虛擬實驗在電子線路教學中的應用

摘要電子線路是一門實踐性較強的電子通信類專業基礎課程，如何使學生能夠對抽象及平淡的電子線路基礎知識感興趣一直是棘手解決的問題。筆者結合教學實踐，分析了Multisim9.0在電子線路教學中的應用，以引入負反饋減輕放大器輸出信號非線性失真為例，使虛擬實驗與電子線路課堂教學相結合，為電子線路情境教學探索出了一種教學模式。

中圖分類號:G71文獻標識碼:A

電子線路是一門電子通信類實踐性較強的專業基礎課程，該課程中包含了對諸多功能電路的分析。這其中有些電路結構較為復雜，理論分析有一定的難度。那么如何使學生對電路原理的分析感性趣、如何使學生很快掌握電路的工作原理，一直是棘手解決的問題。隨著時代的發展，電子仿真技術在電子線路設計中發揮著越來越大的作用。上世紀80年代后期，PSPICE、EWB、Multisim等軟件的面世，極大的豐富了電子設計技術，尤其近年來Multisim軟件的升級(Multisim9.0的出現)，通過引入課堂教學，教師在課堂教學中通過軟件設計電路，模擬各種電路的功能，并根據需要進行控制，使教學模式形象生動，這對充分調動學生學習的積極性，提高課堂教學效果有著重要的意義。

1 Multisim9.0軟件簡介

Multisim9.0軟件可以仿真模擬、數字和模擬數字混合電路，通過該軟件用虛擬的元件搭建各種電路，用虛擬儀器、儀表進行各種參數和性能指標的測試，很好的克服了傳統電子線路的設計受實驗室客觀條件限制的局限性。因此，一經推出就受到好評，尤其在電子通信類專業基礎課程教學中取得了巨大的成功。該軟件不僅具有界面直觀、操作方便、元器件庫豐富、電路分析手段完備等優點，還增加了3D元件以及安捷倫的萬用表、示波器、函數信號發生器等仿實物的虛擬儀表，使得虛擬實驗更加接近實際的實驗，可以應用到電工電路、模擬電路、數字電路、射頻電路等課程的教學。

2 Multisim9.0在電子線路教學中的巧妙應用

通過電子線路這門課程的學習，旨在培養學生研究電子元器件原理，使學生掌握分析電子電路方法，是學生學習電子通信類專業知識重要的理論基礎。該課程概念多、原理抽象、難懂難學，許多學生對該課程感到畏懼，老師在授課過程中感到困惑。筆者認為如果仿真軟件能夠在教學中得到合理運用，可以有效擴充教學信息，增強課程吸引力，從而使教學更加生動形象。下面以電壓串聯負反饋放大器仿真為例，討論Multisim9.0軟件在課堂教學中的應用。

電子線路理論知識中我們只能想象電壓串聯負反饋引入后能減輕放大器輸出信號的失真，但學生無法有感性認識。有時候實驗條件不具備，運用Multisim9.0軟件平臺，通過虛擬實驗可以達到增強學生感性認知的目的。這里首先運用Multisim9.0軟件構建如圖1所示的仿真電路，其中基本放大器是一只集成運放，這里我們選用的型號是LM307H，選用一個開關控制電路有無負反饋的存在。用一個示波器來觀察反饋時的情況。其中輸入信號V1是一個交流電壓源信號。示波器所的A通道接輸入信號，B通道接輸出信號。開關打向左邊時，沒有負反饋，點擊運行按鈕，輸入、輸出的信號波形如圖2所示。上面A通道的波形是輸入信號波形，下面B通道的波形是輸出信號波形。不難看出，此時輸出信號波形已經嚴重失真。

開關打向右邊時，加入電壓串聯負反饋，輸入、輸出的信號波形如圖3所示。上面A通道的波形是輸入信號波形，下面B通道的波形是輸出信號波形。不難看出，此時輸出信號波沒有失真，但其幅度減少了，與理論相符。

通過仿真生動形象地體現引入電壓串聯負反饋對放大器輸出波形的影響，這是傳統的語言教學和幻燈圖片投影所遠遠不能達到的。

3 結束語

Muhisim9.0虛擬仿真在電子線路課堂教學中巧妙應用，為教師改進、完善、發展和創新教學方法提供了前所未有的條件，同時學生在具體操作過程中不回因為元器件接錯，導致元器件燒毀等，這又很好地培養了學生敢于實踐的能力。此外該軟件所提供的仿真環境使學生擺脫傳統復雜數學推理的壓力，從而讓學生的學習更加具有主動性和創造性。由此我們不難看到電子線路教學中引入虛擬仿真可以克服傳統教學過于抽象和枯燥、教學內容難以擴展的缺點，同時在一定程度上彌補了實驗、實訓環節/條件的不足，為提高教學質量發揮了重要的作用。

參考文獻

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