摘 要：模擬電子技術(shù)是電子類等專業(yè)的一門重要專業(yè)必修課，兼具理論性、工程性和實(shí)踐性。本文分析了該課程目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問(wèn)題，將Multisim仿真軟件應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以單級(jí)共射極放大電路為例，講述了Multisim在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。教學(xué)實(shí)踐表明：通過(guò)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)置與實(shí)體實(shí)驗(yàn)相匹配的仿真實(shí)驗(yàn)以及課后對(duì)探究式仿真實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展，能夠提高學(xué)生對(duì)理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的綜合應(yīng)用能力，提高學(xué)生的動(dòng)手能力及分析、解決問(wèn)題能力。

關(guān)鍵詞：模擬電子技術(shù);Multisim;仿真;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：TP391.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Analog electronic technology is an important professional compulsory course for electronic majors，which is theoretical，engineering and practical.This paper analyzes the problems existing in the experimental teaching of the course，and applies Multisim Simulation Software to the experimental teaching.Taking the single-stage common emitter amplifier circuit as an example，the application of Multisim in the experimental teaching are described.through the setting of simulation experiment matching with entity experiment and the extension of inquiry simulation experiment after class，it can deepen students' understanding of theory，cultivate students' comprehensive application ability of combining theory and practice，and improve students' hands-on ability，and students' ability to analyze and solve problems.

Key words：Analog Electronic Technology;Multisim;Simulation;Reform in Education

模擬電子技術(shù)是電子類等專業(yè)的一門專業(yè)必修課。良好的模電基礎(chǔ)，為學(xué)生電子設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及今后從事硬件工作提供知識(shí)保障，其中實(shí)驗(yàn)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)普通院校學(xué)生而言，該課程理論性強(qiáng)、概念抽象，是難度系數(shù)較高的課程，教學(xué)效果不容樂觀[1]。為提高課程的教學(xué)效果，與時(shí)俱進(jìn)地進(jìn)行教學(xué)改革，十分必要。

本文以單級(jí)共射放大電路為例，基于Multisim仿真，根據(jù)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量分析電路的各個(gè)參數(shù)，再基于實(shí)驗(yàn)箱搭建實(shí)體實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)與仿真的對(duì)比和驗(yàn)證。

1 目前模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

目前，模電的教學(xué)還是偏理論弱實(shí)驗(yàn)的模式。這樣的模式下：（1）理論教學(xué)時(shí)，師生缺少有效的互動(dòng)，學(xué)生被動(dòng)接受理論知識(shí)，教學(xué)效果不佳。（2）實(shí)驗(yàn)是學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，目前學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，基本是照搬實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的原理圖，在實(shí)驗(yàn)箱上搭建電路，按照指導(dǎo)書預(yù)定的參數(shù)和實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)。很多學(xué)生沒有預(yù)習(xí)也能通過(guò)模仿完成實(shí)驗(yàn)，這使得學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)只停留在簡(jiǎn)單的接線和測(cè)量上。（3）即使照搬實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，由于很多學(xué)生沒有掌握電路原理及各元器件在電路中的作用，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生把連接錯(cuò)誤的電路當(dāng)作正確電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因此，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)箱搭建電路之前，對(duì)電路原理及各元器件的作用要有一定的基礎(chǔ)[2，3]。

Multisim是NI（National Instruments）公司推出的一款仿真工具。它支持電路原理圖的圖形輸入，提供豐富的元器件庫(kù)和各類儀器儀表，具有仿真能力強(qiáng)大、界面直觀等特點(diǎn)[4]。利用Multisim可獲得與實(shí)體實(shí)驗(yàn)匹配的結(jié)果，且所有操作都在屏幕窗口直接完成，整個(gè)過(guò)程直觀明了，便于初學(xué)者快速理解[5]。利用上述優(yōu)勢(shì)，在模電的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加Multisim仿真，以改善解決現(xiàn)有教學(xué)模式存在的問(wèn)題，并以此促進(jìn)理論與實(shí)踐的有機(jī)融合。

2 模電實(shí)驗(yàn)教學(xué)中Multisim的應(yīng)用實(shí)例

本文以NPN型三極管構(gòu)成的單級(jí)共射放大電路為例，介紹利用Multisim進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的具體措施。

2.1 搭建仿真電路

單級(jí)共射放大電路是模電的一個(gè)典型基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)生對(duì)電路搭建和儀器使用還不熟練，很難在兩個(gè)學(xué)時(shí)順利完成實(shí)驗(yàn)[6]。因此，安排學(xué)生先做Multisim仿真，理解電路原理，為實(shí)體實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。本文所搭建的單級(jí)共射放大電路如下圖所示。運(yùn)行Multisim，創(chuàng)建原理圖文件，選擇所需的元器件并設(shè)置其參數(shù);選擇示波器等測(cè)量?jī)x器;使用鼠標(biāo)調(diào)整元器件及儀表布局并連線，完成仿真電路搭建，進(jìn)行仿真分析。

單級(jí)共射放大電路圖

2.2 靜態(tài)分析

2.3 動(dòng)態(tài)分析

動(dòng)態(tài)分析分空載和帶載兩種情況。通過(guò)仿真得到電壓增益的實(shí)驗(yàn)值，再根據(jù)電路的交流通路，求得電路增益理論值，最后將實(shí)驗(yàn)值與理論值進(jìn)行對(duì)比分析。

（1）空載。調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，給電路輸入頻率1kHz，幅值50mV的正弦信號(hào)。通過(guò)示波器觀測(cè)輸入輸出波形，計(jì)算出空載電壓增益實(shí)驗(yàn)值。根據(jù)電路的交流通路，求得空載電壓增益理論值[7，8]。

（2）帶載。連接負(fù)載，通過(guò)示波器觀測(cè)輸入輸出波形，計(jì)算出帶載電壓增益實(shí)驗(yàn)值。根據(jù)電路的交流通路，求得帶載電壓增益的理論值[7，8]。

仿真過(guò)程中，可讓學(xué)生調(diào)節(jié)一些元器件或去掉旁路電容，觀測(cè)輸出的變化情況。這些操作在實(shí)驗(yàn)箱上比較難實(shí)現(xiàn)，耗時(shí)大效果不佳。但在Multisim上可以通過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。學(xué)生親自動(dòng)手調(diào)節(jié)改變電路，親眼觀測(cè)到電路輸出的變化，再引導(dǎo)學(xué)生用理論知識(shí)去解釋這些變化。整個(gè)過(guò)程可以激發(fā)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣，提高學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生自行設(shè)計(jì)電路的信心，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的良好效果。

3 結(jié)論

本文討論了利用Multisim仿真在模電實(shí)驗(yàn)教學(xué)所做的改革探索與嘗試，以單級(jí)共射放大電路為例給出具體的實(shí)施措施。搭建了對(duì)應(yīng)的實(shí)物實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行演示和測(cè)量，讓學(xué)生深入理解基本共射放大電路。依據(jù)仿真、實(shí)驗(yàn)和理論的結(jié)果及分析可知：基本共射放大電路既可放大電壓，又可放大電流;電路的輸出電壓與輸入電壓反向;電路空載電壓增益大于帶載電壓增益。實(shí)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，與仿真結(jié)果及理論值一致。

該教學(xué)實(shí)踐表明：在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入Multisim仿真，能從整體上提高模電教學(xué)的有效性。先做Multisim仿真使學(xué)生熟悉電路原理，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生分析電路的能力，加深學(xué)生對(duì)理論的理解，鍛煉學(xué)生操作的能力，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的預(yù)期效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘俊，劉輝，劉恒.基于Multisim14的負(fù)反饋放大電路分析.普洱學(xué)院學(xué)報(bào)，2019-12-30：48-50.

[2]張承暢，龔昱文，余灑，羅元.Multisim在模電和數(shù)電混合實(shí)驗(yàn)案例中的應(yīng)用.2019-06-20：50-52.

[3]孫筠.Multisim應(yīng)用于電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究[J].科技信息，2007（27）：497-498.

[4]錢穎，杜亮.Multisim仿真在高職電子類課程教學(xué)中的應(yīng)用與研究.信息技術(shù)與信息化，2018-11-25：128-130.

[5]呂波.Multisim14電路設(shè)計(jì)與仿真.機(jī)械工業(yè)出版社，2019.

[6]張新喜，許軍，韓菊，任銳，丁巖松.Multisim14電子系統(tǒng)仿真與設(shè)計(jì).第2版.機(jī)械工業(yè)出版社，2019.

[7]華成英，童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，2005.

[8]劉靜偉.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，2018：29-45.

作者簡(jiǎn)介：韋榮昌（1985— ），女，壯族，廣西來(lái)賓人，研究方向：測(cè)控技術(shù)與儀器、傳輸網(wǎng)設(shè)計(jì)與運(yùn)維、計(jì)算機(jī)應(yīng)用。