Multisim仿真在電工電子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

薛英喜

摘 要：高職院校電子電工專業(yè)中的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)由于其本身的復(fù)雜性，使得學(xué)生普遍反映課上的理論教學(xué)過于枯燥，課下的實(shí)踐課又過于繁瑣，學(xué)習(xí)無從下手，進(jìn)而導(dǎo)致課程理論與實(shí)踐相脫節(jié)。另外，由于電子電工實(shí)驗(yàn)有一定的危險(xiǎn)性，對(duì)于初學(xué)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(xué)生的積極性。但隨著科技的進(jìn)步，Multisim仿真軟件憑借其方便性、高模擬性的特點(diǎn)可以很好地解決了以上的教學(xué)問題。基于此，本文從Multisim仿真軟件概述，特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)以及在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用等幾方面進(jìn)行分析與探討。

關(guān)鍵詞：Multisim仿真軟件；模擬性；電子電工；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-9214（2016）05-0152-01

引言

要想提高電子電工專業(yè)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)其實(shí)踐動(dòng)手能力顯得至關(guān)重要，但是由于電工電子專業(yè)自身具有的特點(diǎn)，在教學(xué)過程中會(huì)既涉及到枯燥的電路設(shè)備，又要接觸到很多生硬晦澀的概念，導(dǎo)致學(xué)生普遍反映電子電工實(shí)驗(yàn)內(nèi)容枯燥難懂。調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，并且能讓教師做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，把Multisim仿真軟件引入教學(xué)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(xué)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。

1.Multisim仿真軟件概述及其特點(diǎn)

Multisim仿真軟件原來是由加拿大最早設(shè)計(jì)出來后，被美國(guó)（NI）有限公司加以改進(jìn)進(jìn)而形成的現(xiàn)在以Windows操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)的一款十分實(shí)用的仿真工具。該軟件豐富的仿真分析能力備受電子領(lǐng)域人士的喜愛，真正地解決了電工電子實(shí)驗(yàn)中的仿真模擬問題，很大程度上促進(jìn)了電子電工實(shí)驗(yàn)的改革和發(fā)展。Multisim仿真軟件的大小為224個(gè)字符，依托于Windows操作平臺(tái)，該軟件本身默認(rèn)的語言為英語，但是具有語言轉(zhuǎn)換功能，不同的國(guó)際和地區(qū)可以根據(jù)自身的要求進(jìn)行語言轉(zhuǎn)換。在教學(xué)過程中，為方便學(xué)生使用和辨識(shí)一般都將該軟件進(jìn)行漢化。Multisim仿真軟件之所以目前廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電子專業(yè)教學(xué)中，是因?yàn)槠渑c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(xiàng)，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(gè)區(qū)域構(gòu)成，即菜單欄、各種工具欄狀態(tài)條以及列表框等部分；同時(shí)，使用Multisim仿真軟件的過程也與一般實(shí)驗(yàn)相類似，即先確認(rèn)電路圖，然后從元件庫(kù)中調(diào)用所需的元件，再根據(jù)電路圖對(duì)元器件連成電路，最后根據(jù)目的來運(yùn)用Multisim仿真軟件中的分析軟件，如DC Operating Point Analysis（直流工作點(diǎn)分析 ），F(xiàn)ourier Analysis（傅里葉分析），Distortion Analysis（失真度分析）等對(duì)電路做出分析與測(cè)試。

2.Multisim仿真軟件在電工電子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

Multisim仿真軟件是一款專門設(shè)計(jì)用于電路模擬的軟件，能非常好的解決理論與實(shí)踐不能結(jié)合的問題，該軟件的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要有以下幾方面：（1）操作界面的直觀性，模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)，用鼠標(biāo)可連接導(dǎo)線，與實(shí)物極相似；（2）數(shù)量極大的元器件，共包含一萬七千多個(gè)；（3）仿真模擬的強(qiáng)大型，由于科技的進(jìn)步Multisim仿真軟件不斷更新與加強(qiáng)其仿真能力也越來越高；（4）多樣化的測(cè)試，主要是用來測(cè)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(shè)計(jì)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(jí)分析）等；（6）射頻電路的獨(dú)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(duì)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行自定義，創(chuàng)新電路圖，設(shè)計(jì)屬于自己的電路設(shè)計(jì)圖；（7）強(qiáng)大的MCU模塊，支持4種類型的單片機(jī)芯片，以對(duì)它們進(jìn)行改編；（8）分析結(jié)果的完整性，在此過程中所用到的數(shù)學(xué)運(yùn)算操作類型有復(fù)合運(yùn)算、向量運(yùn)算和邏輯運(yùn)算等；（9）包括七種詳細(xì)的報(bào)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(zhuǎn)送到別的程序中，并且可以提供Internet Design Sharing（互聯(lián)網(wǎng)共享文件）。

3.Multisim仿真軟件在高職院校電工電子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)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(yàn)應(yīng)用為例，來分析Multisim仿真軟件在高職院校電工電子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。眾所周知，“分壓式偏置放大電路”的制作主要是為了讓學(xué)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(chǔ)上對(duì)“分壓式偏置放大電路”進(jìn)行靜態(tài)分析。首先，我們可打開桌面上的Multisim仿真軟件，先調(diào)出組成“分壓式偏置放大電路”的元器件，向?qū)W生講解這些元器件的特征用途，然后讓學(xué)生自主地運(yùn)用已有的知識(shí)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，接著教師再就學(xué)生的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)指導(dǎo)，合理的方面要加以褒獎(jiǎng)，不合理的地方要做出解釋，盡可能讓學(xué)生發(fā)揮積極主動(dòng)性。另外，教師應(yīng)事先告訴學(xué)生注意事項(xiàng)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(duì)電路做出改動(dòng)，必須是在斷電的情況下等；在做好電路線之后，要對(duì)“分壓式偏置放大電路”進(jìn)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(jí)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(diǎn)分析的軟件是DC Operating Point Analysis（直流工作點(diǎn)分析）工具，我們可以在該軟件的幫助下，讓學(xué)生了解到靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整與測(cè)試和穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理。

結(jié)語

Multisim仿真軟件由于其模擬的真實(shí)性以及與教學(xué)的理論結(jié)合的緊密性，在電子電工實(shí)驗(yàn)中具有極其廣泛的應(yīng)用。具體來說，Multisim仿真軟件能將上課教學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際情況相結(jié)合，能較好地調(diào)動(dòng)學(xué)生上課的積極性，讓學(xué)生自己動(dòng)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(shí)踐服務(wù)的，使學(xué)生們經(jīng)過課堂中的理論學(xué)習(xí)后，可在教師指導(dǎo)下進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，最終實(shí)現(xiàn)在實(shí)踐中熟練具體操作，進(jìn)而為走上未來工作崗位夯實(shí)技術(shù)與理論基礎(chǔ)。

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