侯亞玲

（西安歐亞學(xué)院 陜西 西安 710065）

模擬電子技術(shù)是電子信息工程、通信工程等電類專業(yè)必不可少的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門技術(shù)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，偏重工程應(yīng)用?；緝?nèi)容包括：半導(dǎo)體器件（包括：二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管）；以半導(dǎo)體器件為核心組成的分立元件電路（包括：三極管組成的單管共基極、共發(fā)射極和共集電極放大電路；場(chǎng)效應(yīng)管組成的單管共柵極、共源極和共漏極放大電路；差動(dòng)放大電路等等）。集成運(yùn)算放大器的典型應(yīng)用（包括加減法電路、微分積分電路分析）；信號(hào)的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)換；低頻功率放大電路等內(nèi)容[1]。

1 模擬電路的特點(diǎn)

課程的學(xué)習(xí)過程中，“入門”難是主要的問題，學(xué)生從先修課程“電路”的線性思維過渡到“模擬電子技術(shù)”課程的非線性思維需要較長(zhǎng)的時(shí)間；學(xué)生長(zhǎng)期以來建立的學(xué)習(xí)理念是：求解問題要求邏輯上的嚴(yán)密和數(shù)學(xué)上的精確，但在模擬電路中這種慣性思維卻往往成為分析問題的束縛；學(xué)生從精確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)酱致怨浪阈枰まD(zhuǎn)思維習(xí)慣，因此，教師在教學(xué)過程中，要特別注重基本概念、基本原理、分析方法和計(jì)算方法的講解，突出重點(diǎn)、分散難點(diǎn)：在每一講中，力圖沿主干方向，重點(diǎn)解決一、兩個(gè)主要問題，使難點(diǎn)分散，利于學(xué)生把握重點(diǎn)，突破難點(diǎn)[2]。

模擬電路的課程安排包括理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)模塊。作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，更應(yīng)該注重實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生提高對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加深對(duì)理論課講授內(nèi)容的理解，并應(yīng)用于實(shí)踐，分析和解決實(shí)際問題。

在理論學(xué)習(xí)后，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)，往往會(huì)感覺理論分析與實(shí)際電路測(cè)試跨度太大，無處著手。因此，在教學(xué)中，適當(dāng)引入電子技術(shù)的新器件、新技術(shù)、新方法，以擴(kuò)展知識(shí)面，開闊視野，適應(yīng)電子技術(shù)發(fā)展的需要。同時(shí)，將電子電路分析與設(shè)計(jì)的仿真軟件Multisim10.0引入課堂教學(xué)，借助仿真工具，使疑難的問題容易理解[3]。利用多媒體計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化教育手段，改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。

2 Multisim10.0簡(jiǎn)介

Multisim10.0是美國(guó)國(guó)家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力[4]。采用仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行驗(yàn)證，一來培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際電路制作前先做仿真的習(xí)慣，另外加深學(xué)生對(duì)電路的理解。仿真軟件具有以下特點(diǎn)：

1)通過直觀的電路圖捕捉環(huán)境,輕松設(shè)計(jì)電路；

2)通過交互式SPICE仿真,迅速了解電路行為；

3)借助高級(jí)電路分析,理解基本設(shè)計(jì)特征；

4)通過一個(gè)工具鏈,無縫地集成電路設(shè)計(jì)和虛擬測(cè)試。

3 文氏橋振蕩器

振蕩器電路可以產(chǎn)生穩(wěn)定的周期輸出信號(hào)，其功能相當(dāng)于信號(hào)發(fā)生器，簡(jiǎn)單地說就是一個(gè)頻率源，用來產(chǎn)生高、中、低頻信號(hào)，能夠完成從直流電能到交流電能的轉(zhuǎn)化。振蕩器在無線電廣播,衛(wèi)星通信、電視機(jī)、開關(guān)電源、收音機(jī)等電子設(shè)備中都有應(yīng)用[5]。

正弦波振蕩電路能夠輸出周期性正弦波信號(hào)，正弦波振蕩器的起振過程的幾個(gè)基本環(huán)節(jié)包括：起振初期、選頻放大階段、限幅階段、穩(wěn)定輸出。文氏橋振蕩器又叫RC橋式正弦波振蕩器，是模擬電路中的一個(gè)基本電路。仿真電路如圖1所示，以R1和C1串聯(lián)、R2和C2并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)、并引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成橋路。

圖1 文氏橋振蕩器Fig.1 Wien-bridge oscillator

理論分析計(jì)算振蕩器的輸出信號(hào)振蕩頻率為：

下面通過虛擬示波器觀察振蕩器的輸出波形，測(cè)量振蕩器的輸出頻率。振蕩器的最大特點(diǎn)是無輸入信號(hào)有輸出信號(hào)，輸出信號(hào)是一個(gè)從無到有的過程，起振過程仿真波形如圖2所示；起振后，振蕩器輸出穩(wěn)定，輸出波形振幅穩(wěn)定，仿真波形圖如圖3所示。

圖2 振蕩器穩(wěn)定波形Fig.2 Oscillator stable waveform

圖3 振蕩器穩(wěn)定波形Fig.3 Oscillator stable waveform

應(yīng)用虛擬示波器的指針測(cè)試波形周期，圖中豎線為測(cè)試指針，左邊指針T1放置在波形的起點(diǎn)，右邊指針T2放置在一個(gè)周期波形終點(diǎn)[6]。測(cè)試電路如圖4所示。

圖4 頻率測(cè)量Fig.4 Frequency measurement

根據(jù)圖4測(cè)試值顯示波形周期：T=T2-T1=1.25 ms計(jì)算振蕩頻率:

對(duì)比頻率的計(jì)算值（796 Hz）和測(cè)試值（800 Hz），仿真結(jié)果準(zhǔn)確的顯示了理論分析。

4 結(jié)束語

電路仿真是將設(shè)計(jì)好的電路圖通過仿真軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，模擬出實(shí)際功能，然后通過其分析改進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在模擬電路的實(shí)踐教學(xué)中引入虛擬仿真，可以讓學(xué)生在進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之前，對(duì)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行仿真分析，再根據(jù)仿真電路搭建實(shí)際的測(cè)試電路，最后進(jìn)行電路變量實(shí)際測(cè)試，有助于學(xué)生理解抽象的理論電路，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，最終提升教學(xué)效果。

[1]孫肖子、張企民.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社.2001.

[2]陳永強(qiáng).模擬電子技術(shù)[M].北京.人民郵電出版社.2013.

[3]崔健明.電路與電子技術(shù)的Multisim 10.0仿真[M].北京.中國(guó)水利水電出版社.2009.

[4]李哲秀.模擬電子線路分析與Multisim仿真[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2008.

[5]馬志鋼,薛紅梅.基于Multisim10的案例教學(xué)法在模電課程中的應(yīng)用[J].中國(guó)教育信息化,2011(3)：11-13.

[6]唐小潔.Multisim 10在模電教學(xué)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2011(22)28.