高校電工電子實驗教學中仿真軟件的運用分析

朱穎莉

（南京鐵道職業技術學院，江蘇南京210031）

高校電工電子實驗教學中仿真軟件的運用分析

朱穎莉

（南京鐵道職業技術學院，江蘇南京210031）

隨著社會經濟的快速發展，企業對于人才的需求不斷提升，尤其在實用人才需要方面，數量不斷增多。文章結合當下電工電子教學實際情況，分析了高校電工電子實驗教學過程中，如何將仿真軟件進行有效應用。

電工電子；實驗教學；Multisim軟件

前言

電工電子實驗教學設計，注重把握教學設計的簡便化，能夠對教師設計的電路知識更好地進行展現，使學生對電路設計更好地理解。Multisim軟件在應用時，能夠對實驗數據進行有效搜集，對學生操作的故障次數進行匯總，保證實驗教學能夠提升學生動手能力，并通過數據分析，對學生學習電工電子過程中存在的問題進行較好把握。基于這一點來看，如何發揮Multisim軟件的功能，使其與實驗教學進行結合，成為高校電工電子實驗教學仿真軟件應用的一個關鍵問題。

一、高校電工電子實驗教學仿真軟件特征分析

（一）豐富性

Multisim軟件具有豐富的元件庫，能夠為實驗提供大量的元件模型數據，用戶可以設置元件編輯器，建立自己的元件庫[1]。

（二）類型齊全

高校電工電子實驗教學過程中，使用的仿真軟件類型要求較多，在選擇過程中，仿真軟件必須具有多種類型，能夠實現模擬電路仿真需要。Multisim軟件可以將數字元件和模擬元件進行有效連接，可以更好地滿足電工電子實驗需要[2]。

（三）強大的圖像顯示能力

高校電工電子實驗教學過程中，需要保證仿真軟件對圖像信息進行清晰反映，以滿足學生對電路設計理解的需要。Multisim軟件具有高度集成的操作界面，能夠對電路原理圖進行清晰反映，并能夠進行相關操作[3]。

（四）分析功能強大

電工電子設計過程中，需要結合電路圖對相關功能進行分析，在仿真軟件選擇過程中，分析功能強大的軟件，可以更好地滿足電工電子實驗教學需要。Multisim軟件具有交流分析、瞬態分析、傅里葉分析等功能，能夠對設計的電路性能進行快速分析，從而縮短分析時間，提升實驗教學的效率和效果。

（五）信息輸出方便

從Multisim軟件的輸入輸出接口情況來看，Multisim借助于Spice軟件，能夠利用網表文件對電路原理圖進行自動形成，能夠將Multisim環境下創設的電路原理圖利用PCB軟件進行輸出，以滿足電路仿真設計需要。

二、高校電工電子實驗教學中仿真軟件的運用分析

（一）電路仿真圖繪制

結合高校電工電子實驗教學發展情況來看，學生掌握電路圖繪制，是電工電子實驗教學必須把握的一個重要內容。電路仿真圖繪制時，要注重對教學理論內容進行把握，能夠將理論與實驗進行有機結合，使學生能夠對相關理論進行更好的理解和認知。在這一過程中，學生在進行電路仿真圖繪制時，可以利用Multisim軟件，根據實驗的內容，將電路圖進行繪制出來。電路圖繪制完成后，就需要根據電路設計的功能，對電路圖中涉及到的電力元器件進行加入，能夠保證電路設計具有實用性。借助于Multisim軟件，學生可以根據自己對知識的理解，進行相應的仿真操作和調試，從而對電路圖繪制有一個較好的認知。當學生繪制的電路圖符合實際需要后，根據電路圖進行實際電路構造，并對組裝完成的電路性能進行檢測，使學生掌握電路組裝的能力[4]。在組裝完成后，對電路性能進行測試，這一過程中，學生要注重對電路的運行狀態進行把握，并能夠對測試的結果進行記錄，以此對比虛擬電路與現實電路之間的差異性，使學生對理論知識進行較好的理解和消化。通過虛擬電路圖的設計與實際電路圖的設計進行結合，學生們能夠發現實際電路圖設計與虛擬電路圖設計存在較大的差異性，實際設計的運行結果可能與理想的狀態存在一定的差異性。在分析差異結果時，學生們能夠發現，實際設計過程中存在一定的誤差，這些誤差值是導致差異存在的根本原因。電路仿真圖繪制實驗的應用，注重提升學生實際動手能力，使學生在具體的操作過程中，對自身設置的電路仿真圖缺陷進行發現，有利于加深學生的印象，并提升學生電路圖繪制能力。

除此之外，電路設計實驗要堅持多元化的教學理念，使學生掌握更多的電路設計。高校電工電子實驗教學過程中，涉及到的數字電路設計性實驗較多，這一過程中，要求學生能夠對多種數字電路有著較好的認知。高校電工電子實驗教學時，由于電路設計性實驗涉及到的元器件較多，并且種類頗多，想要準備符合實驗要求的材料較為困難，這就需要利用仿真軟件實現。學生在進行電路設計性實驗時，可以借助于Multisim軟件的豐富性和類型多樣性特點，結合自己的設計思路，進行電路設計。例如設計一個三變量的多數表決電路，在仿真電路設計時，可以借助于3-8編譯器的74IS138D實現。具體內容，如圖1所示。

圖1　三變量多數表決電路

（二）仿真試驗動態觀測

1.流水燈觀測實驗

仿真試驗動態觀測是電工電子實驗教學的一個重要組成部分，通過仿真試驗動態觀測，能夠使學生對電工電子設計內容進行更好的理解和掌握。例如在進行流水燈實驗時，利用Multisim軟件設計自行振蕩電路和顯示器，實現對電路的輪流顯示。流水燈電路設計過程中，首先需要對設計的器具進行準備，之后根據電路對設備性能進行調試。流水燈電路設計需要準備計數器、譯碼器、發光二極管顯示器、LM555。在設計過程中，計數器以二進制計數器為主，將74IS163連接為二進制計數形式。同時，利用指示燈對二進制計數器進行觀測，并將流水燈涉及到的三個指示燈接入地址控制端，保證指示燈處于運行狀態。發光二極管連接的位置是輸出端，設置8個二極管顯示器，將其連接在LED的負極上。在對流水燈性能進行檢測時，當啟動按鈕打開后，三個指示燈應該按照二進制數進行計數發光。這一過程中，LED上的顯示燈會依次亮起。但是經過仿真試驗后，由于在設計或是實際操作過程中，可能導致誤差的存在，使LED顯示燈在亮起的時候，不是依次亮起，三個指示燈存在滅掉的問題。這一過程中，就需要學生對流水燈設計時可能存在的問題進行探討，并進行改進，最終保證達到實驗目的。

2.晶體管單級放大電路實驗

高校電工電子實驗教學過程中，晶體管單級放大電路實驗是一個較為典型的實驗，在實驗過程中，要求學生對電路各項性能指標進行測量，從而使學生對電路知識有一個較好的認知。傳統的晶體管單級放大電路實驗所需要的設備較多，并且檢測的時間較長，影響到了實驗教學的效率和效果。Multisim軟件在應用過程中，能夠發揮Multisim軟件的分析功能，對晶體管單級放大電路個性指標進行較好的測試和分析，從而使學生對相關理論知識進行更好地理解和掌握。晶體管單級放大電路實驗過程中，主要涉及到了雙蹤示波器、多功能信號發生器、波特圖示儀等主要元器件。測量過程中，需要對測量點進行有效選擇。一般來說，在進行晶體管單級放大電路測試時，首先需要對靜態工作點進行選擇，之后調節靜態工作點，觀察電路輸出波形變化，之后分析其對通頻帶的影響。通過晶體管單級放大電路的觀測性實驗，加深學生對電工電子理論知識進行理解，強化學生的實踐動手能力，使學生更好地發展和進步。

三、結束語

通過上文的分析，可以看出當下高校電工電子實驗教學過程中，注重對仿真軟件進行有效利用，從而解決實驗過程中存在的難題。這一過程中，Multisim軟件發揮了日益重要的作用。Multisim軟件具有豐富的元器件庫、類型齊全、操作界面高度集成等優勢，在應用時，能夠滿足電工電子實驗對仿真軟件的需求，從而提升實驗教學的效率和效果?；谶@一點，高校電工電子實驗教學過程中，要注重對Multisim軟件進行科學、合理的應用，能夠將電工電子實驗教學的重點、難點、疑點問題進行有效講解，以滿足實際教學需要。

[1]時述有.仿真實驗軟件與電工電子智能化網絡實驗教學裝置的結合應用[J].中國現代教育裝備，2006，8：58-60.

[2]邵輝.電路仿真軟件在電工電子實驗中的應用[J].電子技術與軟件工程，2016，9：88.

[3]白云，柴鈺.加強開放式實驗教學培養學生的創新能力[J].實驗室研究與探索，2010，8：109-112+118.

[4]《中國教育技術裝備》2012年總目錄（一）（2012年第1期-第21期）[J].中國教育技術裝備，2013，1：126-144.

With the rapid development of social economy,the demand for talents is increasing,especially in the area of practical talents.In this paper,based on the actual situation of the current electrical and electronic teaching, the paper analyzes how to use the simulation software in the process of the experiment teaching of the university.

electrical and electronics;experimental teaching;Multisim software

G642

A

2096-000X（2016）24-0098-02

朱穎莉（1969，07-），女，江蘇南京人，學歷：研究生，畢業于南京航空航天大學，現有職稱：中級工程師、中級實驗師，研究方向：電機控制。