Multisim電子仿真軟件教學(xué)應(yīng)用的探討

【摘要】介紹Multisim仿真功能，作為輔助手段引入理論教學(xué)中，結(jié)合實例仿真說明過程，根據(jù)仿真波形和仿真結(jié)果，使電子技術(shù)在教學(xué)課堂上更形象、靈活、更貼近工程實際，達到幫助學(xué)生理解原理，提高分析能力的目的。

【關(guān)鍵詞】Multisim；電子技術(shù)；直流穩(wěn)壓；電子仿真

1.引言：Multisim簡介

Multisim軟件是一個專門用于電子電路仿真與設(shè)計的EDA工具軟件。作為Windows下運行的個人桌面電子設(shè)計工具，Multisim是一個完整的集成化設(shè)計環(huán)境。Multisim計算機仿真與虛擬儀器技術(shù)可以很好地解決理論教學(xué)與實際動手實驗相脫節(jié)的這一問題。學(xué)生可以很方便地把剛剛學(xué)到的理論知識用計算機仿真真實的再現(xiàn)出來，并且可以用虛擬儀器技術(shù)創(chuàng)造出真正屬于自己的儀表。NI Multisim軟件絕對是電子學(xué)教學(xué)的首選軟件工具。

主要特點體現(xiàn)在：

（1）直觀的圖形界面；

（2）豐富的元器件；

（3）強大的仿真能力；

（4）豐富的測試儀器；

（5）完備的分析手段；

（6）獨特的射頻（RF）；

（7）模塊強大的MCU模塊；

（8）完善的后處理；

（9）詳細的報告；

（10）兼容性好的信息轉(zhuǎn)換。

2.Multisim輔助教學(xué)

在電子技術(shù)理論教學(xué)中，可以用Multisim軟件仿真電路性能的電路很多，現(xiàn)以直流穩(wěn)壓電路為例說明該軟件在教學(xué)上的重要性和實用性。

2.1 電路工作原理及原理圖

如圖1所示，是最簡單的直流穩(wěn)壓電路，主要由穩(wěn)壓二極管實現(xiàn)穩(wěn)壓。

（1）整流電路：把交流電壓變?yōu)閱蜗虻拿}動直流電壓。

（2）濾波電路：濾除脈動直流電壓中的交流成分，使其成為平滑的直流電壓。

（3）穩(wěn)壓電路：把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榛竞愣ǖ模皇苁须婋妷骸⒇撦d及溫度變化影響的、穩(wěn)定的直流電壓。

2.2 操作步驟

（1）開關(guān)J1打開，無濾波；開關(guān)J2打開，無穩(wěn)壓；開關(guān)J3閉合，有負載RL時，雙蹤示波器顯示的波形如圖2所示：紅線所表示的曲線為電容兩端的電壓，對應(yīng)示波器通道A，Y軸量度：10V/Div。直流電壓表讀數(shù)為10.516V。電壓為正值。藍線所表示的曲線為負載兩端的電壓，對應(yīng)示波器通道B，Y軸量度：10V/Div。直流電壓表讀數(shù)為10.484V。電壓為正值。

（2）開關(guān)J1閉合，有濾波；開關(guān)J2打開，無穩(wěn)壓；開關(guān)J3閉合，有負載RL時，雙蹤示波器顯示的波形如圖3所示：紅線所表示的曲線為電容兩端的電壓，對應(yīng)示波器通道A，藍線所表示的曲線為負載兩端的電壓，對應(yīng)示波器通道B。

（3）開關(guān)J1閉合，有濾波；開關(guān)J2閉合，有穩(wěn)壓；開關(guān)J3閉合，有負載RL時，雙蹤示波器顯示的波形如圖4所示：紅線所表示的曲線為電容兩端的電壓，對應(yīng)示波器通道A，藍線所表示的曲線為負載兩端的電壓，對應(yīng)示波器通道B。

通過Multisim軟件仿真，根據(jù)雙蹤示波器顯示的波形圖可知，交流電經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓電路后，得到平穩(wěn)的直流電，即上圖中的藍色線為平穩(wěn)的直線。

2.3 結(jié)論

任意改變電容容量的大小，交流電輸入值的大小等，輸出波形曲線的同樣非常直觀的顯示出來，輸出一樣是平穩(wěn)的直流電。

3.總結(jié)

（1）本軟件操作簡單，使用方便，容易上手，給學(xué)生提供了一個虛擬實驗室，不用去實驗室，也可以做實驗。既增加了學(xué)生的計算機操作能力，又增加了專業(yè)實驗知識。

（2）本軟件將實驗室和講臺有機的結(jié)合在一起，實現(xiàn)了虛擬化實驗室。將交直流電流表和電壓表、示波器等儀器在計算機上顯示出來，并即時顯示電路仿真的結(jié)果和波形，生動、形象地驗證理論分析結(jié)果，并且我們可以任意更改電路參數(shù)，添加和刪除電路元件，讓學(xué)生觀察到在這一過程中實驗結(jié)果所發(fā)生的變化。其動態(tài)效果是其它教學(xué)手段較難達到的。在電子技術(shù)課程的教學(xué)過程中，便于教學(xué)分析，大大降低了實際動手實驗過程中的數(shù)值變換的麻煩，縮短了教學(xué)時間，提高了教學(xué)效果，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

參考文獻

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[4]熊偉.MuItisin7電路設(shè)計及仿真應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

作者簡介：

李金生（1981—），男，碩士，講師，現(xiàn)供職于上饒職業(yè)技術(shù)學(xué)院，主要研究方向：電子信息技術(shù)。

程智君（1981—），男，碩士，講師，現(xiàn)供職于上饒職業(yè)技術(shù)學(xué)院，主要研究方向：電子信息技術(shù)。