Multisim在模擬電子技術課程教學中的應用

朱勤

摘 要：文章簡單介紹了Multisim仿真軟件的功能，并通過具體的電路，闡述Multisim在模擬電子技術理論教學、實驗教學和課程設計中的應用。運用Multisim仿真軟件對模擬電路進行實時仿真，克服了傳統教學的不足，提高了模擬電子技術課程的教學質量。

關鍵詞：Multisim；模擬電子技術；仿真

模擬電子技術這門課是高等院校通信、電子信息、應用電子各專業的一門專業核心課程，具有實踐性、應用性強的特點。學生能否掌握好模電將直接影響到他們后續課程的學習。由于不能搭建具體的實際電路，教學效果不是很好。而實驗教學由于受實驗條件的限制，學生實踐機會有限，對基本概念和基本分析方法缺乏直觀的認識。Multisim軟件為模擬電子技術課程教學提供了一個實用的工具，通過Multisim軟件對電路進行仿真、演示，使理論教學、實驗教學和課程設計的內容更加生動使學生對模擬電子技術理論的理解更加深刻。

1 Multisim簡介

Multisim是美國國家儀器有限公司推出的以Windows為基礎的仿真工具。主要用于模擬/數字電路板的設計工作。它能夠實現電路原理圖的搭建、電路硬件描述語言輸入方式、自定義虛擬儀表，能夠實現大部分的功能電路的仿真和實現。

2 Multisim在理論教學中的應用

在傳統的教學模式中，通過板書和畫圖的形式是一個靜態的畫面，學生學習起來比較抽象，無法做到從靜到動的轉變。而使用Multisim軟件，可以搭建一個動態的仿真電路，在此電路中可以對電路中所有點的實際狀態進行實時的測量并顯示。從而將一些抽象的理論分析變為直觀的可見的實驗現象。

例如晶體三極管特性是模擬電子技術中最重要的知識點之一，內容很抽象也不容易掌握，學生普遍沒有學習的積極性。為了能有效地提高學生學習的主動性，在三極管特性分析的教學中采用Multisim仿真。在這個案例中，我們使用IV分析儀，IV分析儀是測試半導體器件特性曲線的儀器，等同于現實的晶體管特性曲線測試儀。在仿真過程中，選用了三極管2N3392，安連接提示與IV特性測試儀圖標輸入端連接。屏幕下邊最左一格顯示基極電流的第1條曲線（紅色），中間一格顯示讀數指針的坐標，右邊一格顯示基極電流的第1條曲線與讀數指針交點的縱坐標。繼續向右拖，左邊一格顯示不變，中間一格和右邊一格顯示數據則不斷變化。如圖1所示。

用鼠標單擊下數第2條曲線（綠色）。可以看到左邊一格顯示變為I-b（2m），中間一格不變，右邊變為117.903mA。再單擊第3條曲線（藍色）。左邊一格顯示變為I-b（3m），中間一格不變，右邊變為153.743mA。依此即可得到特性曲線每一點的讀數。在仿真過程中，學生會比較容易看出特性曲線的特點，通過這樣的仿真，學生會更加有興趣。

為了研究負反饋對放電器性能的影響，可通過反饋回路中的控制開關來研究負反饋的作用。例如研究負反饋對電路放大倍數的影響，在輸出端接萬用表測試并計算電壓放大倍數。無負反饋作用時，負載為1.5kΩ，輸出電壓為1.012V，放大倍數為1.012V/3mV，即337；負載無窮大時，輸出電壓為339.975mV，放大倍數為113。有負反饋作用時，負載為1.5kΩ，輸出電壓為31.072mV，放大倍數為10.36；負載無窮大時，輸出電壓為29.467mV，放大倍數為9.82。從這組數據中，學生可以比較清楚和直觀的分析出，負反饋在犧牲一定的放大倍數情況下，能提高增益的穩定性。學生可以自主的改變其中某些參數，觀察電路輸出的變化，從而更深入的理解電路的工作原理。將教師黑板上的推導過程，變成學生自主操作軟件，產生一系列直觀可見的參數變化，對學生來說更有學習興趣，達到更好的學習效果。

3 Multisim在實驗教學中的應用

在實驗教學中，經常會出現實驗儀器損壞，過于陳舊而影響實驗結果的現象。現在將仿真軟件Multisim引入傳統實驗項目，可以很大程度上彌補傳統實踐教學中的不足。在一些實驗中，可以使用仿真軟件進行電路仿真、調試，優化電路結構和參數，以得出最佳、最優的電路設計方案，再通過實際實驗增強實際動手能力，積累設計、調試等方面的實踐經驗。

4 Multisim在課程設計教學中的應用

模擬電子技術課程設計是學生學完模擬電子技術理論和實驗課程之后進行的一項實踐環節，是模電課程的重要部分，它包括課題選擇，電路設計、安裝、焊接、調試和編寫總結報告等實踐內容，培養學生工程實踐基本技能。傳統的課程設計過程開發周期長、耗材、費力，而結合Multisim 仿真軟件，使學生設計的電路先模擬調試成功后再組裝實際電路，既縮短了開發周期，又可以避免在傳統設計中的元件損耗。課程設計是學生能力素質的綜合演練，也是對教學效果的檢驗，根據學生的不同學習程度給出有難度層次的設計題目，對培養學生的工程實踐的觀點大有裨益。

[參考文獻]

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