电子仿真软件

电子仿真软件（精选12篇）

电子仿真软件 篇1

单片机在嵌入式电子线路系统中的应用极大地推动了现代电子技术和自动化智能化工控系统的发展。实际应用中直接应用各电子元器件搭建电路系统对其进行性能分析, 不仅成本高、风险高, 而且可控性较差。为提升单片机电路设计与应用的灵活性, 多种单片机虚拟仿真软件被应用到单片机电子线路设计与分析中进行仿真分析。目前常用的仿真软件如Proteus、Keil、Multisim等不仅可以应用其所提供的丰富、功能强大的元器件库和开发平台进行单片机虚拟系统搭建, 还可以对所搭建的系统进行编程和仿真分析, 从而让开发人员便捷高效地对动态电路运行中的各参量进行实时观察。仿真软件在单片机电路系统中的应用极大地降低了学习和应用成本, 提升了分析效率。

1 电子仿真软件的功能特点

电子仿真软件允许在计算机平台中对特定的单片机电路系统方案进行模拟分析。在电路形式确定后, 仿真软件可以针对电路系统中的任意元器件参数进行容差和灵敏度分析, 获取整个单片机电路系统运行中的各端口实时参数。仿真软件的应用极大地降低了硬件搭建成本, 缩短了整个电路系统设计与分析周期。特别地, 仿真软件还可以对某些特定参数的变化进行定量统计与分析, 这是传统的电路测量方法所无法实现的。

此外, 为获得更加完整的性能分析, 还需要对电路系统进行极端环境性、破坏性测试。在这些测试中, 仿真软件所具有的优势更为明显。例如, 为获得单片机电路设计方案的耐高压特性或耐大电流特性, 需要人为地向电路提供高电压或大电流, 这些变量参数的输入很有会对电路系统造成不可恢复性破坏, 阻碍正常测试与分析流程的进行。但是仿真软件的应用则可以有效避免这种情况的发生, 在保证高效率、高精度的前提下避免对元器件的破坏, 增加电路设计方案的成功概率。

需要说明的是, 仿真所得到的各性能数据和参数在某些情况下仍旧无法替代真实电路的测量与分析, 但是可以作为一种数据依据来指导实际单片机电路的设计与优化。

2 电子仿真软件在单片机电路仿真中的应用

在单片机电路仿真中常用的仿真软件有Proteus、SPICE、Multisim、Keil等。这些软件可以向用户提供多种单片机驱动, 用户可以根据设计方案选用适当的单片机控制器和周围器件设计单片机电路模型, 然后根据模型进行布线和模块设计, 进而利用所搭建的虚拟硬件电路进行仿真和调试。以Proteus和Keil为例, 可以进行如下仿真应用。

2.1 仿真系统搭建

Proteus集成了SPICE的电路仿真、PCB设计以及自动布线等功能, 可以对单片机硬件进行模拟。Keil被广泛应用于单片机编译和软件仿真。两软件联调应用可以实现单片机电路系统从硬件到软件再到整个软件综合的整个过程仿真。

具体的, 在部署完上述两个软件后首先要对Proteus的运行环境进行设置, 然后可以在Keil中通过Proteus VSM Simulator设置选项完整与Proteus的关联设置, 之后则需要在Protues软件环境中启用debug-use remote debug monitor, 最后进入Keil软件中完成工程debug的相关设置即可。

2.2 基于51单片机的键盘显示电路仿真分析

应用上述仿真系统可以搭建基于51单片机的键盘显示电路, 对该电路进行仿真分析不仅可以在硬件层面完成电路图的设计与布线, 还能够在数据层面对各寄存器和引脚的参数变化进行观察。

仿真电路中的单片机选用AT89C51作为微控制器核心、选用七段数码管进行数字显示, 选用矩阵的键盘作为输入键盘。单片机各属性可以在单片机属性中进行设置, 如时钟频率、复位等。仿真电路搭建完毕后可以调用Keil软件对单片机进行编程, 以控制电路具体功能的实现。同时, 设置单步运行方式还可以对电路进行调试, 观察一个或多个时钟周期后各引脚或寄存器的数据参数。

2.3 基于51单片机的定时计数电路仿真分析

单片机电路中常常需要控制生成特定频率特定占空比的时钟信号, 该信号无法直接由时钟信号提供, 但是可以通过单片机电路的定时计数功能实现。如若希望单片机电路可以生成一个频率稳定为50Hz的方波信号可以通过以下方式完成:

(1) 选用AT89C51单片机定时器0执行计数功能, 根据定时器0的工作方式和所需要获得的方波信号的频率以及时钟频率可以计算得到定时计数器的初值。 (2) 在其基础上搭建仿真电路图。为观察确认所搭建的硬件电路是否能够完成相应的操作, 可以在方波输出引脚添加一个虚拟示波器对输出结果进行波形观察。需要说明的是, 电路搭建完毕后的单片机的控制指令编写与相关变量赋值是通过Keil软件完成的。此外, 在电路仿真运行过程中还可以对各参数进行调整以观察该电路输出信号的变化情况。

3 结语

随着信息技术的发展, 电子仿真软件也得到了不断的完善和升级, 其所能够模拟的器件越来越多, 所能够实现的功能也越来越丰富。利用仿真软件对单片机电路进行仿真模拟不仅可以实现传统测试方式所无法实现的效果, 还能够极大地提升电路分析灵活性和工作效率。

参考文献

[1]董普松.Protues在单片机系统设计中的应用[J].现代电子技术, 2008 (14)

[2]陈令荣.仿真软件在单片机教学中的应用[J].计算机光盘软件与应用, 2013 (3)

[3]甘雨.电路仿真软件的特点和选用[J].电子世界, 2012 (11)

电子仿真软件 篇2

电子信息系应用电子教研室

陆丽梅

摘要 随着科技的发展，电子技术的应用也越来越广，越来深入，传统的理论课堂教学临着着很大的挑战。但随着计算机技术的普及、EDA 技术的广泛应用，将EDA 技术引入电子技术课程教学,可以使电子技术的课堂教学紧跟时代的脚步。本文以电子技术课程中的“三极管放大器”电路的分析为例来说明EDA软件之一Proteus仿真软件在电子技术课程教学中的应用。

关键词 电子技术 Proteus仿真软件

“电子技术” 是电子信息、通信、计算机等专业一门重要的专业基础课程，随着电子技术和计算机的迅速发展，电子技术的应用越来越广泛，新器件、新电路和新技术不断的涌现,我们的课堂教学也将面临着着更大的挑战。将EDA(Electronic DesignAutomation电子设计自动化)技术引入电子技术课程教学, 可以使学生在掌握制作、检测技能的同时,通过EDA技术软件进行设计、仿真,理解所操作的技能的原理,增加学习的兴趣。同时可使课堂教学更生动、直观,达到让电子技术课程中一些基本理论和基本概念更加容易理解。

一 电子技术多媒体课件的特点

多媒体课件是以计算机为操作平台，运用多媒体技术将文字、声音、图象、动画和视频等集成于一体，使抽象的内容具体化、枯燥的内容趣味化。从而拓宽学生的知识视野，提高学生的学习兴趣，是现代教学发展的必然趋势。电子技术的研究对象主要半导体材料和器件（二极管、三极管、场效应管）及其基本电路、功率放大电路、集成运算放大器及其应用电路、负反馈放大电路、直流稳压电源等，其特点主要表现在：

(1)电子技术中基本单元电路、关键元件多，复杂；电路中的元件(器件)动作方式属于线性变化的电路，通常着重的是放大倍率、信噪比、工作频率等问题。如:直流稳压电源电路,放大器电路,报警电路，显示电路，振荡电路等都是可仿真电路。

(2)当图像信息和声音信息改变时，信号的波形也改变，即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中（信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上），而这些都是比较抽象，看不到也感觉不到的。

二、电子电路仿真软件Proteus功能特点

1、Proteus电子电路仿真软件功能

Proteus仿真软件是可以对电子技术电路进行模拟仿真的工作台,具有较完善的各种元器件原理图库、元件封装图、常用测量、常用的分析仪器等。能进行电子电路设计仿真，并能对电子电路进行较详细的分析,包括静态分析、动态分析、时域分析、频域分析、噪声分析、失真分析和器件的线性与非线性分析, 还能进行离散付里叶分析、零极点分析等多种高级分析。Proteus不但是一个非常优秀的电子设计软件, 而且也是一个非常优秀的电子技术模拟实际训练软件,它几乎可以完成在实验室进行的所有电子技术的实验,并且和实际实验情况非常贴切,选用的元器件和仪器也和实际情况非常相近,一般会正确使用常规仪器的读者,都能较快地掌握软件所提供的虚拟仪器的使用方法。另外在实验设备和仪器不能满足某些实验课要求的情况下,用Proteus进行仿真实验不失为一种有效的补充方法。

2、Proteus电子电路仿真软件特点(1)直观的操作界面

由于Proteus软件是基于Windows 操作系统上的, 所以它的操作方法的其它基于Windows 环境下的软件操作方法一样,所见即所得，Proteus采用图形方式创建电路，所需要的元器件和测量仪器可直接从窗口中选取拖到电路图中，使用特别方便，而且元器件和仪器的图形与实物外形非常接近，仿真效果好，要用的元器件、仪器等,只要用鼠标点击,随时可以取来,完成参数设置,连接成电路,就可以启动运行,进行分析和测试。因此Proteus软件具有入门容易,学习轻松,结合实际,富有趣味的特点。使用者可以在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。

（2）丰富的元器件库

Proteus软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。Proteus提供了数千种虚拟电路元器件，包括信号源、基本元件、晶体管、集成电路、指示器件、控制器件等36大类，其中数字集成电路库中存放了最常用的各种TTL、CMOS数字集成电路，各元器件的参数均可随意设定，用户还可根据需要方便地扩充已有的元器件库。软件还可以容易的上网升级，使市场上新出的元件都能在Proteus中找到。

（3）兼容性强

作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。能将设计

好的电路文件直接输出到常用的一些电子电路排版软件, 如protel、EWB、CAD等, 排出印刷电路板图,为实现电子电路的设计提供了很大的方便。

（4）齐全的测试仪器

Proteus提供了仿真实验EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，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，熟悉常用电子仪器使用方法。所需的虚拟仪器设备，包括函数信号发生器、示波器、数字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪等，利用这些虚拟仪器可多方位地观察仿真结果。Proteus提供了8种基本分析工具、6种扫描分析工具、2种系统分析工具，可对电子技术进行仿真分析，还可以对被仿真电路中的元器件设置各种故障进行分析。

（5）安装简单，易操作

Proteus是个免费软件，下载后安装不用一分钟，也不用激活等烦杂操作，安装后只需把密码钥匙复制到安装盘的目录下，如果是7.8版的只需升级破解码即可。这软件是原是我们电子系单片机的老师上课用，在2008年有老师开始将它使用于数字电路的教学中，本人于2011年开始将它应用于模拟电路中，并于这两年在电子系推行，包括没过电脑的退休老教师或和不会电脑仿真的老师都可以很快的学会操作，并应用本人设计的Proteus电路进行教学，教学效果显著。

三、在电子技术课堂教学中应用电子电路仿真软件Proteus

1、在电子技术教学中应用电子电路仿真软件Proteus的优点

电子技术是电子专业的一门骨干课程,其教学效果的好、坏,学生掌握的程度, 将直接影响后续各类相关专业课程的教学效果。目前,在电子技术课程教学中, 教师一般采用的教学方法是:先在课堂上给学生介绍理论知识,再引用使用的电路及实物加以论证,然后由学生通过做电子制作和检测加深对理论的理解。这种传统的教学方式,存在着以下的问题:一是大多数教师认为理论引导技能，所以只有传授理论知识到位了,制作及检测才有真实的意义，使学生觉得理论课堂枯燥乏味，觉得电子难学,从而对学习电子失去兴趣。二是理论分析通常都是一些繁琐的公式推导及一些孤立的计算数据,很难形成电路的特性曲线,缺乏直观性,更难对电路的参数进行分析及优化设计。三是学生在听理论课时,由于跟实际联系不上,对理论难以理解,甚至于不能理解,造成对电子技术“难学、抽象”的思想障碍,从而对学习失去兴趣。将Proteus引入电子技术教学,可以使教师在讲解理论或引导学生制作及检测的同时,利用Proteus软件进行仿真、演示,使学生消除“抽象感”,增加学习兴趣。使课堂教

学更加生动、直观,使电子技术课程中一些基本理论和基本概念更加容易理解，使电子的制作及检测具有更好的可操作性。

2、在电子技术课堂教学中应用Proteus电子电路仿真软件实例

下面以Proteus7.8版本为例通过“三极管放大器“分析为例,说明Proteus软件在电子技术课程教学中的应用效果。

打开Proteus，在电路工作区输入如下图1电路。其中正弦交流信号电压幅度设置为0.1V 频率设置为1kHz,如图连接示波器和电压表利用Proteus7.8进行仿真分析,(1)．测试电路的功能

图1三极管放大器

如图1将电源、信号源、示波器探头接入电路，打开软件左下脚的播放按键，电路开始仿真如图1从图中可直观的看到，输入信号的波形，三极管基极的波形，三极管发射极波形、集电极的波形之间的关系，以及放大的电路的正常Ube、Uce电压值。(2)．电路的故障现象及排除方法

Proteus软件的电路可操作性强，可以方便的调整电路的连接或元件的参数来观察电路出现的故障，并通过演示故障排除方法让学生很容易掌握实际的故障操作。

如下图

2、图3调节电位器RV1可观察到波形的失真情况，同时得到失真时电压的特点。

图3截止失真

(3)．电路的元件参数设置

为保证电路正常运行，元件参数的选择是很很重要的，如何选择元件呢选择的元件能不能让电路正常呢，可以通过仿真来验证。Proteus软件可以很方便的更改元件参数来观察电路的如下图4，是对下偏置电阻的参数的更改，可改变元件的型号、序号、参数值、封装等。

图4 元件参数的调整

四 小结

可见,在电子技术课程教学中,应用Proteus仿真软件进行理论分析及电路结构的模拟分析时,可以使抽象的理论形象化、复杂的电路实际化, 使枯燥的电路特性分析变得生动、形象、真实、可信,让学生在课堂中就能感受到实验才具有的测试效果,更好地把理论与实验

电子仿真软件 篇3

关键词：电子技术基础；仿真软件；虚拟实验平台

电子技术基础课程是一门实践性很强的专业技术基础课，该课程教学是以理论课教学、课程实验和课程实践等教学环节构成。计算机仿真技术能把复杂事物简化、变抽象为具体、微观的事物放大、宏观事物缩小，缩短时空距离。在教学实践过程中，结合理论教学的进程，利用Multisim，Protel 99 SE，EWB，PSPICE，SystemView等仿真软件辅以生动的仿真演示，作为教学的补充，为传统的教学注入活力。这一方法实现了理论讲解和验证的同步进行，能增强教学的直观性与灵活性，使一些抽象的概念形象化、直观化、简单化，弥补了理论上的抽象性，可以提高课堂教学效率，取得良好的教学效果。

一、利用计算机仿真环境激发学生的学习兴趣

电子课程课本内容过于理论化，过于注重原理分析、公式推导，理论课教学学生听起来枯燥无味，难于理解，对该课程缺乏学习动力和热情。利用计算机仿真作为教学载体，可以很好地解决学生的学习兴趣问题。

利用Multisim 7电路设计仿真软件辅助教学后，在讲解电路原理的同时，可穿插Multisim 7软件对电路进行仿真。如在单级共射极放大器电路教学中，在讲解完基本电路原理后，利用Multisim 7软件对此电路进行仿真演示。先用Multisim 7软件模拟连接电路，确定电路中的各元器件参数，使用Multisim 7软件虚拟仪器进行在线测量，再对照电路设计要求更改相关元件参数，观察所得的变化，最后与理论计算进行对比。这样就将理论上枯燥而不易理解的教学内容形象地展现在学生面前。在整个教学过程中，学生自始至终都保持极高的学习兴趣。

在学习电子技术基础的过程中，抽几节课讲解仿真软件的使用方法。结合教师在课堂上的演示，学生首先学会Multisim 7软件的基本操作。运用Multisim 7软件，学生可以在较短时间内完成各类模拟电路、数字电路的原理验证性实验。使用虚拟测试仪器对电路进行仿真实验如同置身于实验室使用真实仪器测试电路。由于在电子技术基础理论教学引入了虚拟的电子实验，使课堂教学情境化，增强了教学的直观性、形象性、生动性和时效性，激发了学生的学习兴趣。

二、利用虚拟仿真弥补演示实验的不足，提高课堂教学效率

电子技术基础课程中许多概念和原理经常是通过实验来帮助学生加以理解。实物演示方法虽然有直观、生动、真实的特点，但演示准备工作量大，不便观察。教学演示的内容一旦确定，其可变性很小，灵活性差。并且有些现象在传统的演示实验中是无法展示的，很难达到理想的教学效果，因此可以借助于虚拟仿真实验。将仿真技术应用于教学中，能模拟一些用语言难以清楚表述的和现实实验不易进行的内容。

例如，利用Protel 99 SE软件仿真显示出波形，振荡器起振的过程非常直观，还能看出这种振荡电路的波形存在较大的失真，但振荡波形较稳定。如果对波形失真要求较高，则需要采用改进型号振荡电路，即克拉泼或者西勒振荡电路。这种教学模式生动活泼，学生自始至终保持着极高的学习兴趣，加深了理解和记忆，有效提高了课堂教学效率。

三、利用仿真实验，突破教学难关，增强教学效果

将仿真技术应用于教学中，可以把许多抽象和难以理解的内容变得生动有趣，动态地演示一些现象，化难为易，使教学中的难点、重点变得一目了然，便于学习者观察与思维，从而更好地理解和掌握所学知识，有效地实现精讲，突出重点，突破难点。

课堂上教师可以根据讲课需要，运行Multisim 7软件，模拟各种实验，并根据需要随意控制，使“实验结果”反复重现，使实验演示与教师的讲解同步进行；通过屏幕的展示，使一些抽象的概念形象化，将一些学习方法以动态方式图解。这样的教学模式生动活泼，调动了学生的学习积极性，帮助学生正确理解概念，掌握知识，提高了课堂教学效率。例如利用Multisim 7软件对负反馈放大器进行辅助仿真教学。反馈不仅是改善放大电路性能的重要手段，而且也是电子技术和自动调节原理中的一个基本概念。在放大电路中引入电压串联负反，会导致电压放大倍数下降，但输出电压的稳定性提高，非线性失真减少，通频带展宽，输入电阻增加，输出电阻减少。借助于Multisim7软件对电压串联负反馈放大电路进行仿真实验来验证这些影响，得出与理论相符合的结果，以利于课堂教学的成功进行。

四、虚实结合，增加实践环节

电子技术课程是一门实践性很强的专业基础课程，理论学习必须紧密地与实践结合起来。在电子技术实践课之前，学生先利用仿真软件将电路进行仿真，得到实验结果以后，再进行实际的安装、焊接、调试。学生做实验的兴趣提高，信心加强，实验教学质量大大提高，在仿真软件中，可以随时修改元件参数，并能马上获得仿真结果。使教师、学生感觉到自己置身于特殊的教与学的环境之中, 从而产生亲临真实电子技术基础环境的感受和体验。Muhisim 7软件还提供了故障设置功能，实验时，学生可以两人为一组，互设故障，然后通过仿真结果进行故障分析，最后排除。这样，学生能初步学习电路的故障分析，大大提高了学习兴趣和实际动手能力。学生可提出各种设计方案，从而大大提高了分析问题、解决问题的能力，激发了他们的创新意识，也大大提高了学生电子技术基础的设计水平。

例如在典型的互补对称式推挽OTL功率放大电路的实践中，先在Multisim7软件中绘制仿真电路，运行仿真电路，通过数字万用表和示波器观察输出结果。若结果不符合设计要求，则需修改电路再对电路进行仿真调试，直到符合要求为止，并输出Protel格式网络表文件。再应用Protel 99 SE 软件载入网络表，将元件封装形式修改为Protel形式的元件封装，设计PCB布线图。然后，根据布线图制作印刷电路板，并进行实物安装与调试。制作成功时的成就感激发了学生的学习热情，让学生有目的、有针对性地学习相关理论知识。通过相应的电子制作，在实践中巩固所学理论，并能用理论知识解决制作中遇到的问题，达到较好掌握理论知识与实践技能的目的。

（作者单位：恩平市中等职业技术学校）

参考文献：

[1]夏路易，石宗义.电路原理图与电路板设计教程Protel 99 se［M］.北京：北京希望出版社，2002.

[2]熊伟，侯传教，梁青，孟涛.Multisim 7 电路设计及仿真应用［M］.北京：清华大学出版社，2005.

电子仿真软件 篇4

军用电子装备仿真训练软件 (Military Electronic Equipments Training Simulation Software, 以下简称METS) 是一类在商业货架计算机软硬件平台上运行的, 以装备训练为主要目的的计算机软件[1]。该类软件主要通过对武器装备的人机交互界面、行为逻辑的仿真, 实现人在回路式的操作训练功能, 是当今训练领域提高受训人员掌握窝气装备操作水平的一种重要手段。作为一种典型的军事训练应用系统, 其开发和研制面临着模型重用性不高、开发效率低等问题。这些问题已成为严重影响METS设计与开发周期和质量的瓶颈。

因此, 考虑开发一套能够解决上述问题的METS集成开发环境就显得尤为重要。随着软件工程的不断发展, 领域工程、模型驱动开发等相关技术为软件复用提供了基本的技术支持, 能使特定领域的软件复用活动相对容易的取得成功。虽然在这些技术的理论研究方面已经取得了不少成绩, 但将其应用于软件开发的实例[2,3,4]仍较为有限。而领域分析是能否成功应用领域工程方法实现软件复用的关键。FODA (Feature Oriented Domain Analysis) [5,6]是目前较为成熟的一种面向特征的领域分析方法。该方法支持某领域中各具体应用中共性和个性的发现。因此, 本文研究的重点内容是采用面向特征的领域分析方法建立METS开发领域的特征模型。即以实现METS集成开发环境为目标, 从建立METS开发领域的需求模型入手, 通过提取METS开发领域的共性和变化性特征, 构建出该领域的特征模型, 最后结合领域工程和模型驱动的软件开发方法构建出METS集成开发环境, 以满足各类METS软件的开发需求。

一、特征模型和FODA方法

从实施过程来看, 领域工程包含领域分析、领域设计和领域实现等三个阶段。领域分析是的输出产品是领域模型, 即获取领域需求, 它是针对领域的需求规约模型。特征是从用户角度对系统的感知, 文献[7]提出把特征作为系统需求规约的组织方式。因此, 对系统需求规约提取特征, 并将其进行模块化组织, 是构建领域模型的一种有效手段, 从而形成领域特征模型。

领域特征模型通过记录领域内的特征以及特征之间的关系来反映整个领域的软件需求。这组特征分属于两种类型:共性特征和变化性特征。共性特征存在于领域内的每个具体系统中, 是使领域特征模型能够复用的关键。例如, 在各类METS中, 存在着大量相同行为特征的操作元件 (多波段开关、旋钮、灯、数码管等) , 同时还有行为特征不同的能如显示器元件。变化性特征反映了领域内的不同应用系统中的差异[8]。特征模型通过特征的可选性和变化性来表示领域变化性的机制。其中, 特征的可选性是指部分特征相对于整体特征的可选性, 如视图缩放为仿真对象操作的可选行为特征。此外, 还通过维度 (dimension) 和值 (value) 的概念来描述特征具有的变化性[9]。把具有变化性的特征称为一个维度, 把其涵盖了不同细节的变化性特征称为该维度上的一个值。对于一组同一维度变化特征可采用多选一和多选多两种剪裁方式, 如元件等仿真对象的尺寸设置就是一个维度特征, 这个维度上具有精确设置和概略设置两个值, 同时该维度特征具有多选一特点。与传统软件需求规约的组织结构相比, 特征模型具有可复用性、结构良好、易于图形化建模等诸多优点[10]。

FODA是一种将特征模型引入领域工程中的较为成熟的领域分析方法。随着的领域工程研究的不断深入, 还发展了其它一些以特征模型为核心的领域分析方法 (FORM[11], Featu RSEB[12], PLA[13]) 。运用FODA等领域工程方法, 在开发领域新系统时, 可根据领域模型, 选择确定需求规约, 进而选用合适的系统架构, 并以此为基础选择构件进行组装, 形成新系统。其优点是新系统的开发是建立在对需求、构件等模型复用的基础上。也就是说, FODA正是通过捕捉领域设计阶段的共性和变化性特征, 建立特征和特征之间的关系, 以此来实现以领域特征模型为核心的领域模型。本文的重点将关注于如何建立METS开发领域的特征模型。

二、FODA特征建模过程

领域特征的分析活动的输入是各类领域应用, 输出是领域特征模型。建立特征模型的过程主要包括:服务分析活动、功能分析活动和行为分析活动三个层次, 同时, 每一层次的分析活动内都会伴随着领域术语分析、共性变化性分析、交互过程分析等并发活动, 具体分析活动流程如图1所示。需要特别说明的是, 其建模过程不是一个严格的顺序过程, 各层之间的活动可以出现交替。因此, 实际的建模过程是在这三个层次对应的分析活动之间不断迭代、反复进行的。

服务分析活动的主要内容是识别领域具有服务的特征。其目的就是为每一种典型的业务能力定义领域内统一的名称和说明, 并将其作为特征模型服务层内的特征。如在METS中将模型设计及驱动机制可统一为模型驱动服务。

功能分析活动的主要工作是识别服务具有的功能特征。首先, 分析系统为完成特定的服务必须具有的功能。然后, 为每个功能定义领域内一致的名称和说明, 并将其作为功能层内的特征, 同时建立与服务层特征的整体部分关系。例如, 在各类METS中, 用户需要对多波段开关、数码管等仿真对象进行增、删、改等编辑和位置、尺寸设置等操作, 从而确定出仿真对象管理服务的功能特征。

行为分析活动的主要工作是识别功能具有的行为特点。该层活动主要是为每一种行为特征建立领域内一致的名称和说明, 并将其放入特征模型的行为特征层, 同时建立与功能层特征的整体部分关系。该项活动主要包括分析功能执行的条件特征, 如前置条件、准备工作等;分析功能主体行为的特点, 发现其具有的显著特点和可能的变化性;分析功能的后期行为特点, 如功能执行的后置条件、善后处理工作、功能执行完毕后的控制权转移等。

三、METS特征模型建模

3.1 METS开发领域。

METS集成开发环境主要应用于军用电子装备的行为建模、用户界面可视化编程、软件系统集成等方面。从用户角度来看, 该平台是一种允许用户直接操纵具有特定语义或表示特定物理对象的图形符号进行METS开发的软件系统。例如, 用图像图元或特殊形状的图元表示一个特定的电子元件类型, 用线形图元表示元件之间的接口连接, 用户可以随时操纵这些元件和图元进行建模或设计活动。从功能角度来看, 该平台构成了声纳、雷达、指控等不同专业领域的一个通用军用电子装备仿真训练软件开发领域, 专门负责为用户提供直观、简便的软件开发。虽然在不同的专业领域中, 人机界面上元件表示的语义以及元件之间存在的约束关系有很大的不同, 但是, 在对这些专业领域的变化性进行抽象、隔离和封装的基础上, 我们可以得到一个具有相同行为特征的功能区域, 如元件模版 (多波段开关、数码管等) 。METS集成开发环境具有的直观性、虚拟性、易修改性等特点, 可以极大地提高其在该领域的建模或设计工作的效率。

3.2 METS特征建模

3.2.1 服务层特征模型。

用户通过操纵面板、元件、图元等仿真对象可完成METS的人机交互界面设计, 仿真对象所对应的参数被存储在系统参数库中, 通过仿真模型设计完成用户业务模型的开发, 通过仿真引擎提供的参数模型注册服务完成系统参数与仿真模型的注册信息。在软件发布运行后, 用户操作界面元件, 仿真引擎在采集到此类操作信息后更新系统参数库中对应的参数值, 同时, 仿真引擎以此参数地址为输入在仿真模型注册信息表中找到对应的仿真模型, 并驱动仿真模型的执行, 模型的输出仍通过仿真引擎提交给人机界面进行显示或提交给网络接口进行发送, METS具有各种特征的逻辑结构如图2所示, 从中可以看出, METS是以仿真引擎服务为核心, 将其它服务有机地联系到了一起。从上述METS的开发过程可得出, 其集成开发环境应所具有的服务特征应包括仿真对象管理、模型驱动、运行时管理三部分。限于篇幅, 本文仅介绍前两部分的功能特征模型和行为特征模型, 对于运行时管理的服务特征、功能特征及其行为特征将另撰文描述。

3.2.2 功能层特征模型。

仿真对象管理用于给用户提供面板、元件、图元等仿真对象的编辑及管理操作。其中, 元件对应于实装操作界面的基本物理元素, 除具备可视化图元外, 还具备相应的显示、操作方法;图元是组成元件的基本元素, 同时具备相应的操作方法;面板是元件的管理容器, 用来实现元件对象的创建、初始化以及元件与元件参数的对应关系注册等功能, 同时完成界面布局。从中可以看出, 图元与元件作为用户的设计构件具有可重用性。仿真对象管理服务的功能特征实质上就是面板设计, 其中对象编辑和对象操作是多选特征。

模型驱动服务是METS集成开发环境中最核心的部分, 通过模型设计和参数管理功能能够为METS提供仿真模型的设计、系统参数管理, 以及二者之间的注册信息。通过共性变化性分析, 认为系统仿真模型除了具有属性特征外, 还应包括两种模型:系统回调模型和用户模型。因此, 应给用户提供自定义属性、自定义方法和回调接口编辑功能。其中, 系统回调接口是模型设计的必选功能特征, 自定义属性和方法是模型设计的可选功能特征, 其中参数管理包括参数编辑和参数注册两个必选功能特征。

运行时管理服务通过仿真引擎的驱动功能来实现METS运行时的模型调度。

METS集成开发环境的功能层特征模型如图3所示。

3.2.3 行为层特征模型。

在服务分析和功能分析的基础上, 可对每个系统功能的行为特点进行分析。通过考察用户对面板、元件、图元等仿真对象的编辑操作可以发现, 仿真对象编辑功能层的行为特征应包括:元件/图元对象的增加、删除、修改。通过考察用户对面板、元件、图元等仿真对象的典型操作可以发现, 仿真对象操作功能的必选行为特征应包括:元件/图元的组合、选择、撤销/重复、图层设置、设置位置、设置尺寸等。由于显示设备物理尺寸的限制或对局部细节的要求, 用户可能需要缩小或放大视图以便能够观察到视图的整体布局或局部细节, 因此视图缩放应作为可选行为特征。其中, 对象选择维度上有单选和多选两个值, 位置设置特征维度上有精确设置和概略设置两个值, 并且对象选择和位置设置的行为特征为多选一模式。

系统回调接口是指METS仿真引擎提供给用户的通用系统回调接口, 如面板初始化、状态变化相应等, 在系统回调接口中用户可处理这些系统响应。从模型的表示形式上看, 系统回调接口与用户的仿真模型都具有一些共性特征, 即都由模块编号、输入参数、输出参数、计算单元四部分组成。但系统回调接口的模块编号、输入参数、输出参数为系统定义, 用户只需处理计算单元。因此, 在METS集成开发环境中, 系统回调接口功能层的必选行为特征为回调接口编辑。自定义方法的行为必选特征包括:设置输入参数、设置输出参数、设置方法名称。系统提供默认的返回类型, 同时允许用户根据自身需求进行修改, 即设置返回类型为可选行为特征。自定义属性的必选行为特征为设置属性名称, 可选行为特征为设置属性类型, 设置属性类型纬度有整形、字符串等值, 且为多选一模式。

对于METS中的系统参数来说, 每个参数具有唯一标识, 用户除了能对参数进行基本编辑操作外, 更重要的是能够将参数与面板、元件、图元、仿真模型进行关联注册, 此操作是实现模型驱动的核心操作。通过交互过程分析, 可发现系统参数编辑功能的行为必选特征包括:增加、删除、设置名称、设置初始值, 设置类型、修改唯一标识号为其行为可选特征。系统参数注册功能的行为必选特征包括:参数选择、注册类型选择、模型IO参数选择, 其中选择注册类型维度上有两个值, 且为多选一模式, 表示既可通过鼠标拖动实现, 又可通过向导创建。

通过上述分析, 可得到图3所示的METS集成开发环境的行为特征模型。具体符号语义参见文献[9]。

四、结论

机电仿真软件介绍 篇5

一、学习模式：

1、课件内容学习：机电一体化概述检测与传感器步进及伺服电机机械传动，控制系统，接口技术，伺服系统

2、元器件（电器和仪表）学习：70多个电气、仪表3D模型及性能参数，关键机电器件提供爆炸图展示：

A电气：控制盘柜、直流电源、单相交流电源、三相交流电源、保险丝、单排空开、双排空开、三排空开、蓝色钮子开关、红色钮子开关、绿色方形按钮、红色方形按钮、常闭按钮、常开按钮、转换开关、旋转开关、行程开关、三菱交流接触器西门子交流接触器、交流接触器、变压器、开关电源、热继、电机、电抗、电流互感器、电流表、东元TECO变频器、伟创变频器、3色灯、指示灯-红、指示灯-黄、指示灯-蓝、接地端子、魏德米勒接线端子、接线端子、盘柜风扇、电笔等

B仪表和元件：PLC、中间继电器、时间继电器，带底座时间继电器、调节阀、气压阀、截止阀，蝶阀、针型阀、单线圈电磁阀、双线圈电磁阀，智能式变送器、亚德客接近开关、接近开关PNP，接近开关NPN朗鸿接近开关、压力表、单减压过滤器、减压过滤器

二、仿真接线：

学生参照老师设定的电气原理图，从元器件库中拖入对应的3D元器件到元器件库中，按电路图要求，进行命名，参数设置，接线，系统会进行操作计时，提交后系统对操作结果进行检测判断。

7个机电典型电路接线自动判断检测功能：自耦降压起动，双重互锁正反转控制，时间继电器控制，生产机械行程控制电路，具有过载保护的正转控制，接触器星形三角形控制，接触器控制的双速电动机调速电路。

三、PLC编程：仿真三菱（FX2N系列）PLC编程，通过编辑工具，可编辑修改或载入PLC程序，PLC程序能够进行仿真运行，运行时具有输入输出状态指示。支持PLC程序与指令表间切换，支持PLC信息状态仿真测试

四、理论考核：

1、试卷管理：老师可对考场进行管理、试卷编辑和试卷审核，可以从题库里自由选择各类型题目，设置分数，并组成试卷，在指定的时间和考场对指定的学员进行考试。最后对学生提交的试卷进行自动评分，并对试卷考核结果进行综合分析。

2、题库管理题型包括填空题、单选题、多选题、判断题、问答题和实验题，老师可以导入或导出各种题型的题目，或者直接在平台上进行添加。并对各个题型进行归类。

3、自我考核：

电子仿真软件 篇6

摘要：高职模拟电子技术课程是一门电类各专业的核心课程，课程抽象的理论知识学生很难学好，如何使抽象的知识变得直观易懂，也成为从事模拟电子课程教学的教师所探讨的主要问题，本文针对此问题推荐使用Multisim软件来教学，通过作者多年在模拟电子技术教学中的摸索和实验，收到了很好的效果，使模拟电子技术不再难学和难教。

关键词：高职 模拟电子技术 Multisim软件

模拟电子技术课程是高职电类各专业的核心基础课程，是学习后续专业课程以及今后从事相关工作必需的基础和技能。模拟电子技术课程的特点是内容较抽象，学生入门困难，提不起学习的兴趣，以致模电的知识缺乏，后续课程学习更加困难，最后导致在实际工作中不能胜任相应的工作岗位。针对模拟电子技术的重要性以及其特点，许多老师也进行了相应的教学改革，增强了动手实践。作为高职院校电子信息专业的教师，从事模电的教学多年，也总结了许多的经验，感触最深的就是仿真软件在模电教学中的应用很重要，对学生学习模电激发了兴趣，使抽象的理论知识变得直观、生动、易懂。仿真软件很多，在这我推荐使用Multisim软件。

1 使抽象的理论知识变得直观易懂

模拟电子技术内容抽象，针对高职学生的素质和知识基础特点，引入仿真软件，可以在教学过程中随时进行试验模拟，使学生能够直观的看到试验结果，理解所学的知识。例如，模拟电子技术很重要的一个章节是放大电路，以往教师在进行讲解的过程中，主要是靠解说或者配有电路图，而整个过程需要学生在头脑中想象，对于高职的学生来说，本身的物理、数学知识就薄弱，所以很难理解这块知识。而引入仿真软件后，教师在讲课的过程中就可以边讲解边进行试验演示，实验结果一目了然，不需过多的解释，学生就自然明白了放大电路的放大原理和放大过程。放大电路有三种组态，分别是共射极电路、共基极电路和共集电极电路，这三种电路的放大功能各不相同，各自有各自的特点，如果让学生纯粹记忆的话，很容易弄混，不理解的记忆也会很快的忘记。引入仿真软件后，这三种电路的放大特点通过实验现象很容易就记住了，并且学生通过自己操作连接电路，对三种放大电路的特点也就记住了。所以仿真软件的引入大大提高了教学效率，并且也激发了学生的兴趣，使模拟电子技术课程不再是一门纯理论课，而变成一门实验技能课程。

2 使课程设计的制作过程更加简单

近几年高职院校教学改革，提出项目教学，让学生在“学中做、做中学”。为此，模拟电子技术的课程内容都寄托于每一个项目中，通过每个项目的实际制作来理解相关知识的具体应用。引入仿真软件，使制作项目的过程更加的简单，电路设计和调试过程变得不再繁琐，大大节约了产品制作成本和制作时间，提高了制作效率。例如，直流稳压电源的制作，这个项目涉及到三个模块，分别是整流电路、滤波电路和稳压电路。设计直流稳压电源电路时，采用仿真软件可以分模块的进行电路设计和调试，通过元器件的更换和参数设置，最终设计出直流稳压电源的电路，没有问题后，再购买元器件和进行制作，只要焊接工艺过关，结果就没有问题。这样就省去了对电路反复的测试和调试，也节约了大量时间，提高学习的效率和兴趣。学生通过仿真软件还可以提出各种设计电路，并能很快的通过测试观测结果是否正确，这样也提高了学生学习的兴趣和学以致用的成就感。同时提高了学生分析解决问题的能力和创新思维的培养。

3 使课程的学习不再局限于实训室和教室

高职院校的教育改革思路是坚持“以就业为导向、以能力为本位、以学生为主体”，重在培养学生的实践能力，理论知识以“必需、够用”为原则。为此，高职院校的课程学习一大部分从教室搬到了企业进行，但是实训室无法搬移实训室，这样就为课程的学习带来了许多不便，而仿真软件的使用恰到好处的解决了此类问题，学生只需一台电脑就可以把实训室带到企业或者校外等任何地方，为学生随时随地的学习和实验带来了方便。

4 仿真软件不能完全取代实践教学

Multisim仿真软件虽然能很好的辅助教学，激发学生电路设计的兴趣。但是仿真软件不能完全取代实践教学，它也有其不足和有待完善的地方。如果学生一味的只在仿真软件上做实验，那么学生就会缺乏对真实元器件的封装、性能检测等方面的知识。教师一定要协调好仿真软件和实践教学之间的关系，使仿真软件真正服务于教学，帮助学生理解理论知识，提高学习效率，激发电路设计兴趣。

5 结束语

Multisim软件以其强大的功能和丰富的内容为高职院校模拟电子技术的学习带来了方便，同时也为教师的教学提供了直观的教具，也为学院实训室的建设节约了大量成本。但是仿真软件的使用还不能完全替代实训室，它也存在着不足和有待完善的地方，教师在使用仿真软件的同时也要加强学生对真实仪器设备和元器件的熟悉和使用，只有合理使用仿真软件，才能使模拟电子的教学达到最佳的效果，才能最大的发挥仿真软件的辅助功能。教师只有在教学中不断地摸索和实践才能使仿真软件和实践教学有机结合，取其所长，为师生的学习创造条件和达到最好的效果。

参考文献：

[1]胡建明.仿真软件在模拟电子技术教学中的应用[J].考试周刊，2011（61）.

[2]于京生，陈永志，康元元.仿真软件在模拟电子技术教学中的应用[J].石家庄学院学报，2011年11月第13卷第6期.

[3]陶彪，南光群.Multisim仿真软件在模拟电子技术教学中的应用[J].科技信息，2012（08）.

电路仿真软件在电子线路中的应用 篇7

1 仿真是设计电子电路和系统的有效手段

电子工程电路及其组成的系统主要功能是能源变换、传递过程的控制。要变换的是电力形态, 控制方法靠电子线路。系统品质在20世纪80年代中后期有了飞速的提高。究其原因则是借助于计算机仿真技术。在使用计算机来进行仿真时, 选择合适电路设计软件会使该问题得到一定的解决, 前段时间的软件多是解决线性、连续工作的稳态电路。本文介绍的PSpice软件, 既可解决线性电路, 也适合非线性电路;既可解决模拟电路, 也适合数字电路;既可解决连续状态工作问题, 也适合不连续状态工作的问题;既可解决连续稳定工作电路, 也适合开关调节的启动工作电路。总之, 电子工程电路均可仿真。仿真时, 要读取电路中任何一点电流、任何两点间的电压都很容易, 还可以进行频率响应、频谱分析、温度分析、参数变化分析、蒙特卡罗分析、最坏情况分析、噪声分析等等。可以说, 后面几种分析在实验中是无法模拟进行的, 加之, 仿真软件是在计算机上运行, 所以有使用方便、简单的优点。由此可见, 如此复杂的系统工程, 只有充分利用计算机处理综合信息才能迅速得到成效。仿真的必要性、有效性可见一斑。

2 PSpice仿真软件在电子线路中的举例应用

在仿真软件中, 种类极多, 本文主要举例Pspice仿真软件, 探讨了仿真软件在电子线路中的应用。Pspice可用于模拟电路、数字电路及数模混合电路的分析及电路优化设计。它可以在制作实际电路之前仿真该电路的电性能, 如计算直流工作点 (Bias Point Detail) , 进行直流扫描 (DC Sweep) 与交流扫描 (AC Sweep) 显示检测点的电压电流波形等, 也可估计元器件变化 (Parametric) 对电路造成的影响及分析一些较难测量的电路特性, 如进行噪声 (Noise) 分析, 进行电路优化设计等等。用PSPICE对一低通滤波器进行瞬态分析, 用.PROBE命令绘出V1和C3的波形。

2.1 编辑原理图

首先在Windows界面下的PSPICE程序组中。

双击Schematics, 进入原理图编辑, 画出图1。

2.2 仿真计算首先须进行仿真分析的设置

本例的仿真内容为瞬态分析, 在Schematicss主菜单下, 用鼠标单击分析 (Analysis) 中的设置 (Setup) , 选中瞬态分析Transient设置 (在选项前的小框内打勾) , 并将Print Setup设为10us, 将最终时间Final Time设为3ms, 然后退出。接着就可以点中Analysis中的Creat Netlist建立电路网络表, 此时, 会要求存盘, 并自动进行电路检查 (Electrical Rule Check) , 如有错误将给出提示。最后就可以点中Analysis中的仿真计算Simulate (或按快捷键F11) 进行仿真。在仿真过程中, 会看到界面。计算结束, 可点中该界面的File下的Examine Output检查仿真结果。

2.3 波形显示

计算结束后, 进入Probe (可通过主菜单的选项Option设置自动进入, 也可在Analysis中点中Run Probe运行) , 选择增加 (Add) 曲线 (Trace) 在给出的菜单中选V1、V (C3:2) 、V (C3:1) , 显示如图2的波形。

总之, 从对低通滤波器电路瞬态分析的仿真过程及结果分析, 我们可以看到, PSpice确实是一个优秀的模拟实验平台, 见图2。

利用它, 可以完成许多电子技术中电路的实验和测试, 而且其修改和优化设计都很方便、快捷。这一点对于从事电子、信息工程和自动控制工程等领域的设计人员具有很高的使用价值。

3 电路仿真软件在电子电路中的应用

电子电路仿真软件在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。

在教学方面, 几乎所有理工科 (特别是电子信息) 类的高校都开设了仿真软件课程。主要是让学生了解仿真的基本概念和基本原理, 掌握逻辑综合的理论和算法、使用仿真软件进行电子电路课程的实验并从事简单系统的设计。一般学习电路仿真工具PSpice和Matlab等, 为今后工作打下基础。科研方面主要利用电路仿真工具 (Matlab或PSpice或saher) 进行电路设计与仿真;利用虚拟仪器进行产品测试;将CPLD/FPGA器件实际应用到仪器设备中;从事PCB设计和As IC设计等。在产品设计与制造方面, 包括前期的计算机仿真, 产品开发中的仿真软件的应用、系统级模拟及测试环境的仿真, 生产流水线的仿真技术应用、产品测试等各个环节。如PCB的制作、电子设备的研制与生产、电路板的焊接、ASIC的流片过程等。

从应用领域来看, 仿真技术已经渗透到各行各业, 包括机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域, 都有仿真技术的应用。另外, 仿真软件的功能日益强大, 原来功能比较单一的软件现在也增加了很多新用途, 进而使得仿行, 而且能够在一定条件下, 实现零电流软开关、大大减小了开关损耗。另为, 这种拓扑结构是创新型的, 由于PFC的引入使得对电网的谐波污染大大减小, 同时可以实现在110V、220V不同电压下工作。值得注意的是, 该拓扑结构控制简单。这个电源还利用了DSP实现了数字PID实时控制, 使其能良好工作和实现远程通信。

4 结语

随着计算机通信技术、网络技术、数据库技术、面向对象技术、Internet技术以及软件标准化技术的飞速发展, 电子系统仿真软件将向网络化、专业化、实时化和具有更高的开放性、可移植性和可扩展性方向发展。电子系统仿真软件也将逐步向全过程动态仿真和大规模实时仿真系统方向发展。

摘要：近年来, 电路仿真软件在电子线路中得到了广泛的应用, 尤其是PSpice仿真软件、Saber仿真软件等, 更是得到了迅速的发展, 本文主要研究了电路仿真软件在电子线路中的应用, 并且举例PSpice仿真软件的应用状况, 探讨了仿真软件在电子线路中的发展。

关键词：电路仿真软件,电子线路,PSpice仿真软件

参考文献

电子仿真软件 篇8

一、软件概述

1. Multisim软件

Multisim软件是一种专门用于电路仿真和设计的EDA系统工具。它是介于电子线路理论设计和实际运作之间的有效的虚拟工作平台,功能强大:不仅仅具有电路设计的功能,还能对整个电路信号及系统进行仿真分析。还能将由它设计的电路图直接输出给目前流行的电路辅助设计软件如Protel、Orcad等用来设计电路板。该软件可以设计、仿真、演示各种电子电路,其中包括:电工电路、模拟电路、数字电路、高频电路等。可以根据需要设置各种电路故障并对其进行分析;另外有丰富的元件库和虚拟测试的仪器仪表,操作方法与实物非常相似,有利于学生的学习和仪器仪表操作技巧的熟练。

2. Protel 99SE软件

Protel 99SE软件作为当今最为流行的EDA软件,其完善的电路设计功能,深受电子线路设计人员以及电子爱好者的喜爱。2001年推出Protel 99SE—具有PDA功能的强大的EDA综合设计环境,它具有原理图设计、P C B电路板设计、层次原理图设计、报表制作、电路仿真以及逻辑器件设计等功能。其自身强大的功能,大大提高了电子线路设计的效率,成为广大电子线路设计工作者首选的计算机辅助电子线路设计软件。

二、单管放大电路设计实例分析

1. 搭接电路

在Multisim运行环境下,建立如图2所示的单管放大电路,各元件参数的选择如图1所示。Multisim中电路元件有实际元件和虚拟元件之分,为了Protel软件能直接利用该电路图,注意使用实际元件。为了方便的设置静态工作点,将R1选择为可变电阻。为方便分析,可以为电路设置连接点序号,具体操作是:执行命令OptionssheetProperties在弹出的对话框中选择Circuit标签,在Net Names区中选中“Show All”,即可在建立电路时显示连接点序号。

2. 静态工作点调试分析

改变电路中R1的阻值可以实现电路静态工作点的调整。在Multisim中,按A键R1的值增加,按Shift+A使R1的值减小,根据自己设置的增减百分比,使阻值从0~100%变化。通过观察示波器上得到的最大不失真波形,测量出电路的最佳静态工作点。点击SimulateAnalysesDC Operating Point(仿真分析直流工作点)命令,在弹出的对话框中进行设置。在Output标签中,左边“Variables in circurt”(电路变量)下的显示框中选择需要分析的变量,并把它添加到右边“Selectde variables for”(分析所选变量)显示框中。本例中分别将R1调节到10%、40%、70%,对电路进行静态工作点分析,得出静态工作点参数(见表1)。

3. 交流分量的分析

从上面静态工作的参数分析可以知道,大概R1在40%的时候,静态工作点比较理想。就以此情况下的工作点做交流分析。

(1)交流分量的分析

在运行情况下,我们可以通过点击XSC1(示波器)进行参数的测量与分析。在弹出的示波器屏幕上,可以找到两个游标轴1和2。移动游标1指到A通道的波峰上;移动游标2指到B通道的波峰上,从示波器的显示可以看出,此时T1、T2分别为28.036mV和-1.934V,A通道峰值即输入电压幅值为28.036m V,B通道输出电压幅值为-1.934V,负号表示输入输出信号间的相位相差180°从而我们可以进行一下分析:第一,可以得出信号的周期(频率)为1K H z,输入与输出信号反相,可以得出该电路是反相放大电路;第二,电路的放大倍数可以直接由AU=U0/UI=69,具体如图2所示。

(2)电路的频率特性分析

点击虚拟仪器频率特性分析仪如图接好,点击XBP1,在弹出的屏幕上可以看到,由于耦合电容和晶体管结电容的影响,在频率很低和很高时,电路放大倍数会按一定的规律下降,借助游标得到中频段(平坦波形处)的电压放大倍数为37.023d b,此时所对应的频率为2.887KHz。再用游标分别找到低频端和高频端电压放大倍数下降到3d b时所对应的频率点,分别记录下限频率51.479Hz和上限频率11.743MHz,则可以直接得到电路的通频带BW=11.743MHz~51.479Hz,(如图3所示)。

4. 导出网络表

以上就是完成对单管放大电路的设计和仿真,接下来可以进行电路板制作,这里我们可以选用比较流行的Protel 99SE软件。在这个方面,Multisim很好的与Protel 99SE兼容。具体操作如下:点击菜单栏上Transfer,选择Transfer to other PCB layout,弹出对话框(如图4所示)。

注意保存类型的选择,在此我们选择Protel PCB(*.NET),填写文件名,存盘即可。这样就生成网络表,网络表是连接电路图与P C B板之间的桥梁。下面的任务就是根据网络表进行PCB板制作了。

5. 网络表修改

首先在Protel 99SE中打开前面生成的网络表,如图5所示。在网络表中,每个中括号内的内容是各个元件的参数。第一行是元件的编号;第二行是元件的封装;第三行是元件参数值。由于生成的网络表是在Multisim 8.0中生成的,封装与Protel 99SE中的不一致,需要将其修改成Protel 99SE中适用的封装。方法是:将第二行元件封装直接修改成P r o t e l99SE中有的封装,然后存盘即可。

6. PCB制版

将修改好的网络表加载到P C B文件中去。在没有错误的情况下,元件的封装就加载到设计好的电路板中去了。然后对电路元件封装进行布局。布局完成后,对电路板的布线的层设置,具体可在Design/rule/routing layer中设置。就本例而言,电路板比较简单,设置为单面板就可以了。还可以对电路走线规则进行设置,因项目不同而不同。一系列的设置完成后,最后布线完成即可。最终电路板PCB板图如图6所示。最后执行file/export导出PCB板文件,就可以送出去加工了。

三、结束语

以上通过单管共射放大电路简单的实例,系统地介绍了这两种软件的使用,在电子线路课中引入这两种软件,可以提高学生学习的兴趣,增强学生的动手操作能力。在教学过程中,教师应该多找些实际案例,在实际训练中提高学生的能力。真正做到“以就业为导向,以服务为宗旨”的职业教育理念,让学生具备熟练的职业技能,在走上职业岗位之后具有可持续发展的能力,具备一定的理论基础,成为企业的操作型高技能人才。

参考文献

[1]张瑾,张伟,张立宝.电路设计与制版Protel99SE入门与提高[M].北京:人民邮电出版社,2007

[2]赵小阳,聂典.Multisim8计算机仿真在电子电路设计中的应用[M].江苏:南京理工大学出版社,2003

[3]赵丽.Multisim技术在电子实验中的应用[J].中国教育技术装备,2008,9

[4]郭勇.EDA技术基础[M].北京:机械工业出版社,2005

电子仿真软件 篇9

关键词：高职学院,仿真软件,Multisim,电子设计

随着科学技术的迅速发展，社会需求大量高素质应用型、技能型的人才，为适应这种需求，高职学院用传统的实验板教学已不能满足学生们专业技能的拓展和创新，而运用现代仿真软件恰可弥补此不足，以适应培养学生高超的专业技能水平，满足社会需要。

1 使用仿真技术的前提

Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司出品的电路模拟软件，V5以前的版本称为Electronics Workbench，从V6开始改为Multisim。在教育界比较流行的Multisim 2001版属于V6版本，目前最新版本是Multisim 11。Multisim从V5到V6的功能有很大的扩充，特别是增加了VHDL和Verilog模块，使它成为真正的“数模、VHDL、Verilog”的混合电路模拟软件。Multisim 11教育版专注于教学，内有电路教程和课件。这一系统帮助提高学生学习兴趣，用互动、动手操作的方式研究电路行为，深化电路理论。由于Multisim的交互式组件、模拟驱动仪器、实际的模拟和数字测量的整合，使Multisim应用范围更广。Multisim 11在功能基础上还具有通过从一个可编程逻辑器件(PLD)原理图中导出原始VHDL语言，简化数字电路教学;用所要求的新的AC单频分析指导动手电子实验;与NI教学实验室虚拟仪器套件(NI ELVIS)教学原型平台结合，将仿真数据和实际测量关联。实际运用中我们可以看到此软件的强大功能。

随着电子设计自动化技术的发展，开创了利用“虚拟仪器”、“虚拟器件”在计算机上进行电子电路设计和实验的新方法。目前“虚拟电子实验台——Multisim”较为优秀，其应用逐步得到推广。这种新型的虚拟电子实验技术，在创建实验电路时，元器件和测试仪器均可以直接从屏幕图形中选取，而且软件中的测试仪器的图形与实物外形基本相似。利用Multisim仿真软件进行电子技术实验教学，不仅可以弥补实验仪器、元器件短缺以及规格不符合要求等因素，还能利用软件中提供的各种分析方法，帮助学生更快、更好地掌握教学内容，并能熟悉常用的电子仪器的测量方法，进一步培养学生的综合能力和创新能力。

2 仿真软件在电子技术教学中应用的必要性

《模拟电子线路》是一门理论与实践结合很强的学科，也是一门相当枯燥无味的学科。教师在教学过程中，务必要处理好一点，就是一定要把理论教学融化到实践教学中去，处理好两者之间的关系，只有抓住这一环节，才能更好的激发学生对这门学科的兴趣，使学生不但能学到深入的理论知识，而且还能培养学生的动手能力。在高校中，同学们普遍反映这门学科非常抽象，难理解。如果有些学生的基础本来就不好，那学习起来就更吃力了。但他们对自己设计制作电子电路普遍有很高热情和兴趣。针对这种现状，在教学中要因势利导，扬长避短，精心设计教学内容，应用Multisim对单元电路和设计电路的仿真必不可少，不但加深对单元电路的理解而且加强学生实践技能培养，更能发展学生的专业爱好。

在上完《数字电子技术》中组合逻辑电路的分析及设计这一章，学生对如何设计组合逻辑电路脑子仍一片空白，我们可以利用仿真软件来设计一个简单的项目，这样从结果中不但使同学们对知识有更深理解，而且知道怎样的一个设计过程，为将来走上工作岗位打下坚定基础。通过所做的项目确定设计方法，应用仿真软件实施计划，最后检查验收。通过应用Multisim对设计进行逐步实施，设计完毕，同学们开始进行自我评估，结果有的同学可以演示该电路的实际功能，但有的同学在项目设计过程中却出现这样或那样的问题，还有的同学只能做出电路但不能和实际联系起来，我和同学们一起检查电路，分析出现的问题，提出解决的办法，并由此讲解该电路的实际应用，同学们都感到收益颇深。对仿真实验设计我充分肯定了同学们的成绩，同时同学们更深层次意识到应用仿真软件的必要性。深深体会到Multisim具有直观、方便的操作界面，创建电路、选用元器件和虚拟测试仪器等均可直接从屏幕图形中选取，而且提供的虚拟测试仪器非常齐全，其外观与实物外形基本相似，操作这些虚拟设备如同操作真实的设备一样。不仅如此Multisim还具有较为完善的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳定分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析等。此外，还可以对被仿真电路中的元件设置各种故障，以便观察到故障情况下的电路工作状态。从实际运用情况来看，提高了同学们对电路图的理解，从简单到复杂，能理论联系实际，避免了根据电子套件做出了作品，而分析电路原理困难的问题，在此基础上学生的技能水平更上一个台阶。

3 用Multisim进行实施电路设计实验的过程

1)构造和测试电路分为以下几个步骤：

(1)根据电路设计的内容从元件库选择元件放到工作区;

(2)将工作区中的元件按照电路布局进行放置，用导线将元件连接起来，并设置好元件参数和模型;

(3)根据需要在电路中观测的节点放置连接电压表、电流表、示波器、信号发生器等观测仪器。

2)电路创建完毕，电路仿真运行

点击“运行”开关后，就可以从示波器等测试仪器上读得电路中被测数据。整个仿真运行过程可分成以下几个步骤：

(1)数据输入：将已创建的电路图结构、元器件数据读入，选择分析方法;

(2)参数设置：检查输入数据的结构和性质，对参数进行设置;

(3)电路分析：对输入信号进行分析，形成电路的数据值，并将所得数据送至输出级;

(4)数据输出：从测试仪器如示波器、万用表上获得仿真运行的结果。

可见学生用Multisim进行电子虚拟实验操作简单方便，避免搭建繁琐的电路，现象直观，结果精确，效率高。

4 结束语

仿真软件推动了教学的改革，改变了教学的模式，它在教学中既发挥了教师的主导作用又体现了学生的主体作用，高职教育随着社会的发展而变化，培养出来的人才更能够适应社会的需要，从仿真项目实验中，可以看出，用Multisim进行电子虚拟实验非常方便，结果非常精确。这对电子技术教学是一种很好的辅助手段，并且还为学生进行综合性、创造性设计提供了一个广阔空间。随着Multisim应用的推广和深入，其必将在电子技术专业辅助教学中发挥重要的作用。

参考文献

[1]Interactive Image Technology Ltd.Multisim V7User Guide[M].Canada,2003.

[2]郑步生,吴渭.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M].北京:电子工业出版社,2002.

电子仿真软件 篇10

随着电子技术的发展,电子元器件的种类越来越多,集成度越来越高,所设计电路的复杂程度也相应提高,而电子产品的更新周期却越来越短,因此,传统的电子电路设计模式就会暴露出许多的局限性:经济与效率的局限性。传统的设计方法除了设计周期过长以外也不经济;教学效果的局限性:传统的教学模式通常是用板书方式向学生讲解原理部分,不能进行仿真教学,效果较差;学生自主学习的局限性:传统的实物设备较笨重,学生只能在课堂上接受知识,不能像仿真教学,设计电路可以装在笔记本电脑中,学生随时带到任何一个地方,方便自主学习;实验安全的局限性:专业课程教学中,有时候需要进行故障模拟实验,例如电子电器中的极限电压实验、电子制作完成后加电实验、电器故障模拟实验等。这些实验有些将破坏实习件,有些具有安全隐患。如何克服上述局限性,由于目前在国内这一课题的研究并不深入,主要是职业院校的一线教师,尤其是电类专业老师在该领域做了一些教学研究,从理论的深度、实践的广度上都是很有限的,因此目前也未取得整体的效果[1]。为了克服上述局限性,现在,许多工科院校都在电路实践教学改革中引入了电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)技术。借助EDA软件,除了可以完成传统的设计外,还可进行多种常用测试。利用EDA软件进行的电路设计与仿真已经成为现代电子技术Multisim是一个专门用于电子线路仿真与设计的EDA工具软件,Multisim的前身是EWB(Electronics Workbench)软件,是美国国家仪器公司下属的ElectroNIcs Workbench Group推出的交互式SPice仿真和电路分析软件,专用于原理图捕获、交互式仿真、电路板设计和集成测试[2]。本文要介绍的是如何用Multisim 10.0电路仿真软件设计与实现电子电路。

1 Multisim 10.0的主要功能及特点

用Multisim软件设计电子电路,如同在实验室面包板上搭接电路,且不受元器件种类、数量和测试仪器的限制。Multisim软件能达到搭建电路,仿真分析,使设计与实验同步,边设计边仿真,调试修改方便;仿真实验中不消耗实际的测试仪器和元器件,实验成本低,实验速度快,从而达到事半功倍的效果[3]。软件能完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程,从而为电子系统的设计、电子产品的开发提供了一种全新的手段和便捷的途径。它包含电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。为适应不同的应用场合,Multisim推出许多版本,如EWB(Electrical Work-bench)、Multisim2001,Multisim 7,Multisim 8,Multisim 9,Multisim 10等[4]。正因为有这个优势,所以在高等院校专业教学中有广泛的认知基础。Multisim10.0提炼了SPice仿真的复杂内容,使用者无需懂得深入的SPice技术就可以很快捕获、仿真和分析新的设计,使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术,使用者可以从理论到原理图捕获与仿真,再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

作为Windows下运行的个人桌面电子设计工具,Multisim是一个完整的集成化设计环境。它具有如下特点:

(1)具有直观的图形界面:整个操作界面就像一个电子实验工作台,绘制电路仿真所需的测试仪器和所需的元器件均可直接拖放到屏幕上,轻点鼠标可用导线将它们连接起来,软件仪器的操作方式和控制面板都与实物相似,测量波形、数据和特性曲线,与真实仪器上看到的完全一样。

(2)具有一个庞大的元器件库。具备如基本元器件、信号源、模拟集成电路、数字集成电路、控制部件、指示部件等各种元器件。

(3)具有强大的仿真能力:既可对数字电路或模拟电路分别进行仿真,也可进行数/模混合仿真,尤其是新增了射频(RF)电路的仿真功能。仿真失败时会显示出错信息、提示可能出错的原因,仿真结果可随时打印和储存。

(4)强大的分析功能。提供了14种仿真分析方法,如直流工作点分析、交流分析、失真分析、瞬态分析、噪声分析、直流扫描分析、参数扫描分析、温度扫描分析、零极点分析、传递函数分析、后处理分析、傅立叶分析等。

(5)强大的虚拟仪器功能。如万用表、示波器、字信号发生器、瓦特计、扫描仪、失真仪、网络分析仪、逻辑转换仪等。

(6)VHDL/Verilog设计输入和仿真。Multisim软件将VHDL/Verilog的设计和仿真包含进去(选件),使得仿真与模拟电路、数字电路的设计和大规模可编程逻辑器件的设计和仿真融为一体,突破了原来大规模可编程逻辑器件无法与普通电路融为一体仿真的瓶颈。

(7)可以与电路板设计软件无缝连接。Multisim软件的设计结果可以方便的导出到电路板设计软件中进行电路板走线。

(8)远程控制功能。Multisim软件支持远程控制功能,不仅可以将Multisim软件的界面共享给其他人,使其他人在自己的计算机上看到控制者的操作情况,而且还可以将控制权交给其他人,让其操作该软件,这样可以实现交互式教学,特别适合电子线路的教学。

2 Multisim环境下的电路设计与仿真分析方法

电路设计用Multisim 10.0进行电路设计,无需专门学习计算机控制语言和各种输入输出指令,无需编写电子电路图的程序,其逼近真实的集成实验环境,好像在实验室搭接电路。只需在Multisim 10.0电路设计窗口内放置所设计的虚拟电子元件和虚拟仪器,并用连线和节点连接相应的虚拟元器件与仪器仪表的测量接口,就能从虚拟仪器仪表上观察到各种仿真波形和参数的结果,非常直观方便。笔者在近几年的教学中研究了采用电子学仿真教学来完成理论教学和部分实践教学,发现仿真教学能够收到事半功倍的效果,在有限的学时内将大量的知识传授给学生。学生通过使用仿真软件自主地进行实验和问题探讨,能有效地培养学生的自学能力,夯实理论基础。

以实际电路语音放大器的输入电路设计为例,其设计步骤如下:

(1)进入Multisim 10.0工作环境界面,可方便放置元件和仪表:从“Basic”元件箱中调出电阻、可变电阻、电解电容,可变电容等元件,从“Source”元件箱中调出直流电压源和接地符号,从“Transistor”元件箱中调出晶体管等,从工作界面的右侧仪器箱中调出“双踪示波器”、“函数发生器”、“数字万用表”等。按照电路原理图排列各个元件。

(2)电路布线:将鼠标器放于元件管脚上或仪器接口上,鼠标指示变为“+”形状后,移动鼠标至另一元件管脚,即完成两者之间的连接。

(3)设置参数:用鼠标双击被编辑的元件,在弹出的对话框中设置元件参数。如晶体管的典型值为β=100,要将其修改为β=80,则只要双击该晶体管,点击Value页上EditModel按钮,出现EditModel对话框,将其中的BF=100改为BF=80即完成对晶体管的β值的修改。利用软件绘制后的输入放大电路仿真连线图见图1。

3 仿真分析

(1)观测输出波形进入仿真电路图如图1所示。启动仿真开关,调节图中信号发生器XFG1,使其输出为峰值电压Uim=100mV,频率f=1kHz的正弦交流信号。将此信号送入输入放大电路的输入端,并用XSC1示波器观测该电路的输出波形和电压,估算放大倍数。图2为输入、输出电压波形仿真图。

(2)测量静态工作点断开电容C11,C12,用XMM1,XMM2,XMM3,XMM4仿真万用表分别测量电路中第一级放大电路的静态工作点,即UBQ,UBEQ,UCEQ,ICQ的值,实验测量结果如图3所示,记录各电压、电流表的值,如表1所示。

由表1可得出如下结论:

测量静态工作点的目的是检测晶体管的工作状态,从仿真测量值看,虽然理论值与测量值有一定的误差,但是还是能正确地分析得出该放大电路处于正常放大工作状态。

(3)测量交流参数。测量第一级放大电路交流参数Au1,Ri1。R01。断开第二级电路,接上C11,C12及负载RL(取RL=600Ω)。

将输入信号Uim(Usm)接入电路的输入端,用XSC1仿真示波器观看输出波形,如图4(a)所示,并用仿真万用表分别测量带载和空载时,输出电压Uo1,Uo1′的值,如图4(b)所示,估算出Au1,Ri1,Ro1,将测量值及估算结果记录见表2。

估算公式如下:Au1=Uo1/Ui1,Ri1=Ui/(Us-Ui1)Rs,R0=(Uo′/Uo-1)RL。

由表2可得出如下结论:

(1)带载后的输出电压比空载时的输出电压要小。说明带载后的放大倍数也会比空载的相应减小。

(2)输入放大电路的输入电阻比输出电阻大很多,说明该电路从信号源索取的信号较大,带负载能力较强。

测量输入放大电路交流参数Au,Ri,Ro。接上第二级放大电路、C14及负载RL,将输入信号Uim(Usm)接入电路的输入端,用XSC1仿真示波器观看输出波形,并用交流毫伏表测量带载和空载时,输出电压Uo,Uo′的值,估算出Au,Ri,Ro,将测量值及估算结果记录表3中。仿真图和图4相似。

4 仿真结果分析

比较表2与表3的结果,可以看出:加入第二级射极跟随器后,空载时,输出电压变化不大,说明加入射极跟随器的目的是减少前后级之间的影响,起到缓冲的作用;而带载后变化明显,放大倍数比原来提高接近一倍,说明负载对放大倍数的影响较大。

5 结语

根据我院电气自动化类专业群基本能力培养方案,“发电厂及电力系统”省级特色专业岗位群的任务要求,构建基于“四大能力平台”的全程式基本能力考核与测评方案,优化学生的知识结构,加强学生综合素质的培养。同时根据研究课程对应的岗位技术任职要求,创新课程教学内容与标准;以岗位工作过程为导向,开发项目化的课程教学新体系。在教学设计过程中,为了确保课程体系的实用性和先进性,加入Multisim 10.0电路仿真软件设计与实现电子电路,是我院电子技术课程的一项教学改革,它可以营造一种准工作学习环境,大大提高教学质量,充分激发和培养学生自主学习能力,培养学生学习的乐趣,有利于学生加深理解和掌握书本理论知识,更能使他们懂得怎样灵活应用这些知识,既训练了操作技能,又培养了工作能力,充分体现高职教育“以能力为本的”的价值取向,使培养出的人才更能适应社会的需要。Multisim高品质的性能、强大的分析能力使设计者轻松愉快、卓有成效地完成设计任务。同时,希望通过本文,逐渐引起教育技术界对这一课题的兴趣,更多人加入到这一课题深入持久的研究中来,使之取得实质性的进展。学生学会使用Multisim10.0电路仿真软件设计与实现,能使学生的综合素质得到全面的提高,为学生走上工作岗位后,尽快适应企业的要求打下坚实的基础,从而为实现零距离就业准备了知识、技能和相关的职业素养[5]。

摘要：应用仿真系统对电子技术方面进行测量和验证,可以改革传统设计模式,提高实验效率,启发和拓宽开发者的思路。在此通过介绍Multisim软件的功能、特点,并结合电子电路实例叙述其设计、仿真与分析的具体运用。通过分析证明其有利于创新课程教学内容与标准,有利于充分激发和培养学生自主学习能力及学习的乐趣,同时也说明Multisim是一种功能强大的电子电路仿真软件。

关键词：电子设计自动化,电路设计,电子仿真,Multisim软件

参考文献

[1]李鹏.仿真教学在高等职业教育中应用研究[D].济南:山东师范大学,2008.

[2]周润景,郝晓霞.Multisim&LabVIEW虚拟仪器设计技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.

[3]白玉成.基于MULTISIM仿真电路的设计与分析[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2010.

[4]姜俐侠.模拟电子技术项目式教程[M].杭州:浙江化学工业出版社,2011.

[5]高见芳.关于高职电子专业能力的培养探讨[J].当代教育论坛:教学版,2010(10):62-65.

电子仿真软件 篇11

【关键词】电工与电子技术 实验教学 Multisim仿真软件

一、传统电工与电子技术实验的局限性

电工与电子技术课程内容跨度大且抽象，理论性和实践性均很强，必须通过实验教学才能将理论和实践很好地结合起来，在实验中巩固和理解理论知识，更重要的是培养学生对电路的分析设计能力和解决问题的能力。所以电工与电子技术实验是整个教学过程中十分重要的环节。

但是传统的实验教学往往存在着一些局限性：传统实验设备易磨损老化且淘汰率较高，定期维护与更新需耗费大量的时间、人力和财力；学生素质和动手能力参差不齐，连接电路时极易出错造成元器件及设备损坏；有限的设备和教学学时不能满足学生实验学习的需要；实验以验证型为主，方法陈旧单一，效果不够理想。

二、仿真软件介绍

随着电子电路分析与设计方法的不断改进，虚拟仿真技术作为一门新兴的计算机技术迅速崛起，出现了一批电子设计自动化软件EDA（Electronic Design Automation），尤其以美国NI公司的Multisim为代表，是目前最方便、最直观的仿真软件。Multisim拥有品种齐全的元件库、丰富的测试仪器仪表、完备的分析手段和强大的仿真能力。软件中直观的人机界面像一个电子实验工作平台，绘图所需的元器件和仿真所需的仪器仪表均可直接拖放到工作区，轻点鼠标即可完成导线的连接，软件仪器的控制面板和操作方式与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。

应用Multisim仿真软件进行虚拟仿真实验，方便、快捷、逼真，既可以解决上述传统实验中诸多不利因素，又可以作为传统实验的有益补充，激发学生对实验的兴趣，加深对理论的认识和理解，进一步提高学生的综合设计水平和创新能力。

三、Multisim软件在电工与电子技术实验中的应用

1 Multisim仿真实验实施方案

首先学生应熟悉仿真软件的使用方法和电路图的绘制方法；再根据实验内容和要求在虚拟元件库和仪器库中选择虚拟元器件和测试仪器，并设置相关的参数；进而绘制出实验电路图，运行仿真软件进行虚拟电路的测试；最后学生还要分析输出的测试数据与理论计算结果是否相符或是否满足设计要求。在整个虚拟仿真实验过程中，既能够锻炼学生的读图和绘图能力、增强对电路的感知，又能充分调动学生的积极性并培养创新能力。

2 应用实例

为某一燃油锅炉设计一个简单的组合逻辑报警电路：在燃油喷嘴处于开启状态时，若锅炉水温或烟道水温过高则发出报警信号。设计中用A、B、C三个输入变量分别表示燃油喷嘴、锅炉水温和烟道水温的逻辑状态，用输出变量状态表示是否发出警报信号。应用Multisim10.0仿真软件可以简化设计过程，即在软件特有的虚拟逻辑转换器（对话框如图1所示）中列出输入、输出变量对应的状态值（即逻辑状态表），虚拟逻辑转换器便可自动列写出对应的逻辑表达式，并按需要的门电路自动绘制出组合逻辑电路图（如图2所示）。学生可以将此结果与理论设计结果相比较，并用实验设备实际操作验证，最终得出实验结论。

图1 逻辑转换器对话框

图2 参考组合逻辑电路图

四、结语

将Multisim仿真软件应用于电工与电子技术实验，是实验教学有效的辅助手段，成为学生理论学习和实验教学的良好衔接。电工与电子技术仿真实验并不会代替传统设备实验，而是作为其有益补充。学生先对实验进行仿真，再用设备实际操作，可以少走弯路，节省时间，减少元器件的损耗，同时还可以打破地域和时间的束缚，充分调动学生自主学习的积极性，从而提高学生的电路分析水平和综合应用水平，培养动手实践能力和设计创新能力，把电工与电子技术的实验教学推上一个新的高度。

【参考文献】

[1]姜莉，马远新.基于仿真软件的虚拟电工电子实验室的建设[J].福建电脑，2010（6）：18-19.

[2]王连英.基于Multisim 10的电子仿真实验与设计[M].北京：北京邮电大学出版社，2009.

[3]王海波.基于Multisim仿真软件的电工电子实践教学改革[J].数字技术与应用，2011（9）：221-222.endprint

【摘 要】实验教学是电工与电子技术教学的重要环节，针对传统实验中存在的局限性，将Multisim仿真软件应用于电工与电子技术实验中，作为传统实验的有益补充，既可以充分调动学生的积极性，又有利于学生对理论知识的理解和创新能力的培养。

【关键词】电工与电子技术 实验教学 Multisim仿真软件

一、传统电工与电子技术实验的局限性

电工与电子技术课程内容跨度大且抽象，理论性和实践性均很强，必须通过实验教学才能将理论和实践很好地结合起来，在实验中巩固和理解理论知识，更重要的是培养学生对电路的分析设计能力和解决问题的能力。所以电工与电子技术实验是整个教学过程中十分重要的环节。

但是传统的实验教学往往存在着一些局限性：传统实验设备易磨损老化且淘汰率较高，定期维护与更新需耗费大量的时间、人力和财力；学生素质和动手能力参差不齐，连接电路时极易出错造成元器件及设备损坏；有限的设备和教学学时不能满足学生实验学习的需要；实验以验证型为主，方法陈旧单一，效果不够理想。

二、仿真软件介绍

随着电子电路分析与设计方法的不断改进，虚拟仿真技术作为一门新兴的计算机技术迅速崛起，出现了一批电子设计自动化软件EDA（Electronic Design Automation），尤其以美国NI公司的Multisim为代表，是目前最方便、最直观的仿真软件。Multisim拥有品种齐全的元件库、丰富的测试仪器仪表、完备的分析手段和强大的仿真能力。软件中直观的人机界面像一个电子实验工作平台，绘图所需的元器件和仿真所需的仪器仪表均可直接拖放到工作区，轻点鼠标即可完成导线的连接，软件仪器的控制面板和操作方式与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。

应用Multisim仿真软件进行虚拟仿真实验，方便、快捷、逼真，既可以解决上述传统实验中诸多不利因素，又可以作为传统实验的有益补充，激发学生对实验的兴趣，加深对理论的认识和理解，进一步提高学生的综合设计水平和创新能力。

三、Multisim软件在电工与电子技术实验中的应用

1 Multisim仿真实验实施方案

首先学生应熟悉仿真软件的使用方法和电路图的绘制方法；再根据实验内容和要求在虚拟元件库和仪器库中选择虚拟元器件和测试仪器，并设置相关的参数；进而绘制出实验电路图，运行仿真软件进行虚拟电路的测试；最后学生还要分析输出的测试数据与理论计算结果是否相符或是否满足设计要求。在整个虚拟仿真实验过程中，既能够锻炼学生的读图和绘图能力、增强对电路的感知，又能充分调动学生的积极性并培养创新能力。

2 应用实例

为某一燃油锅炉设计一个简单的组合逻辑报警电路：在燃油喷嘴处于开启状态时，若锅炉水温或烟道水温过高则发出报警信号。设计中用A、B、C三个输入变量分别表示燃油喷嘴、锅炉水温和烟道水温的逻辑状态，用输出变量状态表示是否发出警报信号。应用Multisim10.0仿真软件可以简化设计过程，即在软件特有的虚拟逻辑转换器（对话框如图1所示）中列出输入、输出变量对应的状态值（即逻辑状态表），虚拟逻辑转换器便可自动列写出对应的逻辑表达式，并按需要的门电路自动绘制出组合逻辑电路图（如图2所示）。学生可以将此结果与理论设计结果相比较，并用实验设备实际操作验证，最终得出实验结论。

图1 逻辑转换器对话框

图2 参考组合逻辑电路图

四、结语

将Multisim仿真软件应用于电工与电子技术实验，是实验教学有效的辅助手段，成为学生理论学习和实验教学的良好衔接。电工与电子技术仿真实验并不会代替传统设备实验，而是作为其有益补充。学生先对实验进行仿真，再用设备实际操作，可以少走弯路，节省时间，减少元器件的损耗，同时还可以打破地域和时间的束缚，充分调动学生自主学习的积极性，从而提高学生的电路分析水平和综合应用水平，培养动手实践能力和设计创新能力，把电工与电子技术的实验教学推上一个新的高度。

【参考文献】

[1]姜莉，马远新.基于仿真软件的虚拟电工电子实验室的建设[J].福建电脑，2010（6）：18-19.

[2]王连英.基于Multisim 10的电子仿真实验与设计[M].北京：北京邮电大学出版社，2009.

[3]王海波.基于Multisim仿真软件的电工电子实践教学改革[J].数字技术与应用，2011（9）：221-222.endprint

【摘 要】实验教学是电工与电子技术教学的重要环节，针对传统实验中存在的局限性，将Multisim仿真软件应用于电工与电子技术实验中，作为传统实验的有益补充，既可以充分调动学生的积极性，又有利于学生对理论知识的理解和创新能力的培养。

【关键词】电工与电子技术 实验教学 Multisim仿真软件

一、传统电工与电子技术实验的局限性

电工与电子技术课程内容跨度大且抽象，理论性和实践性均很强，必须通过实验教学才能将理论和实践很好地结合起来，在实验中巩固和理解理论知识，更重要的是培养学生对电路的分析设计能力和解决问题的能力。所以电工与电子技术实验是整个教学过程中十分重要的环节。

但是传统的实验教学往往存在着一些局限性：传统实验设备易磨损老化且淘汰率较高，定期维护与更新需耗费大量的时间、人力和财力；学生素质和动手能力参差不齐，连接电路时极易出错造成元器件及设备损坏；有限的设备和教学学时不能满足学生实验学习的需要；实验以验证型为主，方法陈旧单一，效果不够理想。

二、仿真软件介绍

随着电子电路分析与设计方法的不断改进，虚拟仿真技术作为一门新兴的计算机技术迅速崛起，出现了一批电子设计自动化软件EDA（Electronic Design Automation），尤其以美国NI公司的Multisim为代表，是目前最方便、最直观的仿真软件。Multisim拥有品种齐全的元件库、丰富的测试仪器仪表、完备的分析手段和强大的仿真能力。软件中直观的人机界面像一个电子实验工作平台，绘图所需的元器件和仿真所需的仪器仪表均可直接拖放到工作区，轻点鼠标即可完成导线的连接，软件仪器的控制面板和操作方式与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。

应用Multisim仿真软件进行虚拟仿真实验，方便、快捷、逼真，既可以解决上述传统实验中诸多不利因素，又可以作为传统实验的有益补充，激发学生对实验的兴趣，加深对理论的认识和理解，进一步提高学生的综合设计水平和创新能力。

三、Multisim软件在电工与电子技术实验中的应用

1 Multisim仿真实验实施方案

首先学生应熟悉仿真软件的使用方法和电路图的绘制方法；再根据实验内容和要求在虚拟元件库和仪器库中选择虚拟元器件和测试仪器，并设置相关的参数；进而绘制出实验电路图，运行仿真软件进行虚拟电路的测试；最后学生还要分析输出的测试数据与理论计算结果是否相符或是否满足设计要求。在整个虚拟仿真实验过程中，既能够锻炼学生的读图和绘图能力、增强对电路的感知，又能充分调动学生的积极性并培养创新能力。

2 应用实例

为某一燃油锅炉设计一个简单的组合逻辑报警电路：在燃油喷嘴处于开启状态时，若锅炉水温或烟道水温过高则发出报警信号。设计中用A、B、C三个输入变量分别表示燃油喷嘴、锅炉水温和烟道水温的逻辑状态，用输出变量状态表示是否发出警报信号。应用Multisim10.0仿真软件可以简化设计过程，即在软件特有的虚拟逻辑转换器（对话框如图1所示）中列出输入、输出变量对应的状态值（即逻辑状态表），虚拟逻辑转换器便可自动列写出对应的逻辑表达式，并按需要的门电路自动绘制出组合逻辑电路图（如图2所示）。学生可以将此结果与理论设计结果相比较，并用实验设备实际操作验证，最终得出实验结论。

图1 逻辑转换器对话框

图2 参考组合逻辑电路图

四、结语

将Multisim仿真软件应用于电工与电子技术实验，是实验教学有效的辅助手段，成为学生理论学习和实验教学的良好衔接。电工与电子技术仿真实验并不会代替传统设备实验，而是作为其有益补充。学生先对实验进行仿真，再用设备实际操作，可以少走弯路，节省时间，减少元器件的损耗，同时还可以打破地域和时间的束缚，充分调动学生自主学习的积极性，从而提高学生的电路分析水平和综合应用水平，培养动手实践能力和设计创新能力，把电工与电子技术的实验教学推上一个新的高度。

【参考文献】

[1]姜莉，马远新.基于仿真软件的虚拟电工电子实验室的建设[J].福建电脑，2010（6）：18-19.

[2]王连英.基于Multisim 10的电子仿真实验与设计[M].北京：北京邮电大学出版社，2009.

电子仿真软件 篇12

一、仿真软件简介

计算机仿真具有效率高、可靠性高和成本低等特点。仿真软件在教学中可以代替硬件实验电路，其强大的实时交互性、信息的集成性和生动直观性，可以为教学创设良好的平台，极大地激发学生的学习兴趣，有利于教师引导学生用科学的思维方法分析问题，提高学生的学习能力、探索和解决问题的能力。常用的仿真软件有Multisim、MATLAB、SIMULINK等几种[2,3]。

Multisim软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的E-DA工具软件。它是一个完整的设计工具系统，具有一个庞大的元件数据库，并提供原理图输入接口，可以进行从原理图到PCB布线工具包的无缝数据传输。Multisim易学易用，便于学生进行综合性的设计﹑实验，有利于培养学生的综合分析能力﹑开发能力和创新能力。

MATLAB是一套高性能的数值计算和可视化软件。它最重要的特点是易于扩展，允许用户自行建立完成指定功能的M文件，从而构成适合其他领域的工具箱，这大大扩大了MATLAB的应用范围。MATLAB作为编程语言可视化工具，具有丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据和图像处理及交互式编程等功能，可解决工程、科学计算和数学学科中的许多问题，目前在信号处理、控制系统的仿真和神经网络的研究等方面都有广泛的应用。

SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持连续、离散或者两者混合的线性系统和非线性系统，与传统的仿真软件用差分方程和微分方程建模相比具有直观、方便、灵活的特点。

二、仿真软件在课程群教学中的应用

可把仿真软件引入到教学中来，在课件中加入大量的仿真实例，应用仿真软件辅助课程教学，使理论随时得到验证，从而加深学生对知识的理解。例如将“MATLAB语言”、“SIMULINK”引入到信号与系统的教学中来，将“信号与系统”和“MATLAB语言”两门课程有机结合。利用PowerPoint、Flash及MATLAB语言等工具制作CAI课件，研制MATLAB演示程序，利用具有代表性的实例实时、动态地演示“信号与系统”的课堂讲授内容，提高学生的学习兴趣和理解能力。学生既可以较好地理解一些抽象的理论原理，又能将理论与应用结合起来，从而提高课堂教学效率。

将Multisim、SIMULINK引入到电路分析基础、电工电子技术教学中来，既使学生感受到电路动态与静态的真实状态，将抽象的内容直观化，又能提高学生的学习兴趣和分析能力，大大提高教学质量。图1为用Multisim进行信号发生器仿真的输出波形，图2为利用MATLAB对信号进行过采样后重建的结果。

三、结语

将仿真软件引入到电工电子课程群教学中来，可直观演示各种定律定理，激发学生的学习兴趣。应用仿真软件进行虚拟实验，突破了传统实验在时间和空间的限制，弥补了硬件实验的不足，提高了学生的综合性、创造性能力。

参考文献

[1]朱晓萍.应用型本科电工系列课程的教学改革与实践[J].中国电力教育, 2008 (4) .

[2]付扬.Multisim仿真在电工电子实验中的应用[J].实验室研究与探索, 2011 (4) .