運(yùn)用電子仿真技術(shù)設(shè)計、分析電路——使用Multisim 7仿真軟件

景玉榮

（儀征工業(yè)學(xué)校，江蘇 儀征 211400）

計算機(jī)輔助教學(xué)是當(dāng)今教育領(lǐng)域的重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的重要手段。計算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)是教育技術(shù)發(fā)展的一個飛躍。計算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)入職業(yè)院校教學(xué)是必然趨勢。如何將現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)，以達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過程、增強(qiáng)教學(xué)效果、提高教學(xué)效率和質(zhì)量的目的是教育技術(shù)學(xué)研究的重要內(nèi)容之一。計算機(jī)仿真技術(shù)EWB的出現(xiàn)和發(fā)展為先進(jìn)教育理念與電子電路課堂教學(xué)的結(jié)合提供了良好的條件。

以往我們設(shè)計、分析電路都是靠用筆繪圖在紙上計算來獲得一個所需的電路，但往往由于要考慮到各種元器件的參數(shù)加之設(shè)計思想的不成熟，要費(fèi)很大功夫事，常常是事倍功半。紙上設(shè)計好的電路做好后，還容易出現(xiàn)故障達(dá)不到理想效果。這種手工勞動既費(fèi)時又費(fèi)力還得不到好的效果。這里筆者簡要地介紹一種軟件如何設(shè)計一個完整電路以及利用它排除電路故障的

1 建立一個電路

首先打開Multisim 7的繪圖界面，然后依據(jù)你的設(shè)計思想將電路中各個元器件放在電路窗口上，之后對各個元器件之間進(jìn)行連線，這樣就畫好了一張放大反饋電路圖初稿。

2 通過仿真電路分析設(shè)定元器件的參數(shù)

2.1 各種虛擬儀器對電路進(jìn)行直觀地仿真

（1）開始仿真，最好方法是在前面的電路中加入所需的測量儀器，連接好電路，如果儀器處于“未打開”狀態(tài)，可以雙擊儀器圖標(biāo)打開它，然后按或設(shè)計工具欄中。

2.2 常用的電路仿真分析命令

（1）直流工作點(diǎn)分析（DC Operating Point）。直流(DC)工作點(diǎn)分析用于確定電路的直流工作點(diǎn)，對于直流分析假設(shè)交流(AC)信號為零，且電路處于穩(wěn)態(tài)也就是假設(shè)電容開路，電感短路。DC分析的結(jié)果常常作為進(jìn)一步分析的中間值。例如從DC分析得到的直流工作點(diǎn)決定了AC分析中非線性元件的線性化。

（2）交流分析(AC Analysis)。先假定DC源為零值，AC源，電容和電感用其AC模型表示，非線性元件用其線性化小模型表示，在AC分析中所 有輸入源都被認(rèn)為是正弦源，并不用設(shè)置輸入源的頻率，然后AC分析計算該AC電路對頻率的響應(yīng)函數(shù)。

（3）瞬態(tài)分析(Transient Analysis)。 在瞬態(tài)分析中，Multisim 7計算電路響應(yīng)與時間的變化關(guān)系，即反映分析量的時域變化規(guī)律，此時DC源具有恒定的輸入信號值，AC源信號按設(shè)置隨時間變化。

（4）參數(shù)掃描分析(Parameter Sweep Analysis)。參數(shù)分析是將電路的參數(shù)值設(shè)置一定的變化范圍，以分析參數(shù)變化對電路性能的影響，這種作用相當(dāng)于對電路進(jìn)行多次不同參數(shù)下的仿真分析，可以加速檢驗(yàn)電路的性能，對要投產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計意義很大，利用這種分析，用戶可以設(shè)置參數(shù)變化的開始值，結(jié)束值和增量值和掃描方式，從而控制參數(shù)的變化如圖1和圖2所示。

圖1

圖2

根據(jù)不同設(shè)計需要還有其它類型的仿真如傅里葉分析(Fourier Analysis)、噪聲分析(Noise Analysis)等不一一列舉了。

3 利用仿真技術(shù)檢修電路

仿真技術(shù)不僅在電路設(shè)計中起重要作用，在維修電路疑難雜癥中也能起重要作用，例如振蕩電路，一般情況下電路中有一個元件出現(xiàn)問題，都可能引起電路振蕩性能的改變，假如是某個元件老化造成的。如圖3和圖4所示測出的波形。

圖3

圖4

一般用萬用表不易測出，也不易觀察到，如果應(yīng)用仿真技術(shù)，對照各個點(diǎn)的正確的波形數(shù)值大小就可以推測出故障元件。如圖1、圖3所示。

很快仿真得出是C3電容出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，所以在檢測電路疑難雜癥時可以采用仿真技術(shù)輔助檢測檢修，簡單電路就不必大材小用浪費(fèi)時間了。

所以在實(shí)際工作中，作為一個現(xiàn)代技術(shù)工人，應(yīng)當(dāng)相應(yīng)地掌握相關(guān)專業(yè)計算機(jī)輔助設(shè)計手段，便于迅速、正確、科學(xué)地設(shè)計電路和維修復(fù)雜電路，作為維修電工技師適當(dāng)了解一些電工電子輔助設(shè)計軟件如Multisim 7，protel99SE等軟件能幫助我們更好地做好工作。

[1]李新平.電子設(shè)計自動化技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]景玉榮.項(xiàng)目教學(xué)法在電子技術(shù)課中的應(yīng)用[J].新課程研究：職業(yè)教育，2009，（6）.