Multisim 仿真軟件在電工與電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用

楊欣欣

【摘 要】實驗教學(xué)是電工與電子技術(shù)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，針對傳統(tǒng)實驗中存在的局限性，將Multisim仿真軟件應(yīng)用于電工與電子技術(shù)實驗中，作為傳統(tǒng)實驗的有益補充，既可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性，又有利于學(xué)生對理論知識的理解和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】電工與電子技術(shù) 實驗教學(xué) Multisim仿真軟件

一、傳統(tǒng)電工與電子技術(shù)實驗的局限性

電工與電子技術(shù)課程內(nèi)容跨度大且抽象，理論性和實踐性均很強，必須通過實驗教學(xué)才能將理論和實踐很好地結(jié)合起來，在實驗中鞏固和理解理論知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生對電路的分析設(shè)計能力和解決問題的能力。所以電工與電子技術(shù)實驗是整個教學(xué)過程中十分重要的環(huán)節(jié)。

但是傳統(tǒng)的實驗教學(xué)往往存在著一些局限性：傳統(tǒng)實驗設(shè)備易磨損老化且淘汰率較高，定期維護與更新需耗費大量的時間、人力和財力；學(xué)生素質(zhì)和動手能力參差不齊，連接電路時極易出錯造成元器件及設(shè)備損壞；有限的設(shè)備和教學(xué)學(xué)時不能滿足學(xué)生實驗學(xué)習的需要；實驗以驗證型為主，方法陳舊單一，效果不夠理想。

二、仿真軟件介紹

隨著電子電路分析與設(shè)計方法的不斷改進，虛擬仿真技術(shù)作為一門新興的計算機技術(shù)迅速崛起，出現(xiàn)了一批電子設(shè)計自動化軟件EDA（Electronic Design Automation），尤其以美國NI公司的Multisim為代表，是目前最方便、最直觀的仿真軟件。Multisim擁有品種齊全的元件庫、豐富的測試儀器儀表、完備的分析手段和強大的仿真能力。軟件中直觀的人機界面像一個電子實驗工作平臺，繪圖所需的元器件和仿真所需的儀器儀表均可直接拖放到工作區(qū)，輕點鼠標即可完成導(dǎo)線的連接，軟件儀器的控制面板和操作方式與實物相似，測量數(shù)據(jù)、波形和特性曲線如同在真實儀器上看到的一樣。

應(yīng)用Multisim仿真軟件進行虛擬仿真實驗，方便、快捷、逼真，既可以解決上述傳統(tǒng)實驗中諸多不利因素，又可以作為傳統(tǒng)實驗的有益補充，激發(fā)學(xué)生對實驗的興趣，加深對理論的認識和理解，進一步提高學(xué)生的綜合設(shè)計水平和創(chuàng)新能力。

三、Multisim軟件在電工與電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用

1 Multisim仿真實驗實施方案

首先學(xué)生應(yīng)熟悉仿真軟件的使用方法和電路圖的繪制方法；再根據(jù)實驗內(nèi)容和要求在虛擬元件庫和儀器庫中選擇虛擬元器件和測試儀器，并設(shè)置相關(guān)的參數(shù)；進而繪制出實驗電路圖，運行仿真軟件進行虛擬電路的測試；最后學(xué)生還要分析輸出的測試數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果是否相符或是否滿足設(shè)計要求。在整個虛擬仿真實驗過程中，既能夠鍛煉學(xué)生的讀圖和繪圖能力、增強對電路的感知，又能充分調(diào)動學(xué)生的積極性并培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

2 應(yīng)用實例

為某一燃油鍋爐設(shè)計一個簡單的組合邏輯報警電路：在燃油噴嘴處于開啟狀態(tài)時，若鍋爐水溫或煙道水溫過高則發(fā)出報警信號。設(shè)計中用A、B、C三個輸入變量分別表示燃油噴嘴、鍋爐水溫和煙道水溫的邏輯狀態(tài)，用輸出變量狀態(tài)表示是否發(fā)出警報信號。應(yīng)用Multisim10.0仿真軟件可以簡化設(shè)計過程，即在軟件特有的虛擬邏輯轉(zhuǎn)換器（對話框如圖1所示）中列出輸入、輸出變量對應(yīng)的狀態(tài)值（即邏輯狀態(tài)表），虛擬邏輯轉(zhuǎn)換器便可自動列寫出對應(yīng)的邏輯表達式，并按需要的門電路自動繪制出組合邏輯電路圖（如圖2所示）。學(xué)生可以將此結(jié)果與理論設(shè)計結(jié)果相比較，并用實驗設(shè)備實際操作驗證，最終得出實驗結(jié)論。

圖1 邏輯轉(zhuǎn)換器對話框

圖2 參考組合邏輯電路圖

四、結(jié)語

將Multisim仿真軟件應(yīng)用于電工與電子技術(shù)實驗，是實驗教學(xué)有效的輔助手段，成為學(xué)生理論學(xué)習和實驗教學(xué)的良好銜接。電工與電子技術(shù)仿真實驗并不會代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)備實驗，而是作為其有益補充。學(xué)生先對實驗進行仿真，再用設(shè)備實際操作，可以少走彎路，節(jié)省時間，減少元器件的損耗，同時還可以打破地域和時間的束縛，充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習的積極性，從而提高學(xué)生的電路分析水平和綜合應(yīng)用水平，培養(yǎng)動手實踐能力和設(shè)計創(chuàng)新能力，把電工與電子技術(shù)的實驗教學(xué)推上一個新的高度。

【參考文獻】

[1]姜莉，馬遠新.基于仿真軟件的虛擬電工電子實驗室的建設(shè)[J].福建電腦，2010（6）：18-19.

[2]王連英.基于Multisim 10的電子仿真實驗與設(shè)計[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2009.

[3]王海波.基于Multisim仿真軟件的電工電子實踐教學(xué)改革[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011（9）：221-222.endprint

【摘 要】實驗教學(xué)是電工與電子技術(shù)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，針對傳統(tǒng)實驗中存在的局限性，將Multisim仿真軟件應(yīng)用于電工與電子技術(shù)實驗中，作為傳統(tǒng)實驗的有益補充，既可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性，又有利于學(xué)生對理論知識的理解和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】電工與電子技術(shù) 實驗教學(xué) Multisim仿真軟件

一、傳統(tǒng)電工與電子技術(shù)實驗的局限性

電工與電子技術(shù)課程內(nèi)容跨度大且抽象，理論性和實踐性均很強，必須通過實驗教學(xué)才能將理論和實踐很好地結(jié)合起來，在實驗中鞏固和理解理論知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生對電路的分析設(shè)計能力和解決問題的能力。所以電工與電子技術(shù)實驗是整個教學(xué)過程中十分重要的環(huán)節(jié)。

但是傳統(tǒng)的實驗教學(xué)往往存在著一些局限性：傳統(tǒng)實驗設(shè)備易磨損老化且淘汰率較高，定期維護與更新需耗費大量的時間、人力和財力；學(xué)生素質(zhì)和動手能力參差不齊，連接電路時極易出錯造成元器件及設(shè)備損壞；有限的設(shè)備和教學(xué)學(xué)時不能滿足學(xué)生實驗學(xué)習的需要；實驗以驗證型為主，方法陳舊單一，效果不夠理想。

二、仿真軟件介紹

隨著電子電路分析與設(shè)計方法的不斷改進，虛擬仿真技術(shù)作為一門新興的計算機技術(shù)迅速崛起，出現(xiàn)了一批電子設(shè)計自動化軟件EDA（Electronic Design Automation），尤其以美國NI公司的Multisim為代表，是目前最方便、最直觀的仿真軟件。Multisim擁有品種齊全的元件庫、豐富的測試儀器儀表、完備的分析手段和強大的仿真能力。軟件中直觀的人機界面像一個電子實驗工作平臺，繪圖所需的元器件和仿真所需的儀器儀表均可直接拖放到工作區(qū)，輕點鼠標即可完成導(dǎo)線的連接，軟件儀器的控制面板和操作方式與實物相似，測量數(shù)據(jù)、波形和特性曲線如同在真實儀器上看到的一樣。

應(yīng)用Multisim仿真軟件進行虛擬仿真實驗，方便、快捷、逼真，既可以解決上述傳統(tǒng)實驗中諸多不利因素，又可以作為傳統(tǒng)實驗的有益補充，激發(fā)學(xué)生對實驗的興趣，加深對理論的認識和理解，進一步提高學(xué)生的綜合設(shè)計水平和創(chuàng)新能力。

三、Multisim軟件在電工與電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用

1 Multisim仿真實驗實施方案

首先學(xué)生應(yīng)熟悉仿真軟件的使用方法和電路圖的繪制方法；再根據(jù)實驗內(nèi)容和要求在虛擬元件庫和儀器庫中選擇虛擬元器件和測試儀器，并設(shè)置相關(guān)的參數(shù)；進而繪制出實驗電路圖，運行仿真軟件進行虛擬電路的測試；最后學(xué)生還要分析輸出的測試數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果是否相符或是否滿足設(shè)計要求。在整個虛擬仿真實驗過程中，既能夠鍛煉學(xué)生的讀圖和繪圖能力、增強對電路的感知，又能充分調(diào)動學(xué)生的積極性并培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

2 應(yīng)用實例

為某一燃油鍋爐設(shè)計一個簡單的組合邏輯報警電路：在燃油噴嘴處于開啟狀態(tài)時，若鍋爐水溫或煙道水溫過高則發(fā)出報警信號。設(shè)計中用A、B、C三個輸入變量分別表示燃油噴嘴、鍋爐水溫和煙道水溫的邏輯狀態(tài)，用輸出變量狀態(tài)表示是否發(fā)出警報信號。應(yīng)用Multisim10.0仿真軟件可以簡化設(shè)計過程，即在軟件特有的虛擬邏輯轉(zhuǎn)換器（對話框如圖1所示）中列出輸入、輸出變量對應(yīng)的狀態(tài)值（即邏輯狀態(tài)表），虛擬邏輯轉(zhuǎn)換器便可自動列寫出對應(yīng)的邏輯表達式，并按需要的門電路自動繪制出組合邏輯電路圖（如圖2所示）。學(xué)生可以將此結(jié)果與理論設(shè)計結(jié)果相比較，并用實驗設(shè)備實際操作驗證，最終得出實驗結(jié)論。

圖1 邏輯轉(zhuǎn)換器對話框

圖2 參考組合邏輯電路圖

四、結(jié)語

將Multisim仿真軟件應(yīng)用于電工與電子技術(shù)實驗，是實驗教學(xué)有效的輔助手段，成為學(xué)生理論學(xué)習和實驗教學(xué)的良好銜接。電工與電子技術(shù)仿真實驗并不會代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)備實驗，而是作為其有益補充。學(xué)生先對實驗進行仿真，再用設(shè)備實際操作，可以少走彎路，節(jié)省時間，減少元器件的損耗，同時還可以打破地域和時間的束縛，充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習的積極性，從而提高學(xué)生的電路分析水平和綜合應(yīng)用水平，培養(yǎng)動手實踐能力和設(shè)計創(chuàng)新能力，把電工與電子技術(shù)的實驗教學(xué)推上一個新的高度。

【參考文獻】

[1]姜莉，馬遠新.基于仿真軟件的虛擬電工電子實驗室的建設(shè)[J].福建電腦，2010（6）：18-19.

[2]王連英.基于Multisim 10的電子仿真實驗與設(shè)計[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2009.

[3]王海波.基于Multisim仿真軟件的電工電子實踐教學(xué)改革[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011（9）：221-222.endprint

【摘 要】實驗教學(xué)是電工與電子技術(shù)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，針對傳統(tǒng)實驗中存在的局限性，將Multisim仿真軟件應(yīng)用于電工與電子技術(shù)實驗中，作為傳統(tǒng)實驗的有益補充，既可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性，又有利于學(xué)生對理論知識的理解和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】電工與電子技術(shù) 實驗教學(xué) Multisim仿真軟件

一、傳統(tǒng)電工與電子技術(shù)實驗的局限性

電工與電子技術(shù)課程內(nèi)容跨度大且抽象，理論性和實踐性均很強，必須通過實驗教學(xué)才能將理論和實踐很好地結(jié)合起來，在實驗中鞏固和理解理論知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生對電路的分析設(shè)計能力和解決問題的能力。所以電工與電子技術(shù)實驗是整個教學(xué)過程中十分重要的環(huán)節(jié)。

但是傳統(tǒng)的實驗教學(xué)往往存在著一些局限性：傳統(tǒng)實驗設(shè)備易磨損老化且淘汰率較高，定期維護與更新需耗費大量的時間、人力和財力；學(xué)生素質(zhì)和動手能力參差不齊，連接電路時極易出錯造成元器件及設(shè)備損壞；有限的設(shè)備和教學(xué)學(xué)時不能滿足學(xué)生實驗學(xué)習的需要；實驗以驗證型為主，方法陳舊單一，效果不夠理想。

二、仿真軟件介紹

隨著電子電路分析與設(shè)計方法的不斷改進，虛擬仿真技術(shù)作為一門新興的計算機技術(shù)迅速崛起，出現(xiàn)了一批電子設(shè)計自動化軟件EDA（Electronic Design Automation），尤其以美國NI公司的Multisim為代表，是目前最方便、最直觀的仿真軟件。Multisim擁有品種齊全的元件庫、豐富的測試儀器儀表、完備的分析手段和強大的仿真能力。軟件中直觀的人機界面像一個電子實驗工作平臺，繪圖所需的元器件和仿真所需的儀器儀表均可直接拖放到工作區(qū)，輕點鼠標即可完成導(dǎo)線的連接，軟件儀器的控制面板和操作方式與實物相似，測量數(shù)據(jù)、波形和特性曲線如同在真實儀器上看到的一樣。

應(yīng)用Multisim仿真軟件進行虛擬仿真實驗，方便、快捷、逼真，既可以解決上述傳統(tǒng)實驗中諸多不利因素，又可以作為傳統(tǒng)實驗的有益補充，激發(fā)學(xué)生對實驗的興趣，加深對理論的認識和理解，進一步提高學(xué)生的綜合設(shè)計水平和創(chuàng)新能力。

三、Multisim軟件在電工與電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用

1 Multisim仿真實驗實施方案

首先學(xué)生應(yīng)熟悉仿真軟件的使用方法和電路圖的繪制方法；再根據(jù)實驗內(nèi)容和要求在虛擬元件庫和儀器庫中選擇虛擬元器件和測試儀器，并設(shè)置相關(guān)的參數(shù)；進而繪制出實驗電路圖，運行仿真軟件進行虛擬電路的測試；最后學(xué)生還要分析輸出的測試數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果是否相符或是否滿足設(shè)計要求。在整個虛擬仿真實驗過程中，既能夠鍛煉學(xué)生的讀圖和繪圖能力、增強對電路的感知，又能充分調(diào)動學(xué)生的積極性并培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

2 應(yīng)用實例

為某一燃油鍋爐設(shè)計一個簡單的組合邏輯報警電路：在燃油噴嘴處于開啟狀態(tài)時，若鍋爐水溫或煙道水溫過高則發(fā)出報警信號。設(shè)計中用A、B、C三個輸入變量分別表示燃油噴嘴、鍋爐水溫和煙道水溫的邏輯狀態(tài)，用輸出變量狀態(tài)表示是否發(fā)出警報信號。應(yīng)用Multisim10.0仿真軟件可以簡化設(shè)計過程，即在軟件特有的虛擬邏輯轉(zhuǎn)換器（對話框如圖1所示）中列出輸入、輸出變量對應(yīng)的狀態(tài)值（即邏輯狀態(tài)表），虛擬邏輯轉(zhuǎn)換器便可自動列寫出對應(yīng)的邏輯表達式，并按需要的門電路自動繪制出組合邏輯電路圖（如圖2所示）。學(xué)生可以將此結(jié)果與理論設(shè)計結(jié)果相比較，并用實驗設(shè)備實際操作驗證，最終得出實驗結(jié)論。

圖1 邏輯轉(zhuǎn)換器對話框

圖2 參考組合邏輯電路圖

四、結(jié)語

將Multisim仿真軟件應(yīng)用于電工與電子技術(shù)實驗，是實驗教學(xué)有效的輔助手段，成為學(xué)生理論學(xué)習和實驗教學(xué)的良好銜接。電工與電子技術(shù)仿真實驗并不會代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)備實驗，而是作為其有益補充。學(xué)生先對實驗進行仿真，再用設(shè)備實際操作，可以少走彎路，節(jié)省時間，減少元器件的損耗，同時還可以打破地域和時間的束縛，充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習的積極性，從而提高學(xué)生的電路分析水平和綜合應(yīng)用水平，培養(yǎng)動手實踐能力和設(shè)計創(chuàng)新能力，把電工與電子技術(shù)的實驗教學(xué)推上一個新的高度。

【參考文獻】

[1]姜莉，馬遠新.基于仿真軟件的虛擬電工電子實驗室的建設(shè)[J].福建電腦，2010（6）：18-19.

[2]王連英.基于Multisim 10的電子仿真實驗與設(shè)計[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2009.

[3]王海波.基于Multisim仿真軟件的電工電子實踐教學(xué)改革[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011（9）：221-222.endprint