Multisim仿真軟件在電子線路類課程中的應用

漆玉強

摘要：以Multisim仿真軟件為基礎，通過具體實例介紹了該軟件在電子及通信線路等通信基礎課程和專業課程中的應用，突出了虛擬仿真軟件在具體教學中的靈活性，生動性和實用性，并對比分析了不同教學手段對教學效果的影響。

關鍵詞：Multisim電子線路通信

Multisim軟件是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。采用仿真軟件進行相關課程的教學，不論是理論授課時還是實驗實訓中都能夠在一定程度上簡化復雜的理論分析與推導，使抽象的概念具體化，讓學生在實驗實訓的時候得到更大的自由，最大程度的激發學生的學習興趣。

一、通信類學生面臨的困境

對于高職院校的通信專業學生而言，從低年級時的電工基礎、模擬電子、數字電子到學習專業課時的通信電子線路、通信原理等專業課程，電工電子類課程是從他們進校直至畢業都需要面對的，此類課程不僅課程門數多，接觸時間長，難度大。不論是學生還是老師教都面臨著較大的困境。

問題主要體現在五個方面：

（一）理論學習難度大：電工電子類課程概念多、公式多、理論性強并且比較抽象，學生學習起來感覺難度大、枯燥、缺乏學習興趣，更有部分同學對這類課程的學習有抵觸情緒。

（二）設備缺乏：學校的實驗實訓設施設備數量有限及實驗實訓指導教師嚴重缺乏。

（三）課時有限：實驗實訓是需要同學們利用大量的時間反復的進行摸索，熟悉、練習直到熟練的一個過程。現有的實驗實訓課時不能滿足所有同學的需求。

（四）實訓設備局限性：通信技術更新換代較快同時通信的設備淘汰周期也較短并且價格高，學校通信專業實驗室的相關設備不可能趕上市場上主流技術和設備的更新頻率。

（五）安全隱患：電學類許多實驗要用到220V甚至是380V的電壓，出于對人身及設備安全因素的考慮，實驗實訓指導教師在實做中總是反復強調安全因，造成學生不必要的緊張反而容易出錯，甚至有些實驗出于安全方面考慮而取消。

二、傳真軟件的優勢

（一）能夠將抽象、枯燥的原理通過實驗的方式顯示出來，如開關延遲實驗，能夠精確到微秒和微安級別。這一點是真實的實驗設備無法做到了。

（二）安裝Multisim軟件只需要一臺電腦就可以實現電子、電工實驗室，甚至是部分通信專業實驗室的功能，成本低，適用范圍廣。現在學生中電腦普及率非常高，同學們完全可以在自己的電腦上安裝Multisim等仿真軟件，將實驗室搬回寢室，可以利用大量的課余時間反復的進行練習和摸索，對于常用的儀器儀表的操作方法可以做到非常熟練。

（三）通過使用Multisim仿真軟件可以實現電路級別的分析，對于現在使用高度集成化和模塊化的通信專業設備是一個有益的補充。

（四）使用Multisim軟件可以仿真高電壓、大電流的實驗，而不會產生任何危險性，增加了學生動手實做的機會。

三、Multisim在具體教學中的應用

如在模擬電子技術這門課程中的“路燈自動控制電路的分析與制作”這個項目。在理論授課時首先介紹三極管，然后是單管放大電路，最后是路燈自動控制電路。整個教學過程中Multisim仿真始終貫穿其中。

（一） 單管放大電路

對于單管放大電路中靜態工作點的計算與分析是模擬電子這門課程中的一個重點和難點。靜態工作點的計算如果只是死記公式的話并不算太難，但算出來的結果用于分析電路的話就不是死記公式能夠做到的。必須根據計算結果分析出三級管的工作狀態，從而分析出輸出波形的形狀。

如圖1所示在Multisim仿真軟件中搭建電路：

用示波器觀察輸出信號波形，通過調整R5阻值的大小可在示波器中觀察到下圖（圖2）所示波形。

四、新教學方法的效果

在教學中使用multisim仿真軟件之后，學生的學習興趣和熱情明顯提高，學習成績也有所提高。在使用傳統教學方法的三個班級的平均成績分別為70、72、70，使用multisim仿真軟件進行教學的三個班級的平均成績分別為68、77、77。由此可見仿真軟件對于教學效果還是有一定的改善效果，但是也不可過于依賴仿真軟件，使用仿真軟件的三個班級中有一個班的平均成績反而低于使用傳統教學方法的班級的平均成績。除去班級基礎等原因外，兩者之間的平衡也是將來研究的重點之一。

參考文獻：

[1]鄭賓，Multisim仿真在電子試驗教學的應用，Equipment Manufacturing Technology No.11，2012

[2]唐路，苗澎，田玲，Multisim 在“通信電子線路”實驗教學中的應用，電氣電子教學學報第34卷 第5期 2012 年10 月