基于Multisim的電子技術仿真教學

　　摘 要： 教師將Multisim應用于電子技術教學中，可使教學直觀、生動，使理論教學與實踐更好地緊密結合。實際應用證明，把Multisim運用在教學和實驗環節中，將是電類教學改革的發展方向。
　　關鍵詞： 電子技術教學 Multisim 仿真教學
　　
　　1.引言
　　長久以來，傳統的電子技術教學是以理論教學為主，再加以實驗和實訓環節。這樣的教學模式在某些程度上必然造成理論和實際的脫節。隨著計算機的普及，利用計算機的仿真技術對電路進行設計、分析和調試已成為科學技術發展的必然。所以在教學中也應引入計算機仿真技術，把對傳統的電子技術教學變成虛擬實驗教學，從而提高教學質量。本文以常見的單管放大電路為例，用Multisim進行仿真分析，突出其優越性。
　　2.利用Multisim軟件開展主動探索教學
　　學習過程并非是一種機械的接受過程，在知識的傳遞過程中，學生是一個極活躍的因素。教師不僅要傳授學生知識，而且要調動學生的積極性。傳統的教學模式是黑板加粉筆，由老師書寫、畫圖、講解，學生聽講、想象、理解。當電路較復雜時，教學難免枯燥，學生易失去耐心，分散注意力，影響聽課效果，也就會影響整個學習過程。利用Mult1smi軟件工具，可以讓學生在計算機上先做仿真實驗，觀察“實驗結果”。同時學生積極調動思維考慮為什么會有這樣或那樣的結果，然后帶著問題聽老師講解電路原理。這樣，學生由被動接受轉為主動探求，而在整個教學系統中每個環節都能起到比較積極的作用，教學效果明顯不同。
　　Multisim軟件仿真實際電路來作為一種真實表現電路工作狀態的，開放靈活的，便于使用的示教手段，可把實驗室與課堂有機地融為一體。Multisim可在計算機屏幕上構建“真實”實驗室的工作臺，把一些語言和文字難以表達或難以理解的變化過程，隨時以圖形、表格及曲線顯示出來，而且可以根據教學需要隨時修改電路和參數，讓學生即時觀察輸出效果，從而使學生加深對電子線路本質的理解，全面掌握所學內容。
　　3.基本共射放大電路分析
　　在電子技術教學過程中，關于三極管這部分內容是很重要的，但是又比較抽象，很多學生對它的特性曲線、失真情況等很難掌握，所以在這部分內容中運用Multisim仿真技術，可使教學更加直觀。
　　3.1三極管特性曲線測試
　　首先，觀察Multisim仿真技術在三極管特性曲線中的運用。晶體管輸出特性曲線是全面描述晶體管各極電流與極間電壓關系的曲線，它對于了解晶體管性能和晶體管電路分析都是非常有用的。在通常的教學過程中我們通常采用逐點測量法來測量。但這種方法太繁瑣，需要測出諸多數據后才能畫出其特性曲線。如果采用Multisim，則可以快捷而方便地測出晶體管的輸出特性曲線。利用Multisim仿真分析法中的直流掃描分析(DC Sweep Analysis)，可以完成對三極管的輸出特性曲線的測試，如圖1所示。
　　3.2共射放大電路分析（分壓式偏置電路）
　　在Multisim環境下編輯放大電路原理圖，如圖2所示。該圖選用理想元件，減少了不必要的誤差。輸入信號由ＸＦＧ１輸出５０ｍＶ、５００ＨＺ的交流信號，ＸＳＣ１是一個雙蹤示波器，有Ａ、Ｂ兩個通道，Ａ通道接入輸出信號，Ｂ通道接入輸入信號。
　　3.2.1靜態工作點分析
　　放大電路靜態工作點的位置是否合適，直接影響放大電路的工作狀態：放大、飽和還是截止。根據Multisim的仿真測試，Uce=10.393V可以判斷此放大電路目前工作在放大區，如圖3所示。
　　3.2.2動態分析
　　在放大電路中加入交流信號，利用雙蹤示波器觀察輸出波形，增大或減小Rb產生截止或飽和失真，如圖4所示。
　　學生通過直接構建電路，運行仿真，觀察結果，可深刻體會到截止失真和飽和失真產生的原因，并掌握改進電路避免失真的方法。
　　4.結語
　　利用軟件Multisim進行電子技術仿真教學，不僅可以解決傳統教學中存在的弊端，其過程簡單易行，且交互性、可操作性和真實感與實際的儀器基本相同，而且可以提高教學效率和質量，提高學生對模擬電路的興趣，拓寬學生的視野，培養學生的創新能力。由它們組成一個虛擬平臺，讓學生通過這個虛擬平臺來驗證理論，強化對理論知識的掌握。因此全面了解和掌握Multisim的使用方法和操作要點，既可降低教師和學生計算勞動強度，又可提高教學質量與效益。它將成為學校未來教學科研的重要方法和手段，特別是在理工科學校其應用前景非常廣闊。
　　
　　參考文獻：
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　　 注：“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”