Multisim仿真在電工電子實驗中的應用

薛英喜

摘 要：高職院校電子電工專業(yè)中的實驗活動由于其本身的復雜性，使得學生普遍反映課上的理論教學過于枯燥，課下的實踐課又過于繁瑣，學習無從下手，進而導致課程理論與實踐相脫節(jié)。另外，由于電子電工實驗有一定的危險性，對于初學者來說，不得不讓教師提心吊膽，事必躬親，這在很大程度上影響了學生的積極性。但隨著科技的進步，Multisim仿真軟件憑借其方便性、高模擬性的特點可以很好地解決了以上的教學問題。基于此，本文從Multisim仿真軟件概述，特點，在實驗教學中的優(yōu)勢以及在實驗教學中的應用等幾方面進行分析與探討。

關鍵詞：Multisim仿真軟件；模擬性；電子電工；實驗教學

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2095-9214（2016）05-0152-01

引言

要想提高電子電工專業(yè)學生的專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)其實踐動手能力顯得至關重要，但是由于電工電子專業(yè)自身具有的特點，在教學過程中會既涉及到枯燥的電路設備，又要接觸到很多生硬晦澀的概念，導致學生普遍反映電子電工實驗內容枯燥難懂。調動學生的積極性，并且能讓教師做到理論與實踐相結合，把Multisim仿真軟件引入教學中能很好地解決這些問題，本文從多方面論述了Multisim仿真軟件在教學中應用的優(yōu)點。

1.Multisim仿真軟件概述及其特點

Multisim仿真軟件原來是由加拿大最早設計出來后，被美國（NI）有限公司加以改進進而形成的現(xiàn)在以Windows操作系統(tǒng)為基礎的一款十分實用的仿真工具。該軟件豐富的仿真分析能力備受電子領域人士的喜愛，真正地解決了電工電子實驗中的仿真模擬問題，很大程度上促進了電子電工實驗的改革和發(fā)展。Multisim仿真軟件的大小為224個字符，依托于Windows操作平臺，該軟件本身默認的語言為英語，但是具有語言轉換功能，不同的國際和地區(qū)可以根據(jù)自身的要求進行語言轉換。在教學過程中，為方便學生使用和辨識一般都將該軟件進行漢化。Multisim仿真軟件之所以目前廣泛應用于現(xiàn)代電子專業(yè)教學中，是因為其與一般的軟件操作過程相類似，具有一些EDA自身軟件所特定的一些選項，如Place、Simulation、Transfer以及Tool等，并且該軟件的界面與其他軟件無異，均由多個區(qū)域構成，即菜單欄、各種工具欄狀態(tài)條以及列表框等部分；同時，使用Multisim仿真軟件的過程也與一般實驗相類似，即先確認電路圖，然后從元件庫中調用所需的元件，再根據(jù)電路圖對元器件連成電路，最后根據(jù)目的來運用Multisim仿真軟件中的分析軟件，如DC Operating Point Analysis（直流工作點分析 ），F(xiàn)ourier Analysis（傅里葉分析），Distortion Analysis（失真度分析）等對電路做出分析與測試。

2.Multisim仿真軟件在電工電子實驗中的應用優(yōu)勢

Multisim仿真軟件是一款專門設計用于電路模擬的軟件，能非常好的解決理論與實踐不能結合的問題，該軟件的應用優(yōu)勢主要有以下幾方面：（1）操作界面的直觀性，模擬真實的實驗工作臺，用鼠標可連接導線，與實物極相似；（2）數(shù)量極大的元器件，共包含一萬七千多個；（3）仿真模擬的強大型，由于科技的進步Multisim仿真軟件不斷更新與加強其仿真能力也越來越高；（4）多樣化的測試，主要是用來測試模擬的電路是否合理可行，如：Agilent Simulated Instruments（安捷倫仿真儀器）等；（5）豐富的分析工具，窮主要用于分析電路設計的合理性問題，這些分析工具包括：DC and AC Sensitvity Analysis（直流和交流靈敏度分析），Worst Case Analysis（最差情況分析） Pole Zero Analysis（零級分析）等；（6）射頻電路的獨特性，射頻特殊元件，包括自定義的RF SPICE模型主要是用于方便用戶對電路設計進行自定義，創(chuàng)新電路圖，設計屬于自己的電路設計圖；（7）強大的MCU模塊，支持4種類型的單片機芯片，以對它們進行改編；（8）分析結果的完整性，在此過程中所用到的數(shù)學運算操作類型有復合運算、向量運算和邏輯運算等；（9）包括七種詳細的報告；（10）信息交互的完善性，可以較好地提供用戶需要的電路圖和數(shù)據(jù)直接轉送到別的程序中，并且可以提供Internet Design Sharing（互聯(lián)網共享文件）。

3.Multisim仿真軟件在高職院校電工電子實驗中的應用

筆者在此以“分壓式偏置放大電路”在Multisim仿真軟件下的制作與檢驗應用為例，來分析Multisim仿真軟件在高職院校電工電子實驗中的應用優(yōu)勢。眾所周知，“分壓式偏置放大電路”的制作主要是為了讓學生了解“分壓式偏置放大電路”的組成元件，理解其工作的原理，在這些的基礎上對“分壓式偏置放大電路”進行靜態(tài)分析。首先，我們可打開桌面上的Multisim仿真軟件，先調出組成“分壓式偏置放大電路”的元器件，向學生講解這些元器件的特征用途，然后讓學生自主地運用已有的知識進行電路設計，接著教師再就學生的電路設計進行評價指導，合理的方面要加以褒獎，不合理的地方要做出解釋，盡可能讓學生發(fā)揮積極主動性。另外，教師應事先告訴學生注意事項如，只有所有的電子元器件電路都接好之后才能通電，如果想要對電路做出改動，必須是在斷電的情況下等；在做好電路線之后，要對“分壓式偏置放大電路”進行靜態(tài)分析。Multisim仿真軟件中有很多的分析工具如Worst Case Analysis（最差情況分析）、 Pole Zero Analysis（零級分析）、DC and AC SensitvItyAnalysis（直流和交流靈敏度分析）以及Parameter Sweep Analysis（參數(shù)掃描分析）等。其中適合靜態(tài)工作點分析的軟件是DC Operating Point Analysis（直流工作點分析）工具，我們可以在該軟件的幫助下，讓學生了解到靜態(tài)工作點的調整與測試和穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理。

結語

Multisim仿真軟件由于其模擬的真實性以及與教學的理論結合的緊密性，在電子電工實驗中具有極其廣泛的應用。具體來說，Multisim仿真軟件能將上課教學的理論知識與實際情況相結合，能較好地調動學生上課的積極性，讓學生自己動手做屬于自己富有創(chuàng)造性的儀表。然而，模擬的最終目的是為實踐服務的，使學生們經過課堂中的理論學習后，可在教師指導下進行計算機仿真，最終實現(xiàn)在實踐中熟練具體操作，進而為走上未來工作崗位夯實技術與理論基礎。

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