電路仿真軟件在電工電子實驗中的應(yīng)用

邵輝

【關(guān)鍵詞】電工電子技術(shù) 電路仿真軟件 實驗

電子設(shè)計正朝向自動化方向發(fā)展，使電路設(shè)計教學(xué)中開始采用一些虛擬設(shè)備，通過仿真分析使原本抽象的教學(xué)內(nèi)容更為直觀。電工電子實驗教學(xué)中引入了電路仿真軟件，可以使電路設(shè)計更為直觀，且有助于教師在教學(xué)中針對設(shè)計電路進行分析，以提高學(xué)生對設(shè)計電路的理解能力。

1 Multisim 仿真軟件是電子類課程教學(xué)中的常用軟件

在眾多的電路仿真軟件中，Multisim 仿真軟件是較為常用的，主要在于其操作方便，且電路的仿真分析能力很強。具體操作中，Multisim 仿真軟件可以在Windows基礎(chǔ)上配備虛擬測量儀器，將電路原理圖輸入軟件操作平臺上，就可以啟動仿真軟件進行仿真教學(xué)了。很多開設(shè)電子類課程的學(xué)校都逐步引進了Multisim 仿真軟件，仿真電路在電腦顯示器上清晰地呈現(xiàn)出來，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且還讓學(xué)生的實踐操作能力得到了訓(xùn)練，大大地提高了電工電子教學(xué)效率。

2 Multisim軟件簡述

Multisim軟件是Electronics Workbench（簡稱：EWB）的升級版。作為仿真設(shè)計軟件，主要用于電子電路的設(shè)計，其仿真功能是非常強大的。目前所普遍使用的Multisim軟件為Multisim 12.0，與其他的仿真軟件相比，Multisim的功能性更強，在虛擬操作中，軟件可以提供電路元器件達幾千個，還可以提供各種電路設(shè)計中所使用的虛擬儀器，包括信號發(fā)生器、萬用表以及示波器等等，而且這些電路元件和虛擬儀器的圖形與實物具有很高的相似性。操作功能上，Multisim軟件可以對所設(shè)計的電子電路進行演示，對電子電路的操作情況進行測試，且能夠設(shè)計所需要類型的電路諸如，數(shù)字電路、基礎(chǔ)電路、射頻電路、微控制器電路、接口電路等等。設(shè)計者在進行電路設(shè)計的時候，可以將Multisim所提供的虛擬元器件利用起來進行電路設(shè)計，并將所選擇的各種設(shè)備連接起來。電路就通過計算機繪制出來。當(dāng)電路設(shè)計完畢之后，還要對各種元器件的參數(shù)進行確定，還要測試元器件的性能指標(biāo)。從電子類課程教學(xué)的角度而言，由于Multisim操作簡單，學(xué)生在短時間內(nèi)就可以進行基本操作。由于操作簡單且仿真軟件所涉及的電路直觀性較強，因此而在電子類教學(xué)中廣泛使用。

3 電工電子試驗中電路仿真軟件的應(yīng)用

3.1 學(xué)生應(yīng)用Multisim 軟件繪制電路仿真圖

電工電子試驗教學(xué)中，以試驗教學(xué)為主，將理論教學(xué)內(nèi)容融入到實驗教學(xué)中，以提高學(xué)生的理論應(yīng)用能力。學(xué)生應(yīng)用Multisim 軟件繪制電路仿真圖，在計算機上啟動Multisim 軟件，根據(jù)試驗內(nèi)容將實驗電路繪制出來之后，選擇所需要的虛擬電子元器件配備到電路中，并進行仿真操作和測試，將實驗結(jié)果記錄下來。對電路的仿真測試合格之后，學(xué)生課可以利用實物將與虛擬電路相同的實際電路構(gòu)建起來，對電路進行調(diào)試，并將調(diào)試結(jié)果詳細地記錄下來。在實驗操作總，還要仔細觀察實際電路的運行狀態(tài)，以及所獲得的運行結(jié)果，采用對比分析法對虛擬電路的方針結(jié)果與實物運行中所獲得的結(jié)果進行比照。由于虛擬仿真電路所連接的元器件以及各種儀器設(shè)備都是處于理想運行狀態(tài)，因而虛擬電路和實際電路的運行結(jié)果會存在一定的誤差。如果誤差范圍沒有超過規(guī)定的范圍，這個試驗操作所獲得的結(jié)果就是有效的。在電工電子試驗中，采用電路仿真軟件進行仿真操作，實現(xiàn)了電子類課程的理論教學(xué)與實際教學(xué)的有效結(jié)合，而且還使試驗結(jié)果更為清晰，加之學(xué)生親自參與虛擬仿真試驗，學(xué)生對相關(guān)理論知識通過試驗得到了驗證，不僅可以提高電工電子實驗教學(xué)的質(zhì)量，還使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性被激發(fā)起來。

3.2 Multisim 軟件仿真試驗的動態(tài)觀測

對Multisim 軟件仿真試驗進行動態(tài)觀測，以流水燈實驗為例。

使用Multisim 軟件所設(shè)計的電路為自行振蕩電路和顯示器對各種電路輪流顯示。按照規(guī)定的設(shè)計內(nèi)容，流水燈電路設(shè)計需要使用的器具包括四位二進制計數(shù)器、譯碼器、LM555、發(fā)光二極管顯示器8個。其中，四位二進制計數(shù)器是將74IS163連接成為二進制的計數(shù)形式。使用指示燈監(jiān)測其對74IS163的計數(shù)進行檢測。將三個指示燈接入到地址控制端，使能端都處于使能狀態(tài)。輸出端所連接的是發(fā)光二極管顯示器，共8個，都連接在LED顯示管的負極上。當(dāng)進行仿真調(diào)試的時候，可以看出三個指示燈都按照三位二進制數(shù)進行計數(shù)發(fā)光。與此同時，還將LED顯示管依次點亮。當(dāng)兩邊的燈都亮起來的時候，就現(xiàn)實譯碼器5處于低電平狀體的時候，所連接的發(fā)光二極管就會亮起來，這就可以證明電路設(shè)計是有效的。

4 總結(jié)

綜上所述，計算機技術(shù)的發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活方式都發(fā)生了變化。為了促進教學(xué)與實踐有效結(jié)合，一些學(xué)校在電工電子實驗教學(xué)中使用了電路仿真軟件，以使學(xué)生可以在實驗室模式實驗，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，還能夠激發(fā)學(xué)生對知識探索的興趣。Multisim軟件是電子類實驗教學(xué)中的常用工具，由于操作簡單，學(xué)生能夠利用軟件自主設(shè)計電路，由此而使得學(xué)生的操作能力得以增強。

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