Multisim在模擬電路教學(xué)中展示前沿學(xué)科內(nèi)容

吳先明

【摘 要】本文通過在模擬電路教學(xué)中使用multisim仿真軟件來展示模擬電路知識(shí)，并展示基于模擬電路基本知識(shí)在前沿學(xué)科的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】模擬電路；multisim仿真軟件；憶阻器；混沌

【Abstract】The analog circuit knowledge by Multisim in the analog circuit teaching is demonstrated in this paper， also the applications in the front subject based on the analog circuit are demonstrated，which can greatly enhance students creative thinking and foster their innovation ability.

【Key words】Analog circuit；Multisim software；Memristor；Chaos

0 引言

模擬電路是理工學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，為了提高教學(xué)質(zhì)量，許多教師進(jìn)行一些研究。例如：文獻(xiàn)[1]提出在模擬電路課程教學(xué)中使用Multisim可以快速建立電路模型，測(cè)量參數(shù)，分析結(jié)果，加深學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容的理解和掌握，能夠在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，顯著提高教學(xué)效果；文獻(xiàn)[2]指出利用Multisim輔助授課，可簡(jiǎn)化復(fù)雜電路的分析，使學(xué)生更加容易接受和理解新知識(shí)；文獻(xiàn)[3]指出在模擬電路的實(shí)踐教學(xué)中引入虛擬仿真，有助于學(xué)生理解抽象的理論電路，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；文獻(xiàn)[4]指出Multisim仿真軟件對(duì)模擬電路教學(xué)是一種很好的輔助手段，它彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足。這些研究從不同角度闡述了Multisim仿真軟件在教學(xué)中的運(yùn)用。本文提出在教學(xué)中使用multisim仿真軟件來展示模擬電路知識(shí)中的前沿學(xué)科內(nèi)容，從而激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

1 模擬電路知識(shí)

1.1 運(yùn)算放大器

在模擬電路中，運(yùn)算放大器可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)算功能，例如反相比例運(yùn)算、反相求和運(yùn)算、反相積分運(yùn)算，如圖1為反相比例運(yùn)算，圖3為反相比例求和運(yùn)算，圖5為反相積分運(yùn)算。其仿真結(jié)果分別如圖2、圖4、圖6。

從圖2仿真結(jié)果可知，運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)了反相比例運(yùn)算功能。從圖4仿真結(jié)果可知，運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)了反相比例求和運(yùn)算功能。從圖6仿真結(jié)果可知，運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)了反相比例求和運(yùn)算功能。

1.2 整流濾波電路

文獻(xiàn)[5]用4個(gè)二極管組成橋式全波整流電路，用一個(gè)電容和一個(gè)電阻組成一階濾波電路，其電路如圖7所示，電路仿真結(jié)果如圖8所示。

從圖8仿真結(jié)果可知，一個(gè)信號(hào)電壓源經(jīng)整流和濾波后變成波幅很小的信號(hào)。

2 前沿學(xué)科內(nèi)容

2.1 憶阻器

如圖7所示，它是一個(gè)全波整流電路和一個(gè)一階濾波電路組成，它具有整流和濾波功能， 但它還有一個(gè)功能引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注-憶阻器的功能。使用Multisim仿真圖7所示電路，其仿真結(jié)果如圖9所示，它很好地展示出了憶阻器的電流與電壓關(guān)系。

2.2 混沌電路

如圖10所示，它是一個(gè)jerk混沌電路[6]，它由兩個(gè)反相積分器、一個(gè)反相比例運(yùn)算放大器、一個(gè)反相求和積分器一個(gè)廣義憶阻器組成。

使用Multisim仿真圖10所示電路，其仿真結(jié)果如圖11、圖12、圖13所示。

3 結(jié)論

本文使用Multisim既展示了模擬電路基本知識(shí)，又展示了模擬電路知識(shí)中的前沿學(xué)科內(nèi)容，既增強(qiáng)本科生學(xué)習(xí)模擬電路知識(shí)的興趣，又讓大學(xué)生感受到所學(xué)知識(shí)可實(shí)現(xiàn)前沿學(xué)科研究，從而可激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張麗萍.Multisim仿真在模擬電路課堂教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技展望，2015，8：181.

[2]陸世鵬.Multisim在模擬電路教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2012，8（23）：5651-5654.

[3]侯亞玲.基于Multisim10_0的模擬電路仿真分析[J].電子設(shè)計(jì)工程，2015，23（23）：177-178.

[4]柴萬東.使用multisim10仿真軟件提高模擬電路教學(xué)質(zhì)量[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，31（11）：19-20.

[5]Bao Bocheng，Yu Jingjing，Hu Fengwei，Liu Zhong.Generalized memristor consisting of diode bridge with first order parallel RC filter.International Journal of Bifurcation and Chaos，2014，24（11）：1450143-1-4.

[6]J.Kengne，A.Nguomkam Negou，D.Tchiotsop.Antimonotonicity，chaos and multiple attractors in a novel autonomous memristor-based jerk circuit.Nonlinear Dynamics， 2017，DOI：10.1007/s11071-017-3397-1.

[責(zé)任編輯：田吉捷]