Multisim10在模擬電子技術(shù)教學中的探索與應(yīng)用

侯慧娜 徐小虎

摘 要 為了提高學員的學習積極性，加深學員對模擬電子技術(shù)的學習興趣和實踐能力，本文詳細介紹Multisim10在模擬電子技術(shù)中的具體應(yīng)用。通過結(jié)合基本放大電路教學案例對仿真內(nèi)容進行設(shè)計，這一教學案例闡述Multisim10在教學過程中的具體應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞 Multisim10；模擬電子技術(shù)；仿真分析

模擬電子技術(shù)課程是一門實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它也是介于基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的一門過渡課程，該課程的教學效果直接影響到后續(xù)專業(yè)課的學習。將Multisim10仿真軟件引入到課堂教學過程中，通過對課程中的不同內(nèi)容搭建仿真電路，根據(jù)仿真結(jié)果分析電路的各種特性。同時，在仿真時可以修改電路參數(shù)，演示電路參數(shù)的改變對電路輸出的不同影響。

1 Multisim10簡介

Multisim10仿真軟件是美國國家儀器（NI）有限公司2007年推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬、數(shù)字電路板的設(shè)計工作[1]。它包含了直觀地圖形界面，豐富的元器件庫，功能強大的虛擬儀器，完善的分析功能，強大的仿真功能。測試儀器和仿真元器件與實物非常接近，操作方法也基本相同。

2 Multisim10在模擬電子技術(shù)教學中的應(yīng)用實例

放大是對模擬信號最基本的處理，在大多電子系統(tǒng)中都包含有各種各樣的放大電路，其作用就是將微弱的模擬信號放大所需的數(shù)值。放大電路及其分析方法是構(gòu)成其他模擬電路的基本單元和基礎(chǔ)，是模擬電子技術(shù)課程研究的主要內(nèi)容之一。雙極型三極管是放大電路的核心器件，具有“放大”和“開關(guān)”兩種工作模式，不同工作模式是通過“靜態(tài)工作點”的設(shè)置實現(xiàn)的。很多學員對“靜態(tài)工作點”的作用和設(shè)置理解不夠，同時構(gòu)成的放大電路需要分析“放大倍數(shù)，輸入電阻和輸出電阻”，這些概念對于學員而言太過抽象，在實際授課過程中通過建立電阻分壓式工作點穩(wěn)定放大電路，可以幫助學員加深理解這些抽象概念。

2.1 創(chuàng)建Multisim10仿真電路

在Multisim10工作區(qū)中建立電阻分壓式工作點穩(wěn)定的單管放大電路。在放大器的輸入端加入輸入信號，三極管選用2N222A。

2.2 靜態(tài)分析

對放大電路進行靜態(tài)分析，就是確定放大電路中的靜態(tài)工作點Q值（IBQ、ICQ、IEQ、UBEQ、UCEQ）這些值可以用估算法得到。根據(jù)所選用三極管，UBEQ取0.7V，β取220。根據(jù)電路，經(jīng)估算：

估算這部分可以和學員一起根據(jù)電路特點進行，估算完畢后，可以求取UEQ=1.14V，UCQ=9.72V。估算結(jié)果符合發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，三極管工作在放大狀態(tài)。為了加強效果。依據(jù)搭建電路進行仿真，在仿真分析中選取直流靜態(tài)工作點分析按鈕。在彈出的對話框中選擇所需仿真節(jié)點，單擊仿真，即可得到分析結(jié)果。

仿真結(jié)果和估算值進行比較：仿真結(jié)果UCQ=9.68V，UEQ=1.17V，UBQ=1.79V。由此也可以看出，這個分析結(jié)果和估算的非常接近。改變電阻值，重新仿真，可以觀察每個阻值對靜態(tài)工作點的影響，可以幫助學員了解不同元件對電路特性的影響。

2.3 動態(tài)分析

動態(tài)分析一般分析放大電路的放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻。

這三個參數(shù)的求取一般借助于圖解法或者微變等效電路法。這兩種方法理解計算起來均比較抽象。運算過程也比較繁瑣，例如：如果根據(jù)

微變等效電路法，先要畫出微變等效電路，在估算這三個值：分別為

經(jīng)過復雜的計算后，學員看到的是一個個數(shù)值，對于共射電路所實現(xiàn)的反向電壓放大，并沒有很具體認識。這時可以借助Multisim10仿真，點7和節(jié)點6連入示波器的A，B通道。

學員可以清晰地看到輸入輸出信號的電壓關(guān)系和相位關(guān)系。

根據(jù)所選值峰值，計算，即電壓放大倍數(shù)為30.8倍。

這個采用微變等效電路分析的結(jié)果相似。為了加深理解靜態(tài)工作點，對輸出信號的影響，可以通過調(diào)節(jié)基極電阻R6來實現(xiàn)，調(diào)節(jié)R6=10KΩ，靜態(tài)工作點分析為可以看出三極管工作在飽和區(qū)，輸出講出現(xiàn)飽和失真，通過示波器觀察輸出，可以看到輸出底部被削平，放大已經(jīng)失去意義。除了飽和失真，放大電路還存在截止失真，調(diào)節(jié)基極電阻，R6=90KΩ，此時，通過直流工作點分析，可以看到，基極電壓為1.1V，靜態(tài)工作點有點偏低，通過仿真，可以看到輸出波形，頂部已經(jīng)被削波，電路產(chǎn)生了截止失真。

3 結(jié)束語

通過在電子技術(shù)基礎(chǔ)課堂中長期運用Multisim10仿真軟件，深切體會到這種模式可以把相對比較難以理解的理論和概念更直接地表達出來，使理論更加生動，使學員更加有興趣，也使得教學方式不再單一，進而提高的教學效果。

參考文獻

[1] 謝白玉，宋蕊.Multisim10仿真軟件在模擬電路實驗教學中的應(yīng)用[J].辦公自動化，2012，（10）：44-46.