在電工電子教學(xué)實(shí)踐中的Multisim應(yīng)用

王強(qiáng)（1.陜西航空技師學(xué)院 陜西漢中 723000；2.陜西科技大學(xué) 陜西西安 712081）

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在電工電子教學(xué)實(shí)踐中的Multisim應(yīng)用

王強(qiáng)1，2
（1.陜西航空技師學(xué)院 陜西漢中 723000；2.陜西科技大學(xué) 陜西西安 712081）

摘 要：利用Multisim仿真軟件可以捉高課堂教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和電路分析能力，減少硬件投資。通過Multisim軟件，為傳統(tǒng)的電工學(xué)教學(xué)模式提供了新的手段，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)健詞：Multisim 電工電子專業(yè) 教學(xué)改革

電工電子課程作為中職電專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，重要性毋庸置疑。但電工電子存在的內(nèi)容較多，由于課程中實(shí)驗(yàn)的課時(shí)較少，容易造成學(xué)生眼高手低、動(dòng)手能力差等情況。Multisim，Protel，，workbench， maxplusII等眾多的EDA仿真軟件和虛擬儀器的廣泛應(yīng)用使得課堂上的實(shí)例演示成為可能，幫助學(xué)生掌握必要的知識(shí)點(diǎn)，將抽象的理論形象化、具體化，將理論知識(shí)上升到新的感性高度。［1］

Multisim是IIT （Interactive Image Technologies）公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，提供了全面集成化的設(shè)計(jì)環(huán)境，能完成從電路的仿真設(shè)計(jì)到電路板圖生成的全過程，從而為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電子產(chǎn)品開發(fā)和電子系統(tǒng)工程提供一種全新的手段和便捷的途徑。當(dāng)改變電路連接或改變元件參數(shù)，對電路進(jìn)行仿真時(shí)，可以清楚地觀察到各種變化對電路性能的影響。

一、Multisim是電專業(yè)課堂教學(xué)的先進(jìn)工具

1.Multisim仿真軟件使元器件虛擬化，易于學(xué)生理解電路組成.

Multisim的工作界面非常直觀，原理圖和各種工具都在同一個(gè)窗口內(nèi)，未接觸過它的人稍加學(xué)習(xí)就可以很熟練地操作該軟件，對于學(xué)生來說，它是個(gè)極好的EDA工具，由仿真軟件構(gòu)造的電路模型與課堂上分析的電路圖完全一致，但是對于剛剛接觸到模擬電子部分的學(xué)生來說，與電路部分相比還是比較抽象，不容易理解。

2.Multisim仿真軟件眾多的虛擬儀器，能象實(shí)際電路一樣看到測量結(jié)果

用Multisim進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程非常接近實(shí)際操作的效果。各元器件選擇范圍廣，參數(shù)修改方便，使電路調(diào)試變得快捷方便。尤其重要的是不會(huì)像實(shí)際操作那樣多次地

焊接元件而損壞器件和印刷電路板，實(shí)現(xiàn)幾乎真正的零損耗。

3.Multisim仿真軟件提供了常用的電路分析方法，使操作更為簡便

Multisim提供了電路分折的常用方法，其中的基本分析方法主要內(nèi)容包括：直流工作點(diǎn)分析、交流分析、瞬態(tài)分析、傅立葉分析、失真分析、噪聲分析、直流掃描分析。這些基本分析方法正好適用于初學(xué)者和課堂的理論教學(xué)。［2］

Multisim 7也提供了高級分析方法諸如靈敏度分析、溫度掃描分析、零極點(diǎn)分析、傳輸函數(shù)分析等，這些高級分析方法對于工程研究者同樣適用。

二、Multisim是電子課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽的創(chuàng)作園地

課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)電路設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。目前隨著我國職業(yè)教育發(fā)展帶來了學(xué)生多、教師和實(shí)踐器材少等一系列問題，而對于沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生，設(shè)計(jì)的過程中容易造成器件和儀器儀表的損壞，故學(xué)生的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)需要的元器件數(shù)量急劇增加，這就需要學(xué)校提供大量的資金支持。而采用Multisim進(jìn)行仿真，如同在實(shí)驗(yàn)室面包板上搭接電路，且不受元器件種類、數(shù)量和測試儀器的限制，其實(shí)驗(yàn)過程是比較安全的。

在校期間舉辦學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽也是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的一個(gè)有效途徑，然而受實(shí)驗(yàn)場地、實(shí)驗(yàn)器材的限制，大賽使大多數(shù)的學(xué)生得不到鍛煉。但是隨著Multisim軟件被引入課堂教學(xué)中，多數(shù)學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房，甚至學(xué)生宿舍組建開發(fā)小組，可以具體的在Multisim中做一個(gè)工程項(xiàng)目，并將其最后移植到一個(gè)具體的硬件電路中，讓學(xué)生了解將仿真軟件和具體的工程如何結(jié)合起來，利于學(xué)生對工程實(shí)踐的了解和學(xué)習(xí)。

由于Multisim提供了大量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性，提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái)，為電工學(xué)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽提供了有利的條件。

三、Multisim為電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了虛擬平臺(tái)

目前各地職校都在建立電工學(xué)實(shí)驗(yàn)室，并且基本都是采用相應(yīng)的硬件仿真設(shè)備，不僅需采購大量的硬件設(shè)備，而且設(shè)備維護(hù)工作量也非常巨大。但是由于電工學(xué)的種類繁多，再加上資金的限制，不可能在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室包括所有種類的電工學(xué)仿真設(shè)備。建設(shè)基于Multisim軟件仿真的電工學(xué)實(shí)驗(yàn)室，在配置有限的硬件設(shè)備的情況下，可以很好地解決資金和設(shè)備維護(hù)問題。大量的仿真都可以在軟件環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，大大增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生開放的便利性。在實(shí)際運(yùn)行中，取得了良好的教學(xué)效果。

Multisim的元器件、連接線路等和傳統(tǒng)的電工學(xué)實(shí)驗(yàn)硬件高度對應(yīng)，具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過程統(tǒng)一的特點(diǎn)。可使設(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少，這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對測量結(jié)果的影響。學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求，在Multisim元件庫中選擇所需要的虛擬元件設(shè)計(jì)應(yīng)用電路，這樣可以形象、直觀地看到程序執(zhí)行的效果。因此基于Multisim軟件仿真建設(shè)的實(shí)驗(yàn)室是電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的虛擬平臺(tái)。［3］

四、綜述

Multisim仿真軟件在電工學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，有利于促進(jìn)課程和教學(xué)改革，更有利于人才的培養(yǎng)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，具有很大的靈活性和可擴(kuò)展性。利用Multisim提供的可靠、經(jīng)濟(jì)的虛擬器件和儀表，不但經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢明顯，而且大大提高了教學(xué)的效率，對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

［1］ 韓力，吳海霞.Electronic Workbench應(yīng)用教程［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2001

［2］ 張政才.基于Multisim2001模擬電路實(shí)驗(yàn)的探討.通化師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2006

［3］ 尹勇，李林凌.Multisim電路仿真入門與進(jìn)階［M］.北京：科學(xué)出版社，2005