朱勤

摘 要：文章簡單介紹了Multisim仿真軟件的功能，并通過具體的電路，闡述Multisim在模擬電子技術(shù)理論教學(xué)、實驗教學(xué)和課程設(shè)計中的應(yīng)用。運用Multisim仿真軟件對模擬電路進(jìn)行實時仿真，克服了傳統(tǒng)教學(xué)的不足，提高了模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：Multisim；模擬電子技術(shù)；仿真

模擬電子技術(shù)這門課是高等院校通信、電子信息、應(yīng)用電子各專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，具有實踐性、應(yīng)用性強的特點。學(xué)生能否掌握好模電將直接影響到他們后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。由于不能搭建具體的實際電路，教學(xué)效果不是很好。而實驗教學(xué)由于受實驗條件的限制，學(xué)生實踐機會有限，對基本概念和基本分析方法缺乏直觀的認(rèn)識。Multisim軟件為模擬電子技術(shù)課程教學(xué)提供了一個實用的工具，通過Multisim軟件對電路進(jìn)行仿真、演示，使理論教學(xué)、實驗教學(xué)和課程設(shè)計的內(nèi)容更加生動使學(xué)生對模擬電子技術(shù)理論的理解更加深刻。

1 Multisim簡介

Multisim是美國國家儀器有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具。主要用于模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它能夠?qū)崿F(xiàn)電路原理圖的搭建、電路硬件描述語言輸入方式、自定義虛擬儀表，能夠?qū)崿F(xiàn)大部分的功能電路的仿真和實現(xiàn)。

2 Multisim在理論教學(xué)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，通過板書和畫圖的形式是一個靜態(tài)的畫面，學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較抽象，無法做到從靜到動的轉(zhuǎn)變。而使用Multisim軟件，可以搭建一個動態(tài)的仿真電路，在此電路中可以對電路中所有點的實際狀態(tài)進(jìn)行實時的測量并顯示。從而將一些抽象的理論分析變?yōu)橹庇^的可見的實驗現(xiàn)象。

例如晶體三極管特性是模擬電子技術(shù)中最重要的知識點之一，內(nèi)容很抽象也不容易掌握，學(xué)生普遍沒有學(xué)習(xí)的積極性。為了能有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，在三極管特性分析的教學(xué)中采用Multisim仿真。在這個案例中，我們使用IV分析儀，IV分析儀是測試半導(dǎo)體器件特性曲線的儀器，等同于現(xiàn)實的晶體管特性曲線測試儀。在仿真過程中，選用了三極管2N3392，安連接提示與IV特性測試儀圖標(biāo)輸入端連接。屏幕下邊最左一格顯示基極電流的第1條曲線（紅色），中間一格顯示讀數(shù)指針的坐標(biāo)，右邊一格顯示基極電流的第1條曲線與讀數(shù)指針交點的縱坐標(biāo)。繼續(xù)向右拖，左邊一格顯示不變，中間一格和右邊一格顯示數(shù)據(jù)則不斷變化。如圖1所示。

用鼠標(biāo)單擊下數(shù)第2條曲線（綠色）?？梢钥吹阶筮呉桓耧@示變?yōu)镮-b（2m），中間一格不變，右邊變?yōu)?17.903mA。再單擊第3條曲線（藍(lán)色）。左邊一格顯示變?yōu)镮-b（3m），中間一格不變，右邊變?yōu)?53.743mA。依此即可得到特性曲線每一點的讀數(shù)。在仿真過程中，學(xué)生會比較容易看出特性曲線的特點，通過這樣的仿真，學(xué)生會更加有興趣。

為了研究負(fù)反饋對放電器性能的影響，可通過反饋回路中的控制開關(guān)來研究負(fù)反饋的作用。例如研究負(fù)反饋對電路放大倍數(shù)的影響，在輸出端接萬用表測試并計算電壓放大倍數(shù)。無負(fù)反饋作用時，負(fù)載為1.5kΩ，輸出電壓為1.012V，放大倍數(shù)為1.012V/3mV，即337；負(fù)載無窮大時，輸出電壓為339.975mV，放大倍數(shù)為113。有負(fù)反饋作用時，負(fù)載為1.5kΩ，輸出電壓為31.072mV，放大倍數(shù)為10.36；負(fù)載無窮大時，輸出電壓為29.467mV，放大倍數(shù)為9.82。從這組數(shù)據(jù)中，學(xué)生可以比較清楚和直觀的分析出，負(fù)反饋在犧牲一定的放大倍數(shù)情況下，能提高增益的穩(wěn)定性。學(xué)生可以自主的改變其中某些參數(shù)，觀察電路輸出的變化，從而更深入的理解電路的工作原理。將教師黑板上的推導(dǎo)過程，變成學(xué)生自主操作軟件，產(chǎn)生一系列直觀可見的參數(shù)變化，對學(xué)生來說更有學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。

3 Multisim在實驗教學(xué)中的應(yīng)用

在實驗教學(xué)中，經(jīng)常會出現(xiàn)實驗儀器損壞，過于陳舊而影響實驗結(jié)果的現(xiàn)象?，F(xiàn)在將仿真軟件Multisim引入傳統(tǒng)實驗項目，可以很大程度上彌補傳統(tǒng)實踐教學(xué)中的不足。在一些實驗中，可以使用仿真軟件進(jìn)行電路仿真、調(diào)試，優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)，以得出最佳、最優(yōu)的電路設(shè)計方案，再通過實際實驗增強實際動手能力，積累設(shè)計、調(diào)試等方面的實踐經(jīng)驗。

4 Multisim在課程設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用

模擬電子技術(shù)課程設(shè)計是學(xué)生學(xué)完模擬電子技術(shù)理論和實驗課程之后進(jìn)行的一項實踐環(huán)節(jié)，是模電課程的重要部分，它包括課題選擇，電路設(shè)計、安裝、焊接、調(diào)試和編寫總結(jié)報告等實踐內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生工程實踐基本技能。傳統(tǒng)的課程設(shè)計過程開發(fā)周期長、耗材、費力，而結(jié)合Multisim 仿真軟件，使學(xué)生設(shè)計的電路先模擬調(diào)試成功后再組裝實際電路，既縮短了開發(fā)周期，又可以避免在傳統(tǒng)設(shè)計中的元件損耗。課程設(shè)計是學(xué)生能力素質(zhì)的綜合演練，也是對教學(xué)效果的檢驗，根據(jù)學(xué)生的不同學(xué)習(xí)程度給出有難度層次的設(shè)計題目，對培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐的觀點大有裨益。

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