Multisim仿真在電工電子教學中的應用

林世平

摘 要：近年來，隨著經濟的發展和科技的進步，計算機仿真技術也得到了較快的發展，它是現代工程設計中經常使用到的方法，是進行電子工程設計的重要工具，如果用它來做電工電子實驗，可以解決實驗室元器件缺乏和實驗室儀器不合格等問題。將該技術應用到實驗教學中，可以讓學生更好地理解和應用各種概念及原理，并更好地應用各種電工電子儀器的測量技術。

關鍵詞：Multisim 仿真技術 電工電子實驗 職業學校

中圖分類號：G712.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0190-02

隨著科技的進步和發展，在現代工程設計中常用的一種方式就是計算機仿真技術，Multisim 仿真技術已經成為了電子工程設計的常用工具。如何在電工電子教學中應用這些計算機仿真技術，讓其為教學服務，以此提高教學效率和教學質量，成為當前職業學校教師面臨的重要問題。

1 電工電子教學中應用Multisim 仿真技術的優勢分析

1.1 通過Multisim 仿真技術可以直觀展現抽象的內容，便于學生掌握

電工電子課程相對來說具有很強的抽象性，有很多的概念單純依靠講解學生很難理解和掌握，學生在這樣的情況下容易對課程產生厭煩情緒，課堂效率和課堂質量難以得到保證。如果采用Multisim 仿真技術仿真一些基本電路，通過對偏置電阻的改變，將輸出波形和靜態工作點的關系通過虛擬示波器表現出來，學生可以通過觀察波形變化，將最佳工作點找到，進而了解放大器的輸入和輸出信號的關系，對于飽和失真和截止失真等概念也能很好地理解。這種教學方式不僅生動形象，同時還便于學生的理解和掌握[1]。

1.2 Multisim 仿真技術可以在理論課堂上引入工程實例，便于激發學生學習興趣

在電工電子課程中有很多的電路概念和分析方法等，這些內容具有很強的理論性，學生在學習的過程中具有較大難度，采用傳統的教學方法，學生僅僅能學習基本的理論，不能對其進行實踐性的應用，所以學生也就難以得到感性認識，也就缺乏相應的學習積極性。如果通過Multisim 仿真技術動態的演示出555定時器的各種應用來，采用Multisim 仿真技術對其進行演示后，學生可以對其有著更加感性的認識，同時還增強了學習興趣。在教師對555計數器進行講解時，學生就可以更加認真的聽講，學生的學習積極性和自主性得到了很大的提高，變被動接受為主動學習。此外，在學習計數器和譯碼器等課程時，教師也可以采用同樣的實例演示方式，這樣取得的教學效果更為顯著[2]。

1.3 Multisim 仿真技術可以更好地鍛煉學生的創新意識和綜合能力

在電工電子技術課程中，實驗教學和理論教學相輔相成，缺一不可。將Multisim 仿真技術應用在教學中，就相當于在教室中將各種的元器件和實驗器材等搬入，同時還可以將課上分析所需的電路實時在屏幕上反映出來，儀器可以隨時調用，這樣便于學生對儀器特性的觀察，同時也便于對理論的正確性進行驗證。將理論教學融合于實驗教學中，使得兩者間沒有明確的時間和空間界限，真正實現了學做統一。因為Multisim 具有較強的無損性，所以其電路參數可以隨時進行改變，這樣可以對電路在不同參數時的不同特性進行分析，能夠有效提高學生的分析和解決問題能力。教師還可以增加一些設計型的項目，學生可以就此進行實用電路的設計，能夠有效提高學生的創新精神。

2 Multisim 仿真技術實驗教學

對于Multisim 仿真技術來說，它可以很好地輔助實訓和教學。首先，仿真基礎實驗可以讓學生更好地對課堂教學中的一些原理和概念等進行理解；此外，仿真電路時，學生可以熟悉實驗室中常見電子儀器的使用步驟和使用方法，仿真中出現的一些問題，學生在解決的過程中能夠很好地提升自身的分析和解決問題能力及創新意識。在Multisim 仿真技術實驗教學中，一般會采用理論教學-仿真-實驗的教學方式，所謂的理論教學指的是教師對課程中的一些基本原理和概念等進行講解，仿真指的是學生在Multisim 仿真技術環境中，根據相關的實驗要求，采用適合的元器件設計相關原理圖，再將虛擬電路模型構建好，然后進行仿真實驗以此得出仿真結果。實驗指的是在實驗室進行計算機仿真時所構建的電路，調試并對最終的實際結果進行觀察。最后，對實際的實驗結果和仿真結果進行對比。這種實驗方式完美地結合了課上學習和課下學習，在提高學生學習興趣方面具有很好的效果，同時還鍛煉了學生的自主學習能力，便于課堂效率和課堂質量的提高[3]。

3 Multisim 仿真技術在實驗教學中的具體應用

3.1 滯回比較器實驗

滯回比較器電路，它的輸入信號是正弦波，通過示波器對輸入和輸出電壓進行觀察。輸入信號是正弦波，且其幅值是5 V，頻率是1KHZ，將滯回比較器的輸入信號接入到示波器A中，輸出信號接入到示波器B通道中，將仿真開關開啟，將示波器打開，其輸入和輸出波形可以看出，其輸入波形和輸出波形是正弦波和矩形波，滯回比較器的兩個閾值電壓可以通過游動游標測量得到電壓值[4]。

3.2 16進制計數器實驗

利用Multisim 仿真技術將16進制計數器改進成6進制計數器，它可以使用異步清零的方式來完成，具體線路圖如圖1所示，采用Multisim 仿真技術后可能使得實際呈現效果呈現0-3環的顯示情況，所以實現的是4進制計數器。為什么會出現該情況呢，清零條件可以通過輸出QC、QB來實現，但是當計數由3跳到4時，QC的狀態變化為0→1，QB的狀態變化為1→0，QC此時會出現瞬間跳至1的情況，QB此時并沒有來得及跳到0，所以清零端此時是0態，計數器全部清零。要想讓這種狀況得到改變，需要將兩個與門加在QC端，防止QB和QC發生順態的現象，可以將其線路圖調整為圖1。

4 結語

實踐證明，在電工電子實驗課程中應用Multisim 仿真技術取得的教學效果是十分顯著的。在教學中不僅增強了學生的動手操作能力，同時還便于學生對理論知識的理解和掌握，學生的學習興趣得到提高，同時還提高了學生的創新能力。因為Multisim 仿真技術不受到實驗場地和實驗設備的束縛，對學生的主觀能動性發揮具有很好的作用，同時還便于學校實驗成本的降低，它已經成為了我國當前電工電子實驗教學發展的重要方向。

參考文獻

[1] 付洋. Multisim 仿真在電工電子實驗中的應用[J].實驗室研究與探索，2011（4）：120-122，126.

[2] 馮寶珍. Multisim 仿真在電工電子實驗中的應用思考[J].電源技術應用，2014（3）：120.

[3] 陳利恒.Multisim 仿真在電工電子實驗中的應用[J].無線互聯科技，2013（1）：184.

[4] 肖如杏，房俊龍，楊方，等.基于LaVIEW和Multism的電子電路虛擬實驗室[J].東北農業大學學報，2011（4）：106-108.