Multisim电子技术

2024-06-03

Multisim电子技术(共12篇)

Multisim电子技术 篇1

1. 引言

长久以来,传统的电子技术教学是以理论教学为主,再加以实验和实训环节。这样的教学模式在某些程度上必然造成理论和实际的脱节。随着计算机的普及,利用计算机的仿真技术对电路进行设计、分析和调试已成为科学技术发展的必然。所以在教学中也应引入计算机仿真技术,把对传统的电子技术教学变成虚拟实验教学,从而提高教学质量。本文以常见的单管放大电路为例,用Multisim进行仿真分析,突出其优越性。

2. 利用Multisim软件开展主动探索教学

学习过程并非是一种机械的接受过程,在知识的传递过程中,学生是一个极活跃的因素。教师不仅要传授学生知识,而且要调动学生的积极性。传统的教学模式是黑板加粉笔,由老师书写、画图、讲解,学生听讲、想象、理解。当电路较复杂时,教学难免枯燥,学生易失去耐心,分散注意力,影响听课效果,也就会影响整个学习过程。利用Mult1smi软件工具,可以让学生在计算机上先做仿真实验,观察“实验结果”。同时学生积极调动思维考虑为什么会有这样或那样的结果,然后带着问题听老师讲解电路原理。这样,学生由被动接受转为主动探求,而在整个教学系统中每个环节都能起到比较积极的作用,教学效果明显不同。

Multisim软件仿真实际电路来作为一种真实表现电路工作状态的,开放灵活的,便于使用的示教手段,可把实验室与课堂有机地融为一体。Multisim可在计算机屏幕上构建“真实”实验室的工作台,把一些语言和文字难以表达或难以理解的变化过程,随时以图形、表格及曲线显示出来,而且可以根据教学需要随时修改电路和参数,让学生即时观察输出效果,从而使学生加深对电子线路本质的理解,全面掌握所学内容。

3. 基本共射放大电路分析

在电子技术教学过程中,关于三极管这部分内容是很重要的,但是又比较抽象,很多学生对它的特性曲线、失真情况等很难掌握,所以在这部分内容中运用Multisim仿真技术,可使教学更加直观。

3.1 三极管特性曲线测试

首先,观察Multisim仿真技术在三极管特性曲线中的运用。晶体管输出特性曲线是全面描述晶体管各极电流与极间电压关系的曲线,它对于了解晶体管性能和晶体管电路分析都是非常有用的。在通常的教学过程中我们通常采用逐点测量法来测量。但这种方法太繁琐,需要测出诸多数据后才能画出其特性曲线。如果采用Multisim,则可以快捷而方便地测出晶体管的输出特性曲线。利用Multisim仿真分析法中的直流扫描分析 (DC Sweep Analysis) ,可以完成对三极管的输出特性曲线的测试,如图1所示。

3.2 共射放大电路分析(分压式偏置电路)

在Multisim环境下编辑放大电路原理图,如图2所示。该图选用理想元件,减少了不必要的误差。输入信号由XFG1输出50mV、500HZ的交流信号,XSC1是一个双踪示波器,有A、B两个通道,A通道接入输出信号,B通道接入输入信号。

3.2.1静态工作点分析

放大电路静态工作点的位置是否合适,直接影响放大电路的工作状态:放大、饱和还是截止。根据Multisim的仿真测试,Uce=10.393V可以判断此放大电路目前工作在放大区,如图3所示。

3.2.2动态分析

在放大电路中加入交流信号,利用双踪示波器观察输出波形,增大或减小Rb产生截止或饱和失真,如图4所示。

学生通过直接构建电路,运行仿真,观察结果,可深刻体会到截止失真和饱和失真产生的原因,并掌握改进电路避免失真的方法。

4. 结语

利用软件Multisim进行电子技术仿真教学,不仅可以解决传统教学中存在的弊端,其过程简单易行,且交互性、可操作性和真实感与实际的仪器基本相同,而且可以提高教学效率和质量,提高学生对模拟电路的兴趣,拓宽学生的视野,培养学生的创新能力。由它们组成一个虚拟平台,让学生通过这个虚拟平台来验证理论,强化对理论知识的掌握。因此全面了解和掌握Multisim的使用方法和操作要点,既可降低教师和学生计算劳动强度,又可提高教学质量与效益。它将成为学校未来教学科研的重要方法和手段,特别是在理工科学校其应用前景非常广阔。

摘要:教师将Multisim应用于电子技术教学中, 可使教学直观、生动, 使理论教学与实践更好地紧密结合。实际应用证明, 把Multisim运用在教学和实验环节中, 将是电类教学改革的发展方向。

关键词:电子技术教学,Multisim,仿真教学

参考文献

[1]李良荣等.现代电子设计技术[M].机械工业出版社, 2004.

[2]陈松等.电子设计自动化技术[M].东南大学出版社, 2003.

[3]张晖.基于Multisim2001的共射放大电路分析方法[J].南通航运职业技术学院学报, 2005.

[4]达正花.Multisim软件在中职模拟电路教学中的研究和实践[D], 2005.

Multisim电子技术 篇2

摘要:随着我国教学改革的不断深入,我国教育部门对于中职院校电工电子教学的教学要求不断提高,由于这种要求的提高主要集中在中职院校学生电工电子的实践能力之上,这就使得我国当下中职院校开始引进Multisim仿真软件进行具体的电工电子教学,针对这种情况,本文就Multisim仿真软件在中职院校电工电子教学中的应用进行具体研究,希望能够以此推动我国中职院校电工电子教学的发展。

关键字:Multisim仿真软件;中职院校;电工电子

中职院校的电工电子课程本身包含着电路、电气控制、模拟电子、数字电子多个方面,是我国当下中职院校的重点课程之一。但在中职院校电工电子课程的具体教学中,由于这一课程理论性较强产生的教学过程枯燥的问题,制约着这一课程教学效果的提升,在这种背景下,对Multisim仿真软件在中职院校电工电子教学中的应用进行研究,就有着较强的现实意义。

一、中职院校电子电工课程教学中存在的问题

在中职院校中,电子电工课程本身属于一些更为专业课程的学习基础,关系着学生日后从事具体行业中工作的理论与设计的掌握情况,但我国当下中职院校电子电工课程教学中存在的一些问题却切实影响着中职院校学生电子电工相关理论与实践能力的掌握,为此笔者对我国当下电子电工课程教学中存在的问题进行了分析与总结。1、学生独立思考能力较差在中职院校的电子电工课程教学中,由于中职院校本身的生源问题,导致了中职院校的学生本身的学习意识较差,遇到问题是不喜欢进行独立思考,这在极大程度上制约了电子电工课程教学效果的提高。而由于一些中职院校本身没有建立双师型的教师队伍,这就使得电子电工课程教学较为偏向理论化,进一步影响了中职院校本身电子电工课程的教学水平[1]。2、学生在知识的运用中缺乏灵活性由于中职院校电子电工课程教学中理论性较强、学生本身学习意识较差的原因,很多中职院校的学生对于电子电工课程的知识掌握较为浅显,在实际运用中也往往较为死板,并不能真正做到学以致用、举一反三的境界,这种现象的出现对学生未来的发展将会造成一定的影响。3、教学手段与教学方法的落后在中职院校的电子电工课程的教学中,教师应定期在实验室中进行具体的实验教学,但我国当下很多中职院校中存在着实验场地短缺、经费不足的问题。而在中职院校电子电工课程的教学方法中,很多教师还是采用填鸭式教学的.方式,在课堂中一股脑的将知识传授给学生,学生得到不充分实践的机会,这两种问题的出现,使得中职院校电子电工专业的学生往往不能在学习中将理论与实践相结合,这在客观上影响了电子电工课程教学有效性的提高。

二、Multisim仿真软件在中职院校电子电工教学中应用的必要性

由于Multisim仿真软件本身具备操作简单、电子电路元件库庞大的特点,这就使得中职院校的学生能够通过Multisim仿真软件,进行数字电路、模拟电路的设计,这种设计在很大程度上提高了学生对于所学电子电工知识的掌握程度。此外,由于Multisim仿真软件本身具备的较强仿真性能,这就使得学生能够通过Multisim仿真软件,进行平时较少接触的应用交流电的实验,这种实验的进行对于中职院校电子电工教学有着极为深远的意义,能够有效实现学生在电子电工课程学习中的理论与实践的有机结合,对于学生的未来发展也会造成极为深远的影响。在Multisim仿真软件具体的应用中,Multisim仿真软件能够实现电子电工课程教学的趣味性提高、提高中职院校实验设施的利用率、更直观的在教学中为学生展示电子电工理论等多种功能,这些功能的发挥能够较好的提高中职院校电子电工课程的教学质量,所以我们才说Multisim仿真软件在中职院校电子电工教学中的应用,有着很强的必要性。

三、Multisim仿真软件在中职院校电子电工教学中的具体应用

1、交流电路仿真教学在中职院校电子电工教学的应用中,在交流电路实验教学中应用Multisim仿真软件,能够起到很好地促进中职院校电子电工课程教学有效性的提高。在中职院校的电子电工课程的实践教学中,学生需要运用380V三相交流或220V单相交流的电源进行试验,但不论是哪种电源,都具备着一定的危险性,很多中职院校为了保证学生的安全,往往在这一教学环节中取消学生的亲手实验操作,这虽然保证了学生的安全,但也使得学生错失了检验自身学习成果的动手机会,但通过Multisim仿真软件,中职院校的学生就可以通过计算机轻松实现运用交流电的教学实验。在运用Multisim仿真软件的具体试验过程中,学生能够通过软件直观看到并联电容之后功率因素的升高,这时学生通过实验中所使用的参数,就可以通过计算检验实验的真实性。这种运用Multisim仿真软件的教学避免了危险事故的发生,取得了应有的教学效果,对于中职院校电子电工课程的教学效果来说,能够起到不俗的推动作用[2]。2、数字电路仿真教学在传统中职院校的数字电路实验教学中,由于这一实验往往需要应用较多的连线,这就使得虽然其本身的理论基础与操作都不算复杂,但却很少有学生能够真正完成这一实验操作,针对这种情况,我们就可以运用Multisim仿真软件进行数字电路实验的仿真教学。在这一教学的进行中,学生通过Multisim仿真软件所提供的十六进制输入端进行操作,并通过对数码管现实状态的观察,确定实验的成功与否[3]。

四、结论

综上所述,在中职院校的电子电工课程的教学中,如果能够较好的将Multisim仿真软件应用到这一课程的实践教学中,对于相关实验教学安全性与有效性的提高,将产生不俗的推动作用,本文也正是由于这一作用才对其展开了具体研究。

参考文献

[1]王艳.Multisim在中职电工电子教学中的应用研究[D].上海师范大学,.

[2]梁明艳.Multisim仿真软件在中职《电子技术基础》教学中的应用研究[D].四川师范大学,.

[3]李清芬.Multisim10在中职《电力电子技术》教学中的应用[D].云南师范大学,.

Multisim电子技术 篇3

关键词 Multisim;动态仿真;数字电子技术

中图分类号:G712 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2016)06-0017-03

在数字电子技术课堂教学中,教师经常需要讲解一些电路图、波形图、时序图等图形,传统的方法无非就是黑板、多媒体投影等形式,以便增强学生对知识要点的理解。但这里有个明显的问题,对大部分教师而言,要花大量的时间在黑板上或者PPT上把各种电路图、波形图或者时序图等精准地画出来,往往是事倍功半,因为画那些图形既费时又费力。从学生角度,也无法正确理解这些图的变化与参数之间的对应关系,与实际明显脱节。这样的学习很难引起学生的充分注意,因而也就不容易建立学习兴趣,所以学习效率也往往较低。结合现代职业教育的理念,这种教学模式和教学过程理论联系实际明显不够,学生的学习积极性不高也在所难免。

Multisim仿真软件中有强大的元器件库和仪表库,可以充分利用软件中这些强大库功能,同时针对学生的知识结构梳理出数字电子技术知识重难点,根据重难点绘制好电路图并将电路图进行动态仿真演示。Multisim仿真软件运行时的波形图、时序图等是动态效果图,很容易集中学生的注意力。在浅化知识点的同时,内容讲授过程变得更生动有形,课堂氛围既严谨又活泼,学生在潜移默化中提高了兴趣,从而增强教学效果。

1 Multisim软件简介

Electronics Workbench(EWB)也称为“虚拟电子工作平台”,是加拿大IIT公司在20世纪八九十年代推出的用来进行电路仿真与设计的EDA软件。美国国家仪器仪表公司(National Instruments)在2005年将IIT公司兼并,MultiSim成为NI公司的电路设计软件的套件之一。2007年初,NI公司推出NI Multisim10。NI Multisim10具有丰富而强大的仿真分析能力,各种虚拟仪器设备,可以完成各种电路分析方法,以便帮助设计人员深入分析电路性能,提高设计效率,优化电路设计。

2 在数字电路教学上的应用

以JK触发器为例 数字电路教学中,JK触发器属于比较难进行阐述和表达清楚的,学生也难于理解其中的原理的知识点。运用传统的教学方法来阐述JK触发器原理的时候,通常是通过布尔代数表达式来进行推导,通过推导得出JK触发器真值表;然后以真值表为基础,进一步画出JK触发器的时序图。现在看来,这种教学过程往往教师是主体,因为自始至终都是教师在推导演算JK触发器的真值表和表达式。整个过程中大部分学生无法得知教师所讲的JK触发器的硬件电路连接过程、输出波形变化与JK输入端高低电平的对应关系。

但是如果使用Multisim软件,通过软件把电路按图1连接好,同时将电路输出端与状态指示灯也连接好,那么时序图将用实时的示波器或逻辑分析仪来替代。通过两个开关A、B的组合,产生00、01、10、11四种状态的输入信号,然后在触发器的J端、K端分别接入00、01、10、11四种状态的输入信号,JK触发器的输出端Q和-Q的两个状态指示灯就会做出相应的亮灭变化。显而易见,这样的教学设计更加直观、明了,符合中职学生的认知规律,更能激发起学生的兴趣。教师引导学生分组做演示、讲解;学生提问、答疑;学生填表并汇报演示结果,小结。学生得到表1所示真值表。Multisim中电路原理图如图1所示。

通过仿真软件仿真完成JK触发器真值表的推导以后,接下来进一步学习JK触发器的功能。打开逻辑分析仪或者四踪示波器,然后对照真值表对JK触发器的功能做进一步分析。图1是一个波形图,图中示波器界面上同时显示了信号发生器的输入波形、JK触发器JK=11时的两个互补输出端Q和-Q波形。开关AB分别有四种不同输入组合状态,输出结果往往就不同。一方面指示灯表达了输出状态,另一方面输出又有波形显示,这样JK触发器的输入与输出结果之间到底是怎样的关系,通过图形动态演示很容易引人入胜并深入理解。由于该仿真软件提供了同时具备4个输入通道的示波器,同时显示16路信号的逻辑分析仪,这极大地方便了电路的仿真效果,也为课堂教学提供了极大便利。

总之,通过该软件的波形演示,能非常方便地将好几路信号同时显示在一个屏幕上,这样一来,学生和教师就能很方便地比较各信号之间复杂的对应关系,极大地增强了教学效果。

以计数器为例 在讲解计数器过程中,很多教师会根据以往经验积累,在讲解完计数器电路原理后,就直接根据计数器原理中的结论展示出计数器输出的时序图。然而在这个过程中,学生同样不知道电路的硬件连接、设置方法和计数器计数原理。有了Multisim软件的参与,相当于现场进行实验演示,教师可以很方便地利用软件搭建好所要讲解的电路,现场进行演示,然后让学生直接观察运行过程和结果(如图2所示)。可以确定的是,当学生一看到数码管上变化跳动的数字时,他的注意力更容易集中,同时兴趣倍增。电路理论的分析正确是否,都可以通过仿真软件对所搭建的电路进行仿真,查看运行结果。这样学生也会更愿意通过自己对电路的逻辑分析,把逻辑分析结果与软件仿真结果进行对比,验证自己分析是否正确,极大增强学习主动性。

随着教学过程的进一步深入,最后教师得出的时序图(图3),以动态的形式与学生讨论分析,相对于书本上静态图形而言,这种现场实时的、动态的图形不仅直观明了、简单易学,而且更有吸引力、说服力,教学效果更好。

3 结论

Multisim电子技术 篇4

关键词:Multisim,电子技术实验,仿真

引言

电子技术实验包括电路分析实验、模拟电路实验及数字电路实验。随着电子技术和计算机技术的发展, 电子电路也日臻完善, 而实验仪器的更新周期却越来越短。由于资金等方面原因, 学校实验室不可能总是购买最新的实验设备。这在一定程度上造成了实验条件与工程实际的脱节;同时原有实验设备老化, 也造成了实验数据不准确和实验结果不理想。因此, 如何在现有的实验条件下, 提高实验效果, 并进一步提高整个课程的教学质量, 是我们一直在探索和思考的问题。Multisim软件为我们解决了这个问题。学生可以使用Multisim设计电路原理图, 对电路进行仿真, 得到理想的实验结果, 可以加深对理论知识的理解和分析, 更好地掌握电子技术知识。在电子技术实验教学中引入Multisim仿真, 可以大大提高学生动手能力, 提高教学效果。

1 Multisim简介

Multisim是美国国家仪器有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具, 适用于板级的电路板的设计工作。它包含了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。利用Multisim进行仿真实验过程和仪器操作方法与实际电路很相似, 但比实际更方便、省时。它还能开设限于实际无法或不便进行的实验内容, 例如观测开路、短路、漏电和过载等非常情况的影响或后果等。另外, 利用Multisim提供的电路分析功能来仿真电路, 还能加深学生对课程内容的理解, 帮助他们掌握常用仪器的使用方法和测量方法, 大大提高了学习的兴趣, 便于提高学生培养分析问题和解决问题的能力。因此功能强大的Multisim非常适合电子技术实验教学环节。

在实际学习时, 通常学生在短时间内很难把握电路的输出及各种性能指标。而Multisim为我们提供了一个很好的实用工具, 使我们能够在教学过程中随时进行实验、演示和电路分析。下面从Multisim在电路分析实验、模拟电路实验及数字电路实验三个方面基本实验的应用实例, 分析其在电子技术实验教学中的作用。

3 Multisim在电子技术实验教学上的实例设计

3.1 基尔霍夫定律实验的Multisim实例设计

图1所示为基尔霍夫定律实验电路图。图中我们可以很直观地看到电路中的节点满足KCL;同时对三个电压表读数也能得到各个回路满足KVL。这个实验的基本实验内容很容易在实验箱中实现。但是如果我们要更复杂地调节电路中的各个参数值来验证不同情况下的KCL和KVL, 则使用Multisim更直观更有效。特别是实验箱中只能提供确定的电源电压值, 但是在仿真实验中, 我们可以按照自己的实验设想任意改变电源电压值。在改变电阻值的时候, 仿真电路更加具有无可比拟的优势, 因为我们在调节电阻大小的时候, 即使偶尔出现短路等特殊情况, 也是可以观察到实验结果而不用担心损坏实验设备。

(XMM1表示R1两端电压, XMM2表示R2两端电压, XMM3表示R3两端电压)

3.2 基本共射电路实验的Multisim实例设计

如图2所示为基本共射放大电路图。Q1为三极管, Rb和Rp组成基极偏置电阻, 其中Rp作为可调电阻改变三极管的工作状态。在使用Multisim仿真时, 通过键盘A键调节Rp的阻值来实现三极管静态工作点的改变。仿真示波器的波形可以分析出三极管的工作状态。如下图3所示, 逐渐增加电阻Rp的值, 从而使三极管放大电路不同的工作状态。

(图中红色为输入原始信号, 蓝色为通过放大电路输出的放大信号。)

根据理论学习可以知道:在现有的实验室条件下, 我们可以改变偏置电阻来实现三极管进入饱和失真、正常放大、截止失真。但通过理论学习我们可以知道三极管静态工作点相关的因素有:VCC, Rb, Rc和β等。以上这些参数改变时都可以引起静态工作点的位置变化, 从而导致三极管出现截止失真和饱和失真等。使用实验箱, 可以通过电位器改变Rb, Rc的值。但是VCC和β的改变相对比较复杂。如果我们采用Multisim仿真的方式, 就可以很直观地改变各个参数的值, 从而实现三极管静态工作工作点的改变。通过这种仿真方式可以让学生通过虚拟的示波器观察到对应波形, 从而增强学生对三极管静态工作点及相关决定参数的理解。

3.3 表决器实验的Multisim实例设计

4人表决器作为一个设计型的实验。A, B, C, D代表参加投票的4个, L_A, L_B, L_C, L_D分别代表四人投票结果, 如果投票成功则灯亮。当超过半数投票时, 则最终表决结果输出L_O灯亮。根据实验的要求, 不同的同学可能得到不同的逻辑表达式。通过逻辑分析可以得到, 四人表决器的逻辑表达式可以表示成:

根据不同的逻辑表达式, 则可能需要不同的元器件。图4所示为式1所对应的逻辑电路图。由于实验室提供的元器件型号和数量有限, 因此如果让每个人都按自己想要的元器件在实验板上实现自己的实验设计有一定的难度。通过Multisim就可以轻松实现不同学生的不同实验电路设计。通过Multisim实现表决器可以改变4人表决器的逻辑表达式, 然后根据不同的逻辑表达式画出不同的仿真电路图, 根据电路图可以仿真得到结果而不需要依赖实际的电子元器件。这样给表决器设计的灵活性能给予足够的支持。

用Multisim仿真的方法, 在计算机上虚拟出一个测试仪器先进、元器件品种齐全的电子工作台, 一方面能克服实验室的条件限制, 避免使用中仪器缺失、落后及损坏等不利因素, 另一方面又能以验证性、综合性、设计性等不同形式的针对性训练, 培养学生的分析、应用、和创新能力。

4 结语

通过上述Multisim的实验实例设计可以看到:Multisim可以很好地结合理论知识得到理想的实验结果, 同时又可以突破实验室硬件条件的限制。这对学生加深课堂理论知识的学习和理解有很好的辅助作用。通过教学实践证明, 在电子技术实验教学中引入仿真软件的教学方式既增加了学生的学习兴趣, 又较大地提高教与学的效果。但是我们也要看到Multisim只是一个仿真软件, 它缺乏实际电路元件的动手操作调试环节, 它不能完全代替现有的实验, 如何更好地发挥仿真软件在电子技术实验教学中的作用, 还需要在以后的教学过程中进一步的探索。

参考文献

[1]王连英.主编基于Multisim 10的电子仿真实验与设计[M].第1版.北京.北京邮电出版社, 2009

Multisim电子技术 篇5

课程名称Multisim软件应用 课题名称Multisim软件汇报

专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气1091 学 号 201001019207 姓 名 万仁钦 指导教师 李立

2011年 10 月 17 日

目录

一、Multisim安装…………………………..1

1.安装过程…………………………………1

2.汉化过程………………………………..53.破解过程………………………………..5

二、综合练习………………………………….…….6

三、心得体会………………………………….…….7

一.Multisim安装

1.安装过程

1>.首先下载一下俩个文件,并解压到当前文件夹,点击Step开始安装

2>.出现以下图标,选择install this product for evaluation后点next

3>.接着选择文件所要安装的地方

4>.选择你要安装的工具后,一路狂点我同意

5>.接着出现以下安装进度

6>.安完后选择restart

2.汉化过程

机子重启后,将以下汉化包放在Circuit Design Suite 10.0stringfiles,接着按第二个操作就可以实现汉化了

3.破解过程

下载一个注册机,生成好许可证文件后,就可以激活了注:以上破解过程及方法仅供个人使用,请勿用作商业用途!!

二.综合练习

在窗口的右边找出逻辑转换器双击后出现以下未输入真值表或表达式的窗口,按要求输入真值表或者逻辑表达式。输完后,按右边第二个键将真值表化简为表达式,按第四个键将表达式变真值表,按第三个键是化简。

三.Multisim10.0使用心得

Multisim电子技术 篇6

【关键词】Muhisimll仿真实验技术电子线路课程教学 应用

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2012)09C-0185-02

电子线路是中职电类专业一门重要的专业课,内容较多、原理复杂,只有把理论与实践有机结合起来进行教学,才能取得较好的教学效果。为解决理论教学与实验实践相互脱节的矛盾,把Muhisim11虚拟仿真实验引入课堂教学,把理论教学和实验实践有机结合起来,可以使课堂教学变得更为形象、生动、直观,有效激发学生的学习兴趣,从而提高课堂教学质量和教学效果。

一、Multisim11介绍

Muhisim11软件是由美国National Instrument公司(简称NI公司)所开发的一种集多种功能于一体的电子仿真(EDA)高层次工具软件,该软件不仅仅能够用于电子线路的虚拟仿真,同时还能够用于LabVIEW虚拟仪器、单片机仿真等方面,而且其在技术方面也有着许多的创新。Muhisim11通过更加直观的图形界面来帮助进行电路的创建,并且在计算机的屏幕上展示了所模仿的真实实验室的工作台,这就为模拟各种电路实验提供了条件,同时该软件中还包括了各种电路仿真所需要的各种测试仪器,只需要在进行电路仿真时根据需要选取就可以了。Multi-simll提供了多种虚拟仪器,这就能够很好地克服传统的实验室的那种呆板的实验方法,而且能够将实验带到教室中去,为教学提供更多的方便。总的来说Mul-tisimll具有如下特点:第一,拥有良好的图形界面,通过计算机能够模拟真实的电子实验室工作平台,其中包含了各种绘制电路图所需要的元器件以及进行测试所需要的测试仪器,这些都能够直接从屏幕上进行选取。第二,提供了多种虚拟仪器,而且这些虚拟仪器与真实的事物都十分相似(操作与外形),并且还能够保存测量结果。第三,拥有相当完善的分析手段,Muhisim11提供了多种分析手段,能够完全满足中职电子线路课程的电路分析;第四,具有相当强的仿真能力,不仅仅是能够对各种元件进行模拟仿真,同时还能够对多种电路以及单片机等进行仿真;第五,可以用来作为电路设计工具,同时该软件还能够与其他的各种电路分析、设计和制板软件进行数据交换。

同时,还必须要认识到的是,教学版的Muhisim11本就是围绕着教师的教学所进行设计的,具有更强的教学特性,而这也能够与学生的知识水平或课堂内容相匹配,这就能够使得教学更加简单。

二、Multisim11仿真实验技术在电子线路课程应用课堂教学中的作用

(一)实现理论教学与学生动手实践相结合,提高课堂教学质量和教学效果

用Multisim11仿真实验进行课堂教学,教师在进行理论讲授的同时应用计算机进行仿真实验演示给学生观察,然后让学生在计算机上进行仿真实验,仿真实验成功之后,再让学生用电子元器件进行实践,把理论教学与实验实践有机结合起来。使原来抽象难学的理论知识,变成形象、直观、易学,学生从被动接受转变成为主动学习,从而有效激发学生的学习兴趣,提高课堂教学质量和教学效果。

(二)可以有效减少耗材,提高实验实践的成功率

Multisim11仿真软件里仪器设备种类齐全、电子元器件丰富,要进行某个电路仿真,只需要运行该软件,简单从计算机屏幕的元件库中调出所需的虚拟元件,并连接成具有实物功能的电路,再调出虚拟电源和测量仪器连接好后,接通虚拟开关即可开始自动仿真,就可以和实物实验一样对电路进行测试分析。学生先用Mul-tisim11仿真软件进行实验,成功之后再用实物实践,避免了实验仪器的损坏与实验材料的无意损坏,大大提高了实践的成功率,有利于增强学生的学习信心,有效促进学生学习专业知识和专业技能。

(三)有利于培养学生的创新能力

虚拟仿真实验的引入,突破了实验受元器件、仪器设备、时间和空间的限制,元器件和仪器设备使用时只需从计算机里调出,取之不尽、用之不竭,学生的实验也不必局限于实验室和实验时间,可以根据自己的兴趣爱好,随时利用计算机进行各部分电路仿真实验,使学生提出问题、分析问题和解决问题的能力不断增强。引入虚拟仿真实验,学生可以放心大胆做各种自己想做的实验和测试,不会因接线出错而造成短路事故,也不会因操作失误造成人员或仪器设备的损伤;实验时还可以任意设置故障,如:电阻开路、电容或三极管极间短路或开路等,在不同的故障状态下观察电路的工作情况,有利于拓宽学生的视野和知识面,培养他们排除故障、解决实际问题的能力。应用仿真软件进行电路测试训练时,学生可以不断改变电路中各种元器件的参数、晶体二极管、三极管及集成电路的型号来调整电路,使之更加合乎要求,得出较为理想的电路,培养学生不断开拓创新的思维和能力。

三、Multisim11软件在电子线路课程教学中的实际应用

以桥式整流电路的仿真实验为例,Muldsim11软件在电子线路教学中的实际应用有如下方面:

(一)利用Multisim11创建电路图

利用Multisim11创建电路图,可以节省各种实物连接的时间。利用Multisim11来创建电路图,不需要在课前进行相关的实物准备,同时在课堂教学时也能够省下很多实物连接的时间,为课堂教学留出更多的时间,但是却能够起到实物实验的相同作用。首先就是利用Multisim11来创建电路图,并且通过多媒体来让学生们看到整个过程,这样就能够让学生们在了解这堂课的同时,也能够对Multisim11的使用有所了解。为此,先从Multisim11的元件库中选取仿真实验所需要的元器件,并且将这些选取好的元器件放到适当的位置上,然后是根据需要进行参数的设置,用以确保仿真的结果能够与实际的电路相一致,让学生能够有一个正确的认识。在仿真电路中所使用的二极管和变压器都采用实物元器件的模型,这样就能够让学生对于实物也有所认识。在进行导线连接时,只需要将鼠标的指针移动到所要进行连线的元器件或者是仪器的引脚处即可,然后当看到鼠标指针变为一个中心为小圆点的十字形时,点击鼠标左键,这样就将连线起点拉到连线的终点,这样就能够完成自动布线,这样不仅能够让教师更加的省心、省时,而且也能够让学生更加的清楚整个过程、了解整个过程。同时为了能够让学生们更加方便地进行观察,还可以使用不同的颜色来代表不同的导线。电路图如图1。

(二)保存电路图

保存电路图,方便随时使用。将电路图绘制完毕后,就将电路图进行保存,这样就能够在课堂教学中随时进行调用,这样就能够通过电路图与课堂教学内容进行良好的配合,加深学生对知识的理解。而且在保存之后,如果以后的教学中有需要的时候也能够进行重复使用。

(三)对电路进行仿真分析

Multisim11软件仿真的开始与停止都非常的简单,只需要通过软件上的“启动/停止”开关,就能对整个仿真过程进行控制,从而使其能够配合整个教学过程,使得教学能够更加生动形象。

让学生观察变压器输入端以及整流电路输出端的波形:将开关J1置于断开的状态,然后观察示波器XSC1所显示的波形图,如图2所示,此时打开万用表U1、U2,读取其中的数据。然后让学生自己画出示波器上所显示的输入与输出波形。将儿进行闭合,然后让学生再次观察示波器所显示的输入波形和输出波形,如图3所示,并读取万用表上的读数。

通过对仿真电路中的示波器的波形变化以及万用表读数观察,就能很好地发现:整流电路能够将交流电转换成脉动直流电,并且整流电路的输出电压与输出电路中的元件存在一定的关系,当加入电容进行滤波后,输出电压变得更加的平滑,而且电压的平均值也有提高。

(四)整流原理讲解

通过Multisim11的仿真实验已经让学生对整个整流电路都有了一定的了解,此时只需要根据教材内容为学生们进行整流原理的讲解就能让学生对整流原理有着更加深刻的认识。此时可以利用多媒体来为学生进行说明。

当V2为正半周时,电压极性为上正下负,此时二极管D1、D3正偏导通,D2、D4反偏截止,负载RL上获得自上而下的电流。

当V2为负半周时,电压极性为上负下正,此时二极管D2、D4正偏导通,D1、D3反偏截止,负载RL上也获得自上而下的电流。

从上面的分析可以看出,在交流电正、负半周时都会有同一方向的电流流过RL,4个二极管中两个为一组,两组轮流导通,在负载得到全波脉动的直流电压和电流。因此,这种整流电路属于全波整流类型。

Multisim电子技术 篇7

“高频电子技术”是电子和通信专业的一门专业基础课, 高频电路实验在通信系统和设备中占有重要的地位, 通过实验达到加深理解所学的理论知识, 培养理论联系实际、分析与处理实际问题的能力。但是由于高频实验对仪器精度要求高, 易受外界的干扰, 分布电容等原因, 高频实验中存在的一个最大的问题就是实验原理较难, 实验电路复杂, 实验效果容易收到外界信号干扰。虚拟电子实验系统是以虚拟仪器和虚拟实验为基础, 借助于图形/图像、仿真和虚拟现实等技术在计算机上模拟相关的软硬件实验环境、实验对象和实验过程, 应用虚拟现实技术来仿真现实中的实验的计算机应用系统, 具有仿真性、实时交互性、共享性、协同性、可重用性等特点。文章将结合高频的典型实验电路为例探讨基于Multisim11的高频电子技术仿真分析及研究[1]。

2. Multisim简介

Multisim软件是电子设计自动化 (EDA) 中的最优秀应用软件之一, Multisim 11是美国NI公司最近推出的Multisim新版本。Multisim是美国国家仪器 (NI) 有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具, 适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了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。

Multisim11结合了直观的捕捉和功能强大的仿真, 能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim, 可以立即创建具有完整组件库的电路图, 并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器, 能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证, 从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成, 完善了具有强大技术的设计流程, 从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量[2]。

Multisim111中包含了构建仿真电路、仿真电路环境、单片机仿真FPGA、PLD, CPLD等仿真以及PCB设计模块自动布线模块。计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。学生可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来, 并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表[3]。Multisim11是电子学教学的首选软件工具。

3. Multisim11在高频电子技术中的应用

高频电子技术中所涉及的信号频率较高 (多为几十兆赫兹甚至几百兆赫兹) , 信号幅度较小 (多为十几毫伏) , 在这样的情况下, 容易受到外界的电磁干扰, 也受制于实验仪器的精度最终影响实验的准确性, 所以高频电子技术中电子电路的实验经常在实际电路和实验箱上难以得到正确的结果。使得教学过程中无法做到理论和实践相结合, 学生的无法直观感受高频电子技术电子电路的实际输出波形, 最终影响了教学效果。通过Multisim11软件可以方便的设计各种电子电路, 并且能快速进行仿真, 实时的观察输出结果, 达到最佳的仿真效果[4]。

3.1 利用Multisim11对单调谐高频小信号放大电路仿真分析

创建如图1所示单调谐高频小信号放大电路, 图中Q2为高频晶体管, 信号源幅值为10Mv, 频率为10.622MHz (根据波特图所测得) , 示波器XSC1用来观测输入输出信号和放大信号, 伯德图仪XBP1用来观测电路的频率特性。

3.2 电路仿真

运行单调谐高频小信号电路, 双击示波器XSC1, 得到单调谐高频小信号放大电路的输入输出结果, 如图2所示, 图中输入为幅值10mV, 输出信号为1.289V, 实现了不失真放大。

双击伯德图仪XBP1得到单调谐高频小信号放大电路频率特性如图3所示, 图中电路的谐振频率点为10.622MHz, 对应的电压增益为44.203dB.

3.3 仿真结果分析

仿真分析时, 通过示波器观测输出信号波形, 若发现输出信号波形出现明显失真, 可适当减小输入信号的幅值, 也可以增大电源Vcc的幅值, 使的失真减小。

改变负载电阻的值会改变输出电压值, 也就改变了放大器的电压增益。当点则R5的值减小时, 输出电压会降低;电阻值增大, 电压增益会升高。

改变负载电阻的值还会影响放大器的品质因素Q, 当电阻R5的值减小时, Q值会减小;电阻R5值增大时, Q值会升高, 幅频特性越尖锐。

4. 结论

通过单调谐高频小信号放大电路的仿真实例可以看出, Multisim11可以非常便捷地设计各种电路, 根据电路的实际情况快速修改元件参数, 能在电脑上地对所设计电路性能进行快速仿真分析, 采用虚拟的电子仪表可以直观的输出电压、电流和信号波形, 通过实时输出的信号波形, 可快速调整电路和修改元件参数。与传统的电子电路路设计过程相比较, 预先通过Multisim11软件进行电路的设计和仿真, 在仿真通过后可直接进行应用, 省略了实际电路的搭建和修改, 极大地提高了电子电路设计效率和设计质量[5]。

摘要:Multisim11是一个适用于电子电路、单片机及VHDL等多学科的仿真与设计的EDA工具软件。文章介绍了Multisims11仿真软件的主要功能及特点, 并结合该软件对单调谐高频小信号放大电路的主要质量指标进行了测试与仿真分析, 结果直观、精确, 很好地验证了理论, 表明该软件有强大的仿真和分析功能, 在实现高频电路分析和设计方面不仅高效、可靠, 而且具有逼近真实电路的效果。

关键词:Multisim11,高频电子技术,仿真

参考文献

[1]聂典.Multisim9计算机仿真在电子电路设计中的应用[M].北京:电子工业出版社, 2007.

[2]卓郑安.电路与电子实验教程及计算机仿真[M].北京:机械工业出版社, 2002.63-67.

[3]袁利平.Multisim在电子线路实验教学中的应用[J].现代电子技术, 2009, 17:112-115.

[4]张肃文.高频电子线路[M].第3版.北京:高等教育出版社, 1993.

Multisim电子技术 篇8

目前, 各高校均设置了模拟电子技术课程, 它具有较强的专业性与技术性, 为了完善学生的知识体系, 使其全面了解模拟电子电路的理论、知识及技能, 教师积极探索着新型的教学理念、教学模式及教学手段。通过实践探索与理论研究, 提出了Multisim仿真软件, 将其运用到教学实践, 为学生呈现了直观的电路, 降低了教学的难度, 增强了教学的趣味性, 从而利于培养学生的创造性思维与实践操作能力。

1 Multisim的概况

Multisim仿真软件是由信号源、指示器件、模拟数字集成电路、控制部件等元器件构成的, 其器件库具有丰富性, 仿真、测试工具拥有多样性, 将其用于模拟电子技术课程教学, 其优势十分显著, 如:友好界面、操作简单、使用便捷等。

首先, 它的操作具有较强的直觉性与清晰性, 学生可以对其进行直接的运用, 同时, 它的元件库包括基本电容、电阻、电感、极管等, 均与实物型号相符, 从而便于学生掌握元器件的电学特性。其次, 它的虚拟测试仪表与仿真元件外形十分接近实物, 在仿真分析的支持下, 保证了结果的可靠性与准确性;虚拟仪器与实物的电路运行状态一致, 借助仪器便可以直观的了解与掌握电路的相关情况, 利于巩固学生所学的仪器知识。再次, Multisim电路分析方法丰富, 主要有:直流工作点分析、交流分析、失真分析及噪声分析等, 上述方法均可自动获取数据与结果, 从而保证了学习效率。最后, 它具有远程控制功能, 满足了教学实践的需求, 为交互式教学工作的开展奠定了坚实的基础。

2 Multisim在模拟电子技术教学中的应用

2.1 教学现状

模拟电子技术教学在各专业课程体系着扮演着重要的角色, 其中涉及着广泛的电子线路, 但目前, 此课程的教学现状不容乐观, 主要是由于其知识点众多, 教学难点与重点较多, 在此情况下, 不仅增加了教学的难度, 也降低了学生学习的主动性与积极性。

在教学改革前, 教师主要采用知识点讲解与理论分析的方法, 让学生死记硬背相关的知识点, 即便在教学中开展实践活动, 但受高教学成本的限制, 导致实验教学效果甚微, 难以吸引学生的注意力。在素质教学改革的影响下, 各高校及其教师受人文本教学理念的指导, 将教学实践与先进技术进行了有机的结合, 通过仿真技术, 让学生对电路有了更为直观的认识, 此后, 借助理论讲解与重点、难点分析, 从而提高了教学的质量, 保证了学生综合素质的提高。

在模拟电子技术教学中应用Multisim是必要的, 它不仅让抽象的理论更加形象, 还使复杂的电路更加简单, 在基础知识全面讲解的基础上, 为学生提供了充分的实践机会, 从而调动了学生学习的热情, 激发了其实践操作的主动性, 提高了其综合能力, 如:动手能力, 发现、分析与解决问题的能力, 团队协作能力, 交流与沟通能力。

2.2 应用对策

2.2.1 应用环节

根据当前《模拟电子技术》的教学实践可知, 其课程内容主要有单管放大电路、多级放大电路、运算放大电路及反馈放大电路, 此时的内容由简到难, 教学难度逐渐增加, 为了保证教学质量, 教师应积极运用Multisim, 将其融入到教学的每个环节。

在课堂方面, 教师应对Multisim仿真软件的操作流程进行演示, 通过对电路器件的调整, 以此获得各异的仿真结果, 在此基础上, 学生对半导体元器件电学特性的认识将更加全面与直观, 从而利于调动学生学习的兴趣。同时, 在知识点讲解时, 也可以利用Multisim, 通过直观、简便的演示, 从而加强学生对知识难点与重点的记忆。

在习题方面, 教师应引导学生自主分析与探讨, 对解题难度较大之处, 采用Multisim给予验证, 此时的教学具有较强的针对性, 利于培养学生的处理问题能力、探索能力与分析能力。

在实验方面, 学生可借助Multisim仿真软件对实验结果进行预测, 此后搭建真实电路, 如果二者存在差异, 则要对于仿真软件和真实电路进行深入的研究, 以此明确差异的成因, 在此基础上, 学生的动手能力、调试能力与专研能力等均将得到培养。

2.2.2 应用案例

以反馈放大电路为研究对象, 在教学实践中融入Multisim, 其中的反馈分为正反馈与负反馈, 在放大电路中应用负反馈, 利于稳定系统, 不仅能够减少非线性失真, 还能够抑制噪声与干扰, 因此, 在电子设备中负反馈的应用较为普遍。

在实际教学过程中, 不仅要让学生掌握相关的概念, 还要联系实际工作, 其教学目标为提高学生的综合能力, 即:会判、会算、会引与会调, 为了保证此目标的达成, 教师应积极利用Multisim仿真软件, 对仿真电路进行合理的演示, 并借助虚拟仪器仪表分析电路的特性, 以此让学生掌握负反馈的相关知识。Multisim的应用具体内容为搭建负反馈仿真电路, 建立两级负反馈放大电路, 探讨负反馈对放大电路的影响, 经试验可知, 负反馈能够控制电路的放大倍数, 保证放大倍数的稳定性, 减少非线性失真, 扩大放大器的通频带。

3 总结

综上所述, 在模拟电子技术教学中应用Multisim, 丰富了此课程的教学方法, 激发了学生学习的兴趣, 让学生对电路的原理、器件及性能等实现了直观与全面的掌握, 同时也促进了学生综合能力的提高, 保证了教学的质量与效率。

参考文献

[1]于京生, 陈永志, 康元元.Multisim仿真软件在模拟电子技术实验教学中的应用[J].石家庄学院学报, 2011, 06:46-50.

[2]王艳.Multisim在中职电工电子教学中的应用研究[D].上海师范大学, 2011.

Multisim电子技术 篇9

随着教育改革的不断深入,教育技术现代化、教学手段现代化已成为我国教育改革所面临的十分重要的课题。传统的电子技术实验教学模式为加深学生对理论的深入理解,拓宽视野,培养实践能力起到了十分重要的作用。然而,鉴于目前我国各院校电子学实验室的条件,给学生开设一些设计型及综合型实验还有一定困难,特别是新器件、新设备价格昂贵,使一般院校的电子学实验室无法承受。这样无疑对学生潜能的发挥和创新能力的培养带来了很大的影响,很难满足现代电子领域对高校培养具有高层次专业技术人才的需求。

目前,国际上电子工业和计算机技术飞速发展,电子产品已与计算机系统紧密相连,电子产品的智能化日益完善,电路的集成度越来越高,而产品的更新周期却越来越短。电子设计自动化(EDA)技术,使得电子线路的设计人员能在计算机上完成从电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动生成,其中包括印制板的温度分布和电磁兼容性测试。EDA技术比早期的计算机辅助设计(CAD)功能更强、性能更高、运行速度更快,而且操作界面友善,有良好的数据开放性和互换性。不同厂商的EDA软件可相互兼容,所以目前EDA技术已为世界上各大公司、企业和研究单位广泛使用,成为目前国际上电子设计领域发展的潮流,并为现代电子工业的发展发挥着巨大作用。

在计算机硬件强有力的支持下,虚拟设备的研究开发与应用也在迅猛地发展,成为异于传统测控设备的另一支生力军。通过计算机模拟各种设备,无论是对工程设计的模拟还是对现场的检测都表现了很强的优势,特别是它那强大的数据处理能力使一般传统测控设备望尘莫及。它那种与真实仪器相近的控制和显示方式倍受使用者青睐,因此该技术成为了现代电子仪器发展的重要分支。

面对电子领域这种日新月异的发展形势,人才培养方式也不可墨守成规,应该在教学中向学生多介绍新技术,使他们了解该领域发展的前沿;多应用新手段,使他们尽早地接触和掌握新“工具”和新方法,以缩短社会对学生要求的差距。因此,我们尝试了一种将MultiSIM软件应用在电子技术实验教学中的方法,既传授了EDA技术,又解决了实验课时和实验条件不足的困难,收到了满意的效果。

2. MultiSIM的功能及在教学中的应用

MultiSIM软件是EDA与虚拟仪器两种技术是由加拿大Interactive Image Technologies公司推出的电路分析和设计的应用软件,为电气工程师提供了一个电路设计与仿真平台,功能强大,拥有超过16000个组件的元件库,并且采用开放式的库管理模式,能自动地由技术参数生成模拟和数字组件模型,这对新器件的补充十分有利。采用图形方式生成电路,易学易用。

电子技术的学习不仅应要求学生掌握基本原理和计算公式,而且应着重培养学生对电路的分析、设计和应用开发能力。在电子技术高速发展的今天,新电路、新器件不断涌现,由于实验室受条件的限制,无法及时满足各种电路的设计和实验要求。采用软件仿真的方法,在计算机上虚拟出一个测试仪器先进、元器件品种齐全的电子工作台,一方面能克服实验室的条件限制,避免使用中仪器损坏等不利因素,另一方面又能以验证性、综合性、设计性等不同形式的针对性训练,培养学生的分析、应用、和创新能力。同时,通过计算机完成电路的功能设计、性能分析、时序测试,以及印刷线路板的自动布线,学生能了解使用EDA技术进行产品设计的基本过程。它与传统的实验方式相比较,采用计算机虚拟技术进行电子线路的分析和设计,突出了实验教学以学生为中心的开放模式,不仅实验的效率得到提高,而且在训练学生掌握正确的测量方法和熟练使用仪器的能力,电路的综合分析能力和创新能力上都有比较明显的改善和提高。

MultiSIM还可以应用到课堂演示教学中,它可以制作在课件中,对所讲述电路的各种参数进行即时分析,并且可即时模拟出各种实验过程,具有极好的演示效果,可提高电子技术课程的趣味性和直观性,激发学生学习兴趣。

MultiSIM更适合在开放性实验室中使用,它对学生进行的设计内容没有任何限制,不需要进行任何实验设备和元器件的准备工作,为学生提供了一个极好的设计平台,可充分发挥学生的想象力,完成多种综合性设计,培养学生的创造性思维,锻炼学生的创新能力。

3. 应用MultiSIM进行电子实验的方法

MultiSIM在实验中的应用一般有三种形式。

第一种是验证性实验,采用教学大纲中规定题目的固定实验方式,实验前由教师将规定的实验按题目做成各个原理图文件(*.MSM),并存入各计算机教师专用子目录中。实验时在教师的指导下由学生在自己专用的子目录中复制各指定的原理图文件,并根据实验指导书的要求选择各种虚拟设备进行实验。该种实验形式最适用于实验学时缺少的情况,在学时数相同的条件下,它可比实际实验的数目至少增加一倍,可明显提高实验效率。

第二种形式是综合性实验,可以由教师在规定的典型实验中设置一些隐含故障(如:各种元器件引线的短路、开路和漏电等),要求学生根据电路原理和实验现象来判断故障所在并加以排除。这类实验在原有的实验设备中很难实现,必须采用专用设备,而用软件模拟却轻而易举,它可帮助学生深入理解电路原理并能有效地培养学生的分析和解决问题的能力。

第三种形式是设计性实验,它可由指导老师提出设计题目,也可以由学生自拟题目,实验时由学生自行设计原理图并进行仿真,最后输出各参数的分析报告及PCB线路版图。该方法最适合在开放性实验室和学生的毕业论文中使用,它能有效地培养和训练学生的创性思维和电子线路的开发能力。

4. 实验举例

图1为“直流稳压电源的部分电路”实验仿真界面,在该实验中采用了MultiSIM软件。

经过桥式整流电路得到的波形如图2所示:

经过滤波后得到的波形如图3所示:

此时的滤波电容为4.7u,将滤波电容变为1u可得如图4所示的波形:

从仿真图上可以明显地看到改变滤波电容对纹波产生的影响,并且结果精确,现象直观。

5. 结论

从文中举例看,利用MultiSIM软件辅助电子技术实验教学,尤其是在实验教学方面有很强的优势,操作方便、结果准确、图形直观,并且节省大量的实验成本,减少损耗。但是,MultiSIM毕竟是一种软件,虽然它与实际实验很接近,但是它缺乏实际操作环节,而这一点对目前我国的学生来说显得更加重要,故不容忽视。由于实验课的目的一方面是为了加强学生对理论的深入理解,另一方面是为了培养和提高学生的实践能力,在后方面MultiSIM显得力不从心,因此,MultiSIM软件不能完全取代实际实验课程,应该根据具体情况,合理安排不同的实验方式,以充分发挥各自的优势,达到事半功倍的效果。

摘要:本文探讨了一种使用最新电子设计自动化软件平台MultiSIM进行虚拟电子仿真的教学方法。针对不同的教学对象、教学目的, 进行验证性、综合性、设计性等不同形式的实验, 解决了传统实验中设备、器件和课时不足等问题, 可有效地提高学生的综合实验能力。

关键词:电子技术实验教学,电子设计自动化 (EDA) ,Mul-tiSIM软件

参考文献

Multisim电子技术 篇10

传统的实验教学模式, 验证性实验占很大的比重, 学生只要按照实验指导书给出的电路和步骤进行操作即可完成实验, 学生做完实验对电路的理论知识仍然是一知半解, 这种教学模式不利于培养学生的创新能力和独立思考能力。采用Multisim仿真软件可以增加一些综合性和设计性实验。在实验前, 学生必须认真预习, 查阅资料, 设计电路, 拟订实验方案, 设计数据表格等[1]。通过实验促进学生个性的发展和创新能力的培养, 使学生积极、主动参加实验, 老师在整个过程起引导和监督作用。学生在做设计性、综合性实验的过程中, 充分运用所学知识, 逐渐掌握电路的设计、调试和分析等方法和能力, 从而有效地提高学生的创新思维和实践能力。

通常规定学生在实验室里完成一个实验只有2~3个学时, 如果学生在实验前没认真预习, 那么对于复杂的电路, 学生就很难按时、按质、按量完成实验, 从而出现数据不全, 课后学生对实验结果不能进行全面分析。而仿真实验的引入突破了实验时间和空间的限制, 学生不必拘泥于2~3个学时的实验时间, 可以利用自己的电脑在课后继续进行研究, 从而真正掌握实验内容和理论知识, 提高实验教学效果[2]。

近年来高校的扩招, 造成实验室仪器设备不够和仪器使用率很高而加快了仪器老化等问题。比如实验箱上的电位器和示波器的信号输入线的损坏, 以及学生操作不当而造成仪器和仪表的损坏。采用仿真实验的电子工作平台一方面避免了仪器损坏等不利因素, 用户还可以登陆相关网站免费更新仪器仪表资源和元件库, 保证虚拟测试仪器的先进性和元器件品种齐全, 满足各种电路的设计和调试要求。另一方面, 与实验室的测试仪器相比, 虚拟的测试仪器操作简便、读数更方便。例如示波器的使用, 在实验室里有些学生花很长时间才调节出波形;而虚拟示波器一般只需调节时间轴比例系数和通道比例系数, 通道信号的即时电压幅值直接显示。另外仿真实验还可以进行设计型、纠错型和创新型等不同形式的针对性训练, 培养学生的分析、应用和创新能力。

一、Multisim 9在电子技术实验教学中的应用

Multisim 9是加拿大IIT (Interactive Image Technologies) 公司在EWB (Electronics Workbench) 基础上推出的电子电路仿真设计软件, 它具有直观的图形界面、丰富的元器件库和测试仪器、完备的分析手段和强大的仿真能力等特点, 还可登陆相关网站免费更新仪器仪表资源和元件库。Multisim 9具有强大的模拟、数字及RF电路仿真能力, 因此我们开设了包括二阶RC电路方波响应、负反馈放大电路、集成运算放大器、A/D与D/A转换电路、音频功率放大电路等仿真实验。下面以音频功率放大电路为例, 来说明Multisim 9在电子技术实验教学中的应用。

1. 音频功率放大电路仿真分析

音频功率放大电路一般可分为两部分, 前一部分进行小信号电压幅值放大, 后一部分采用功率放大器, 与扬声器相连。一般扬声器的阻值较低, 仅有8Ω左右, 需要较大的输出电流才能达到一定的输出功率。一般电脑的有源音箱大多采用这种方式。

在Multisim 9工作平台上建立如图1所示的电路。图1中虚线部分电路是前置电压放大电路, 本例采用反相比例放大电路;虚线后面的电路为甲乙类功放电路。该电路前级运放电路放大了电压, 后级甲乙类功放电路放大了电流, 因此整个电路实现了功率放大。XSC2示波器用来监测电压放大电路的输入信号和输出信号, XSC3示波器用来监测功放电路的输入信号和输出信号。电阻R11表示扬声器的阻值, U3电流表用来测量功率放大后的电流值。在电压放大电路的输出信号不失真的前提下, 通过调节V5信号源的幅值可改变U3电流表的示数。

(1) 直流分析:利用Multisim的直流工作点分析法直接显示出所有节点的直流电压值, 如图2所示。

(2) 交流分析:用XSC2示波器可观察电压放大电路的输入和输出信号的波形 (图3) , 根据输入和输出信号的幅值, 可算出电压放大倍数;用XSC3示波器可观察功率放大电路的输出信号的波形。利用交流小信号分析法可得到电路的小信号频率响应 (图4) 。从图4中可看出, 此音频功率放大电路在-3d B处所对应的截止频率约为10Hz~1MHz。相位角在-180°~180°之间变化。图5是由波特图仪得到的幅频特性曲线和相频特性曲线, 与图4的交流小信号分析结果一致。

(3) 失真分析:失真分析是分析电路的非线性失真以及幅频特性不理想导致的幅度、相位失真, 通常非线性失真会导致谐波失真、互调失真等。利用Multisim的失真分析可以得到三次谐波在节点4产生的幅度和相位失真 (如图6) 。从图6中看出在10Hz~1MHz频率范围内, 输出信号幅度和相位失真较小。用失真分析仪测量电路总谐波失真和信噪比, 结果分别为-40.818d B和40.733d B。

(4) 噪声分析:噪声分析是分析噪声对电路性能的影响。利用软件的噪声分析可得到电路的输入噪声频谱和输出噪声频谱 (如图7) 。三角标示线为输出噪声频谱。

2. Multisim 9还提供傅立叶分析、噪声系数分析、灵敏度分析、直流扫描分析和参数扫描分析等仿真分析方法

音频功率放大电路是综合多个知识点的设计性、综合性实验, 具有一定的应用价值。通过音频功率放大电路仿真实验, 即可加深学生对理论知识的理解, 同时让学生学到一些电路的分析方法, 拓展他们的知识面。利用Multisim 9设置某个器件的故障, 要求学生通过测试和分析找出故障源, 培养他们分析问题和解决问题的能力。仿真实验使理论知识和实验有机地结合起来, 难以理解的知识点通过实验和演示, 让这些知识点变得形象生动, 学生更容易理解和接受。

二、结束语

仿真实验的引入, 一方面改变了传统教学的模式, 从验证性实验向综合性和设计性实验转变。使实验课生动、有趣, 激发学生的学习兴趣, 加深学生对电路原理的理解, 有利于培养学生的创新能力和独立思考能力。另一方面, 仿真实验的引入突破了实验时间和空间的限制, 学生不必拘泥于2~3个学时的实验时间, 可以利用自己的电脑在课后继续进行研究, 从而真正掌握实验内容和理论知识, 提高实验教学效果。仿真实验克服了实验室在元器件品种、规格和数量上不足的限制, 避免了仪器损坏等不利因素。我们把传统实验和仿真实验教学有机地结合起来, 取长补短, 更好地满足现代电子技术实验教学的要求。

参考文献

[1]张学军, 王锁萍.电子技术实验教学改革与创新能力培养[J].高等教育研究学报, 2004, 27 (4) :68-70.

Multisim电子技术 篇11

【摘要】本文首先介绍了Multisim软件仿真内核的仿真模式及仿真过程的基本组成,进而,把数值分析的方法,与具体仿真实例相结合,详细地探讨了仿真内核中模拟仿真器的三个重要的仿真过程:节点分析与矩阵求解、线性化和数值积分。在此基础上,深入地研究了模拟仿真器三种基本分析仿真模式:直流分析、瞬态分析和交流分析。本文在理解仿真思路、解决仿真中出现的问题、深入研究仿真方法以及灵活应用仿真器等方面,有着重要的指导意义。

【关键词】仿真器 ; 仿真模式 ; 仿真过程 ; 仿真分析

【中图分类号】TP391.9 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2015)2-0002-03

仿真是评估电路特性的一种数学方法。通过仿真,在构建具体的电路结构或使用实际的测量仪器之前,就能够确定电路的大部分性能。MULTISIM软件通过仿真内核中仿真器的仿真过程,实现仿真目标[1]。

MULTISIM有几个部分是紧密地和仿真器的仿真过程联系在一起的,如:构建用于仿真的电路原理图、设置仿真参数、执行仿真过程、分析仿真结果。MULTISIM整个仿真过程可用图1描述:

1.MULTISIM仿真过程的概述

1.1 仿真模式

MULTISIM仿真过程通常是运行在下面两种模式之一:交互仿真模式和分析仿真模式[2]。因此,首先确定哪一种仿真模式是很重要的问题。

·交互仿真模式——在MULTISIM的工作空间中,无论什么时候按下Run Simulation按钮,MULTISIM仿真过程就运行交互仿真模式。

·分析仿真模式——无论什么时候,在任何一种分析对话框中按下Simulate按钮,或者在XSPICE Command Line对话框中,运行XSPICE分析指令,MULTISIM仿真过程就运行分析仿真模式。

1.2 仿真过程的基本组成及概述

1.2.1 电路原理图

从仿真的角度考虑,电路原理图是一种用户用于图示地构建网络表的电路结构图,网络表则是文本地描述电路原理图中元器件和仪器的互连的一种文本表。

1.2.2 分析对话框

分析对话框用于设置分析仿真模式的仿真条件,根据所设定的条件自动地产生分析仿真模式所需要的各种仿真指令。

1.2.3 仪器仪表

MULTISIM中的仪器有产生信号、数据分析以及数据显示等多种用途。

1.2.4 指令行界面

XSPICE指令行对话框被使用于替代构建电路原理图和分析对话框,使用它,能够装载一个外部预先确定的,代表某个电路原理图的网络表,和一套仿真指令进入到仿真内核中,从而实现对某个电路的仿真分析。

1.2.5 交互式事件

当仿真进行中时,通过调节某些交互式的元件和仪器,直接送交互式事件进入仿真内核,就能夠改变电路的仿真状态。

1.2.6 图形记录仪

图形记录仪是被使用于分析仿真输出的数据。

1.2.7 指示器件

在交互仿真模式中,指示器件显示电路的输出值或改变器件本身的外观。

1.2.8 仿真内核

MULTISIM仿真内核实现指定的仿真分析。

1.2.9 仿真内核的子系统

MULTISIM仿真内核由以下子系统组成:网络表剖析器,指令解释器,交互事件管理器,模拟电路仿真器和数字电路仿真器,以及模拟器件库和数字器件库。

2.模拟电路仿真器的仿真过程

MULTISIM的仿真内核中,包含一个模拟电路仿真器和一个紧密耦合的数字电路仿真器。本文仅探讨模拟电路仿真器的仿真过程。

本节把数值分析的方法,与具体的仿真实例相结合,深入探讨MULTISIM仿真中,模拟电路仿真器的三个重要的仿真过程。

2.1 模拟电路仿真的目标

模拟仿真的目标是根据基尔霍夫电流定律(KCL)、基尔霍夫电压定律(KVL)、以及器件的伏安特性关系,来求解电路中的节点电压和支路电流。

2.2 仿真过程

模拟电路仿真器使用图2.1所示的三个仿真过程,来进行模拟电路的数值计算,分别为:节点分析与矩阵求解、线性化和数值积分。节点分析与矩阵求解是线性化和数值积分过程的基础。

2.3节点分析与矩阵求解

在模拟电路仿真器中,节点分析与矩阵求解[3]是最基本的过程。使用它来求解线性、非微积分元件所组成的电路,如图2.2所示。

这个过程之所以称为基本的,是因为电路中更复杂的电路元件通常需要精确地转化成线性的、非微积分形式的元件,以便能够使用这一过程求解电路。

首先,节点分析过程根据基尔霍夫电流定律(KCL),使用一种叫做改进节点分析(MNA)的技术,列出一组线性方程组。然后,矩阵求解过程使用矩阵求解的技术求解上述线性方程组。矩阵求解技术则是首先进行矩阵的LU分解,也就是把矩阵A分解成两个三角矩阵(下三角矩阵L和一个上三角矩阵U);然后,使用正向迭代和后向迭代的方法分别求解两个三角矩阵。

为了避免数值困难、提高数值计算的精度和最大化求解方程组的效率,使用了下列几个技术措施:

·局部枢轴算法,降低LU分解方法所产生的截断误差。

·预定算法,改善矩阵的条件数。

·重新排序算法,最大限度地减少方程组求解的非零项。

MULTISIM允许用户通过仿真选项直接访问枢轴算法的一些参数。

一般情况下,节点分析和矩阵求解过程是稳定的,并且具有确定解,求解的成功率仅仅受限于浮点值计算的有限精度所导致的数值的复杂化程度。endprint

2.4 线性化

因为无法直接求解代表电路原理图中非线性元件的非线性方程和其他线性方程一起所构成系统方程组,因此,非线性元件成了仿真器求解的问题。为了解决这个问题,仿真器使用一种称为牛顿 - 拉夫森的迭代非线性分析技术[4]。为了说明如何使用这种技术,可以考虑图2.3所示的二极管电阻电路。

这个电路的精确解析解被确定在线性部分的曲线和二极管的伏安特性曲线的交点上,如图2.4所示。

为了找到这个交点,仿真器首先设定一个关于二极管电压的“猜测”值。然后在这个猜测值上,求出二极管伏安特性曲线的斜率值以及切线方程,这个切线方程就是二极管在猜测值上的近似线性模型,可以用一个电阻与电流源并联构建其等效电路模型(见图2.5)。这使得仿真器可以使用节点分析和矩阵求解的过程,来求解上述近似模型的线性解。

第一个解成为牛顿 - 拉夫森算法下一次迭代的“猜测”值,如此继续下去,如图2.4所示,第二次迭代,第三次迭代,……,直到连续迭代求解值之间的差值变得可以接受的小时,这种迭代循环被认为完成了,电路的解被称为收敛[5]。

上述例子是一个非常基本的非线性电路,电路中只有一个非线性元件,并且,元件的伏安特性曲线及其导数都是连续的。在实践运用中,仿真器要处理许多非线性元件且元件的伏安特性曲线及其导数有可能是不连续的。由于非线性元件数量的增加,尤其是一些元件具有连续性差的特性,不收敛的机会就会增加。

收敛是仿真非线性电路的主要障碍之一。

2.5 数值积分

数值积分过程被使用在电路的时域仿真中(即瞬态分析),用于处理具有微积分性质的元件。也就是说,元件的输入/输出关系的表达式为y=f(),例如电容、电感等元件。这些元件被称为电抗元件。

类似非线性元件,因为不能直接求解由代表电抗元件的微分方程和系统中其他线性方程所构成的系统方程组,电抗元件也成了仿真求解的一个问题。为了求解具有电抗元件的电路,仿真器使用数值积分方法,具体的做法是,依据一些数值分析的公式,把积分或微分离散成近似的离散表达式。

例如,假设知道t时刻电容的电压,想找到时间t+△t时的电压,可以使用后向Euler公式离散积分表达式为代数表达式,如下式所示:

根据以上的公式,在时间t+1时,图2.6电路中的电容器被离散,等效为图2.7电路中所示的电压源与电阻的戴维南串联模型(电容模型的戴维南形式只用于演示的目的,在数值积分中,仿真器实际使用的是一个电流源与电阻并联的诺顿形式)。

类似二极管,电容也被等效为一个线性的,非微积分的元件,因此可以使用節点分析和矩阵求解过程进行线性方程组的求解。后向Euler数值积分方法仅使用于演示的目的。MULTISIM仿真器实际使用是梯形或锯齿形积分方法[6],两者都具有很优良准确性。

需要注意的是离散电容模型对时间步长很敏感,在这种近似的积分中,模型的精度通常是和时间步长的大小成反比关系。

3.基本的分析模式

MULTISIM中所有分析都是基于三个基本分析:直流分析、瞬态分析和交流分析。例如,直流扫描分析只不过是一连串的直流分析,其中,相邻两个直流分析只是改变电路中的某一个直流电源的电压,使其成阶梯状地增加。同样,交流扫描分析也是一连串交流分析,其中,相邻两个交流分析只是改变电路中的工作频率,使其成阶梯状地增加。

本文只研究模拟电路中的上述三种基本分析,并把它们与前面讨论的模拟仿真器的三个仿真过程联系起来。

3.1 直流分析

在直流分析模式中,仿真器求解电路的静态工作点 - 直流稳态解。因此,所有具有随时间变化特性的器件,例如电容,电感,和独立的信号源都将被忽略,也就是电容器开路、电感器短路、电压信号源短路、电流信号源开路。

仿真器使用节点分析和矩阵求解的线性过程,执行此直流分析,如果不能使用这种简单的尝试,求解系统方程组,仿真器调用使用了附加技术的直流收敛程序,求解直流工作点。因为瞬态分析和交流分析都需要调用直流分析,因此,直流分析被认为是最根本的基本分析模式。

3.2 瞬态分析

在这种分析模式中,仿真器需要求解电路在每一个确定的离散时间点上的方程组,瞬态分析过程和直流分析具有下面两个不同的方面:

·电路的每一个离散时间点都执行了线性化过程。

·电抗元件不再被忽略,需要使用数值积分技术离散线性化这种元件。

因此,瞬态分析需要使用线性化和数值积分离散过程。本文使用图3.1所示的流程图,能很好地描述瞬态分析算法的一个简化流程。图中△t为模拟仿真器的时间步长。

初始状态值(时间t=0的状态)要么是使用直流分析计算所得的直流工作点值,或者是用户定义的值,可通过?UL??S??的设置进行选择。因为在瞬态分析中,仿真器在每一个离散时间点都要执行非线性分析,因此,在一个迭代周期内,比直流分析存在着更大不收敛的概率。无论如何,对于每一个时间点,线性化是从前一个时间点的值开始,如果电路的变化不是很快,那么前一个时间点的解答应该非常接近新的时间点的解答,从而很容易找到电路的新解。

如果电路是一个快速变化的动态电路,要么由于采取了比较大的时间步,或者因为信号源变化得很迅速,新时间点的电路解可能远离前一个时间点的电路解,此时非线性迭代周期的初始值有可能远离正确的电路解,这样就有可能求解不收敛。在这个非收敛状态时,为了使电路的解更加靠近前一个时间点的值,仿真器减小时间步长并尝试一个新的迭代周期。如果仿真器不断收敛失败,时间步长被压缩到低于设定的最低门槛值,那么,仿真器中止瞬态分析模式,并报告时间步长太小的错误。

3.3 交流分析

在交流分析模式中,仿真器计算电路的正弦、小信号、电路稳定状态的解。这是一个线性的分析,需要对所有元件进行线性化。因此,仿真器首先执行一个直流分析以求出直流工作点,基于这个工作点的值,提取电路的小信号线性模型。endprint

然后,仿真器尝试在相量域求解电路方程。因此,在一个特定的感兴趣的正弦频率上,所有的电抗元件都被转化为复阻抗。所有独立的直流电压/电流源,包括那些线性模型中的一部分,都将被忽略——电压源短路,电流源开路。

值得注意的是,即使电路方程解中包含了复数的实值和虚值,由于电路是线性的,因而不会出现不收敛的问题。使用了一个复数的节点方程和复矩阵求解[7]过程。收敛问题仅仅发生在直流分析阶段。

4.总结

本文介绍了Multisim仿真器仿真过程的基本组成、二种仿真模式;从数值分析的角度,深入探讨了模拟电路仿真器的三种基本仿真过程,即;节点分析与矩阵求解、线性化和数值积分;重点研究了分析仿真模式下,三种基本分析(直流分析、瞬态分析和交流分析)以及它们所调用的仿真过程。为深入研究仿真方法,掌握好Multisim仿真的应用,奠定坚实的理论基础。

参考文献

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[3]Shahram Peyvandi, Seyed Hossein Amirshahi, Javier Hernández-Andrés. Generalized Inverse-Approach Model for Spectral-Signal Recovery[J]. IEEE TRANSACTIONS ON IMAGE PROCESSING, 2013, 22(2):501-510

[4]Li D. Split Newton iterative algorithm and its application[J]. Applied Mathematics and Computation, 2010, (5):2260-2265

[5]Burt J M, Boyd I D. Convergence Detection in Direct Simulation Monte Carlo Calculations for Steady State Flows[J]. CCP, 2011, (4):807-822

[6]吳世枫,甘四清,刘德志.延迟积分微分方程梯形方法的渐近稳定性[J].长沙理工大学学报(自然科学版), 2007,4(4) :82-84

[7]Gallay T,Serre D. Numerical Measure of a Complex Matrix[J]. Communications on Pure and Applied Mathematics, 2012, 65(3):287–336

作者简介:谭勋琼(1967.4-),男,湖南邵阳人,博士,副教授,目前主要研究方向:电子信息系统,工程控制技术等。

Multisim电子技术 篇12

关键词:Multisim,仿真,电子技术基础,高职高专

《模拟电子技术基础》是高职高专电子信息技术、通信技术、计算机技术等各专业的一门专业基础课,该课程概念性、实践性很强,既有抽象的理论知识又有具体的实践知识。在教学过程中,学生普遍感到原理枯燥难懂,尤其刚接触三极管时,对由三极管组成的共射极放大电路感到非常抽象,很难理解。在教授此类课时,如能穿插一些计算机辅助设计和仿真知识,不仅能扩大学生的知识面,还能使一些抽象难懂的知识变的形象、生动。Multisim是在EWB的基础上发展起来的专业仿真软件,在电路仿真中广泛应用。为此,笔者将Multisim 2001仿真软件运用到课堂教学过程中,结合理论教学,通过Multisim2001虚拟环境将形象、直观的仿真结果展示在屏幕上,让每个学生都亲眼看到仿真现象,从而加深了理论知识的理解,极大地调动了学生学习的积极性。本文以共射极放大电路为例,介绍如何使用Multisha 2001软件进行共射极放大电路的教学。

一、建立电路原理图

启动Multisim2001后,首先作出共射极放大电路原理图,然后运行软件中菜单栏Options/Preferences...命令,选中Circuit页,将Show区中Show node names选项选中,电路图中的节点编号即在图中显示,如图1所示。

二、静态工作点分析

采用软件提供的分析方法可以很方便地对电路的静态工作点进行分析。启动软件中菜单栏Simulate/Analyses/DC Operating point...命令,打开DC Operating Point Analysis对话框,分别选中2、5、6、14、22、25节点,点击Simulate按钮,系统便显示出运算的结果,如图2所示。图中显示的为各个节点的静态电压。

从图2仿真结果可以看到,节点2、5、6、14的电压分别是2.43054 V、8.35696V、1.68643 V、12.0000V。结合电路图中节点的位置可以得到:VB=2.43054V, VC=8.35696V, VE=1.68643V, Vcc=12V,与手工估算的结果基本一致。引导学生复习前面所学内容:VC>VB>VE,并且UBE=VB-VE=0.7V。从仿真计算出的三极管的基极、发射极、集电极的电压可以判断出电路处于放大电路。

三、动态分析

调用软件提供的虚拟示波器,分别接到电路的输入、输出端,然后打开仿真开关,观察示波器输出的波形,如图3所示。学生可以从图中清晰地看出:输出信号远比输入信号的幅度大,且同为正弦波,体现了放大作用;输出信号与输入信号相位相反,由此得出结论:共射极放大电路又称作反相电压放大器。这样先让学生对信号放大电路有一个初步的、直观的印象,帮助学生加深理解,激发学生的学习兴趣。由图1中示波器参数的设置和波形的显示可以知道输出信号的最大值Uom=1000 m V,输入信号的最大值Uim=100 m V,放大倍数Av=-Uom/Uim=-1000 m V/100 m V=-10。

四、观察波形失真

在学习波形失真这部分内容时,学生没有直观的认识,所以总是分不清什么是饱和失真,什么是截止失真,通过Multisim仿真软件中展示的失真波形,学生就会记忆深刻。在图1所示的电路中逐渐减小基极电阻R7的大小,观察示波器波形的变化,当R7减小到1k时,波形出现了饱和失真,如图4所示。引导学生观察饱和失真波形,加深印象。

逐渐增大基极电阻R7的大小,观察示波器的波形。随着电位器阻值的增加,输出波形的饱和失真将减小。继续增大阻值到Key=80%时,电路出现明显的截止失真,如图5所示。

Multisim软件模拟电路非常方便,现象直观、结果精确,对电子技术教学是一种很好的辅助手段,它弥补了传统教学模式的不足。通过Multisim仿真,可以消除学生对课程的抽象感,更好地帮助学生理解、掌握基本知识,培养和提高了学生的创新能力和综合实践能力,同时也提高了教学质量。

参考文献

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[3]钟化兰.Multisim在模拟电子技术设计性实验中应用的研究[J].华东交通大学学报, 2005 (22) .

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