Multisim仿真在電工電子實驗中的應用

薛英喜

摘 要：高職院校電子電工專業中的實驗活動由于其本身的復雜性，使得學生普遍反映課上的理論教學過于枯燥，課下的實踐課又過于繁瑣，學習無從下手，進而導致課程理論與實踐相脫節。另外，由于電子電工實驗有一定的危險性，對于初學者來說，不得不讓教師提心吊膽，事必躬親，這在很大程度上影響了學生的積極性。但隨著科技的進步，Multisim仿真軟件憑借其方便性、高模擬性的特點可以很好地解決了以上的教學問題。基于此，本文從Multisim仿真軟件概述，特點，在實驗教學中的優勢以及在實驗教學中的應用等幾方面進行分析與探討。

關鍵詞：Multisim仿真軟件；模擬性；電子電工；實驗教學

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2095-9214（2016）05-0152-01

引言

要想提高電子電工專業學生的專業素養，培養其實踐動手能力顯得至關重要，但是由于電工電子專業自身具有的特點，在教學過程中會既涉及到枯燥的電路設備，又要接觸到很多生硬晦澀的概念，導致學生普遍反映電子電工實驗內容枯燥難懂。調動學生的積極性，并且能讓教師做到理論與實踐相結合，把Multisim仿真軟件引入教學中能很好地解決這些問題，本文從多方面論述了Multisim仿真軟件在教學中應用的優點。

1.Multisim仿真軟件概述及其特點

Multisim仿真軟件原來是由加拿大最早設計出來后，被美國（NI）有限公司加以改進進而形成的現在以Windows操作系統為基礎的一款十分實用的仿真工具。該軟件豐富的仿真分析能力備受電子領域人士的喜愛，真正地解決了電工電子實驗中的仿真模擬問題，很大程度上促進了電子電工實驗的改革和發展。Multisim仿真軟件的大小為224個字符，依托于Windows操作平臺，該軟件本身默認的語言為英語，但是具有語言轉換功能，不同的國際和地區可以根據自身的要求進行語言轉換。在教學過程中，為方便學生使用和辨識一般都將該軟件進行漢化。Multisim仿真軟件之所以目前廣泛應用于現代電子專業教學中，是因為其與一般的軟件操作過程相類似，具有一些EDA自身軟件所特定的一些選項，如Place、Simulation、Transfer以及Tool等，并且該軟件的界面與其他軟件無異，均由多個區域構成，即菜單欄、各種工具欄狀態條以及列表框等部分；同時，使用Multisim仿真軟件的過程也與一般實驗相類似，即先確認電路圖，然后從元件庫中調用所需的元件，再根據電路圖對元器件連成電路，最后根據目的來運用Multisim仿真軟件中的分析軟件，如DC Operating Point Analysis（直流工作點分析 ），Fourier Analysis（傅里葉分析），Distortion Analysis（失真度分析）等對電路做出分析與測試。

2.Multisim仿真軟件在電工電子實驗中的應用優勢

Multisim仿真軟件是一款專門設計用于電路模擬的軟件，能非常好的解決理論與實踐不能結合的問題，該軟件的應用優勢主要有以下幾方面：（1）操作界面的直觀性，模擬真實的實驗工作臺，用鼠標可連接導線，與實物極相似；（2）數量極大的元器件，共包含一萬七千多個；（3）仿真模擬的強大型，由于科技的進步Multisim仿真軟件不斷更新與加強其仿真能力也越來越高；（4）多樣化的測試，主要是用來測試模擬的電路是否合理可行，如：Agilent Simulated Instruments（安捷倫仿真儀器）等；（5）豐富的分析工具，窮主要用于分析電路設計的合理性問題，這些分析工具包括：DC and AC Sensitvity Analysis（直流和交流靈敏度分析），Worst Case Analysis（最差情況分析） Pole Zero Analysis（零級分析）等；（6）射頻電路的獨特性，射頻特殊元件，包括自定義的RF SPICE模型主要是用于方便用戶對電路設計進行自定義，創新電路圖，設計屬于自己的電路設計圖；（7）強大的MCU模塊，支持4種類型的單片機芯片，以對它們進行改編；（8）分析結果的完整性，在此過程中所用到的數學運算操作類型有復合運算、向量運算和邏輯運算等；（9）包括七種詳細的報告；（10）信息交互的完善性，可以較好地提供用戶需要的電路圖和數據直接轉送到別的程序中，并且可以提供Internet Design Sharing（互聯網共享文件）。

3.Multisim仿真軟件在高職院校電工電子實驗中的應用

筆者在此以“分壓式偏置放大電路”在Multisim仿真軟件下的制作與檢驗應用為例，來分析Multisim仿真軟件在高職院校電工電子實驗中的應用優勢。眾所周知，“分壓式偏置放大電路”的制作主要是為了讓學生了解“分壓式偏置放大電路”的組成元件，理解其工作的原理，在這些的基礎上對“分壓式偏置放大電路”進行靜態分析。首先，我們可打開桌面上的Multisim仿真軟件，先調出組成“分壓式偏置放大電路”的元器件，向學生講解這些元器件的特征用途，然后讓學生自主地運用已有的知識進行電路設計，接著教師再就學生的電路設計進行評價指導，合理的方面要加以褒獎，不合理的地方要做出解釋，盡可能讓學生發揮積極主動性。另外，教師應事先告訴學生注意事項如，只有所有的電子元器件電路都接好之后才能通電，如果想要對電路做出改動，必須是在斷電的情況下等；在做好電路線之后，要對“分壓式偏置放大電路”進行靜態分析。Multisim仿真軟件中有很多的分析工具如Worst Case Analysis（最差情況分析）、 Pole Zero Analysis（零級分析）、DC and AC SensitvItyAnalysis（直流和交流靈敏度分析）以及Parameter Sweep Analysis（參數掃描分析）等。其中適合靜態工作點分析的軟件是DC Operating Point Analysis（直流工作點分析）工具，我們可以在該軟件的幫助下，讓學生了解到靜態工作點的調整與測試和穩定靜態工作點的原理。

結語

Multisim仿真軟件由于其模擬的真實性以及與教學的理論結合的緊密性，在電子電工實驗中具有極其廣泛的應用。具體來說，Multisim仿真軟件能將上課教學的理論知識與實際情況相結合，能較好地調動學生上課的積極性，讓學生自己動手做屬于自己富有創造性的儀表。然而，模擬的最終目的是為實踐服務的，使學生們經過課堂中的理論學習后，可在教師指導下進行計算機仿真，最終實現在實踐中熟練具體操作，進而為走上未來工作崗位夯實技術與理論基礎。

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