邵艷梅

摘 要：本文介紹了Multisim10在中職教育的電子電工技術(shù)課程中的應(yīng)用，充分體現(xiàn)將計(jì)算機(jī)仿真軟件Multisim10引入電工電子技術(shù)教學(xué)當(dāng)中起到的輔助教學(xué)的作用，切實(shí)提高了電工電子技術(shù)教學(xué)的水平。

關(guān)鍵詞：Multisim10;仿真實(shí)驗(yàn);中職教學(xué);電工電子技術(shù)

中職的電工電子技術(shù)是門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課， 既要對(duì)電路的運(yùn)行原理有一定的了解，又要通過(guò)實(shí)際動(dòng)手組裝電路進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)測(cè)量，因此一直都采用先理論后試驗(yàn)的教學(xué)模式，這就造成學(xué)生沒(méi)有感性的認(rèn)識(shí)，對(duì)原理的理解與運(yùn)用存在一定的難度，往往使后續(xù)的試驗(yàn)難以進(jìn)行要提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，就要采用新技術(shù)，開拓新的教育環(huán)境。將仿真軟件Multisim應(yīng)用到電工電子類課程教學(xué)中，在講授理論的同時(shí)，運(yùn)用Multisim仿真演示基本電路及其難點(diǎn)，可以消除學(xué)生對(duì)課程的抽象感;提高學(xué)習(xí)興趣、效率;以及具有直觀性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等特點(diǎn)。

一、Multisim10電路仿真軟件介紹

1.直觀的圖形界面。整個(gè)操作界面就像一個(gè)電子實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)，繪制電路所需的元器件和仿真所需的測(cè)試儀器均可直接拖放到屏幕上，輕點(diǎn)鼠標(biāo)可用導(dǎo)線將它們連接起來(lái)，軟件儀器的控制面板和操作方式都與實(shí)物相似，測(cè)量數(shù)據(jù)、波形和特性曲線如同在真實(shí)儀器上看到的。

2.強(qiáng)大的仿真能力及豐富的測(cè)試儀器?？勺鳛槟M/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)仿真工作，并提供了多達(dá)18種的虛擬儀器進(jìn)行電路動(dòng)作的測(cè)量。

3.完善的后處理和分析手段。它利用仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)執(zhí)行分析并處理，分析范圍很廣，從基本的到極端的到不常見的都有，并可以將一個(gè)分析作為另一個(gè)分析的一部分的自動(dòng)執(zhí)行。

二、MultiSim在電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用舉例

1.基爾霍夫定律

（1） 基爾霍夫電壓定律驗(yàn)證?；鶢柣舴螂妷憾桑↘VL）反映了支路電壓之間的約束關(guān)系。

圖1.1 電路圖圖1.2 仿真電路圖

如圖所示的電路中，已知 R1=1.2 K?，R2=400 ?，R3=800 ?，U=12V。根據(jù)歐姆定律和 KVL 定律可得，U1=6V，U2=2V，U3=4V。在 Multisim 10 的電路窗口中創(chuàng)建圖1.2 所示的電路，啟動(dòng)仿真，圖中電壓表的讀數(shù)即為仿真分析的結(jié)果。可見，理論計(jì)算與電路仿真結(jié)果相同，并且 U1+U2+U3= U，驗(yàn)證了 KVL 定律。

圖2.3 電路圖圖2.4仿真電路圖

（2）基爾霍夫電流定律驗(yàn)證。電路如圖2.3所示，電壓源 U=12V，電阻 R1=200 ?，R2=400 ?，R3=600 ?。根據(jù)歐姆定律可得，流過(guò) R1、R2、R3的電流分別為 I1=0.06A，I2=0.03A，I3=0.02A。由 KCL的 I= I1+ I2+ I3=0.11A。在 Multisim 10的電路窗口中創(chuàng)建如圖2.4所示的電路，啟動(dòng)仿真，圖中電流表的讀數(shù)即為仿真分析的結(jié)果。可見，理論計(jì)算與電路仿真結(jié)果相同。

2.單管放大的仿真驗(yàn)證

（1） 靜態(tài)工作點(diǎn)分析。單擊Simulate/Analyses/DC Operating Point Analysis，在彈出的對(duì)話框中將全部節(jié)點(diǎn)選為仿真變量，從對(duì)話框的左邊添加到右邊。單擊Simulate按鈕，開始仿真，靜態(tài)分析結(jié)果如圖2.1所示。也可用萬(wàn)用表測(cè)量得到。從靜態(tài)分析結(jié)果可看出電路處于放大工作狀態(tài)。

圖2.1單管放大的仿真實(shí)驗(yàn)電路

圖2.2靜態(tài)分析結(jié)果

（2） 動(dòng)態(tài)分析。如圖2.1所示，由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器XFG1提供輸入信號(hào)，雙擊XFG1圖標(biāo)，將信號(hào)頻率設(shè)置為1kHz，峰峰值為10mV的正弦波。

1）相位比較。用雙蹤示波器XSC1觀察比較放大電路的輸入與輸出波形，仿真結(jié)果如圖2.3所示。可見輸出波形的幅度比輸入波形幅度大，輸入與輸出波形的相位相差了180°。

2）放大倍數(shù)測(cè)量。用萬(wàn)用表XMM1、XMM2測(cè)量放大電路的輸入和輸出電壓，測(cè)量結(jié)果Ui =7.071mV ，Uo =863.25mV ，可以估算該電路的電壓放大倍數(shù)。

3） 觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響。電位器Rp旁邊標(biāo)注的文字“Key=A”表明按動(dòng)鍵盤上A鍵，電位器的阻值按5%的速度增加，按Shift+A鍵，阻值將以5%的速度減少。電位器變動(dòng)的數(shù)值大小直接以百分比的形式顯示在一旁。

啟動(dòng)仿真開關(guān)，反復(fù)按鍵盤上Shift+A鍵，觀察示波器波形變化。隨著一旁顯示的電位器值百分比的減少，輸出波形產(chǎn)生飽和失真越來(lái)越嚴(yán)重。波形如圖2.4所示。若反復(fù)按A鍵，增大電位器的阻值，從示波器中可觀察到輸出波形產(chǎn)生了截止失真，如圖2.5所示。

圖2.3輸入和輸出波形 圖2.4 飽和失真 圖2.5截止失真

三、結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)基爾霍夫定律和共發(fā)射極放大電路的分析，將Multisim10引入到教學(xué)中，起到了理論與實(shí)驗(yàn)的橋梁作用，加深學(xué)生對(duì)理論的理解，同時(shí)在驗(yàn)證過(guò)程中，學(xué)生不必顧慮部件和儀器會(huì)損壞，能夠自由地學(xué)習(xí)，節(jié)省了時(shí)間和成本，也為他們將來(lái)在實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中使用這些儀器和元件做好了準(zhǔn)備，這對(duì)教學(xué)是非常有益的。

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