹明.EWB仿真软件在电工电子教学中的应用[J].广东工业大学学报，2007，6.
[2]李维波.MATLAB在电气工程中的应用[M].北京：中国电力出版社，2007.
[3]王维荣.电工电子技术-电工技术与计算机仿真[M].上海：上海交通大学，2011.
[4]黄忠霖.电工学的MATLAB实践[M].北京：国防工业出版社，2010.
作者简介：乔琳君（1978—），女，陕西富平人，西安航空职业技术学院讲师，研究方向：电气自动化。