基于Multisim和Authorware的電路與電子技術仿真實驗平臺設計

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摘要：基于Multisim和Authorware軟件設計實現了電路與電子技術仿真平臺。通過Multisim軟件對電路分析基礎、數字電子技術、低頻電子線路和高頻電子線路中的各種功能電路進行設計，通過Authorware軟件對該仿真平臺進行交互界面的開發，通過簡單的操作即可實現基礎電路及綜合電路的功能驗證及仿真波形的可視化，并可通過修改電路參數來觀察和分析不同參數設置對電路的影響。

關鍵詞：Multisim；Authorware；仿真實驗；平臺設計

中圖分類號：TP319；TN791 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）33-0277-02

一、前言

電路與電子技術課程包括電路分析基礎、數字電子技術、模擬電子技術（低頻電子線路、高頻電子線路）作為電類專業的重要專業技術基礎課，在專業課程體系中起到承上啟下的作用。本文將以電路與電子技術基礎實驗課程體系作為出發點，通過“以實驗引導理論的提出，以理論解釋實驗的結果，以實驗加深理從根本上完善電路與電子技術實驗教學體系，提論的應用”三步走實現實驗與理論的有效結合。

二、實驗教學“三步走”的提出

本文是以電路分析基礎、數字電子技術、模擬電子技術（即低頻電子線路、高頻電子線路）課程的實驗教學為對象，通過“以實驗引導理論的提出，以理論解釋實驗的結果，以實驗加深理論的應用”三步走實現以上課程的實驗教學體系改革和平臺建設。引導性實驗通過主要仿真實驗平臺實現，解釋性實驗主要通過實際實驗操作實現，綜合性實驗通過仿真實驗平臺設計、實際實驗操作實現。

三、仿真實驗平臺設計

設計首先針對電路分析基礎、數字電子技術、低頻電子線路、高頻電子線路中的典型電路及其應用進行仿真開發。按照課程體系，四門課程開發的仿真實驗項目安排如下[1-4]：電路分析基礎仿真實驗平臺實驗項目包括歐姆定律、基爾霍夫定律、電阻電路、電路定理、RLC電路、三相電路及典型應用電路；數字電路仿真實驗平臺實驗項目包括基本門電路、組合邏輯電路、觸發器、時許邏輯電路、脈沖發生與整形電路、數模轉換及典型應用電路；低頻電路仿真實驗平臺實驗項目包括基本放大、集成運放、功率放大、負反饋放大、信號處理、波形發生及典型應用電路；高頻電路仿真實驗平臺實驗項目包括小信號放大、功率放大器、正弦波振蕩、調制與解調、變頻及典型應用電路。

四、基于Authorware的仿真平臺開發

Authorware的交互功能是通過交互圖標來實現的。顯示圖標首先建立起交互環境，通過設置背景、歡迎詞得到如圖1所示的入口界面，在這里歡迎詞設置成從右側移動進入，并利用等待圖標設置當交互功能完成后暫停，以詢問用戶是否進入下面的內容，并可利用“GoTo（IconID@"目錄"）”命令實現子頁面向主頁面的返回操作，平臺主界面如圖2所示。

五、仿真電路設計與仿真

由于該平臺涉及的電路類型和數量較多，在這里只選取仿真實驗平臺中的高頻綜合電路進行展示。如圖3所示，為通信系統語音信號的調制與解調電路，其核心元件為乘法器和AD380，雙擊麥克風可進行錄音報訊，通過四蹤示波器可觀察輸出波形，其中A通道（上方黑線）為輸入信號，B通道（中間波形）為調幅信號，C通道（下方紅線）為解調信號，如圖4所示，圖為敲擊麥克風時的輸出波形。仿真平臺可隨意修改參數，以觀察實驗現象。

六、結論

以極具代表性的理論為切入點，開設的引導性實驗項目，通過簡單搭接觀察實驗現象，引出相關理論并詳細說明。以對理論驗證的目的為切入點，設置以驗證性為主的解釋性實驗項目，通過調整實驗參數及其實驗現象的分析，實現對理論知識的消化及總結。以核心電路功能為切入點，選設的綜合性實驗項目，通過軟、硬件平臺的有效結合，進一步強調學生的自主設計能力。通過以上過程，實現了“以實驗引導理論的提出，以理論解釋實驗的結果，以實驗加深理論的應用”三步走。

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Platform Design of Simulation Experiment in Circuit and Electronic Technology Based on Multisim and Authorware

ZHOU Wei，YU Bo

（College of Electronic Science，Northeast Petroleum University，Daqing，Heilongjiang 163318，China）

Abstract：The paper introduced a platform design of simulation experiment in circuit and electronic technology based on Multisim and Authorware. It designs various function in basic of circuit analysis，digital electronic technology，low frequency circuit and high frequency circuit by Multisim，and also designs interactive interface of simulation platform by Authorware. It can realize the functional verification of basic circuit and integrated circuits，and it can realize the simulation visualization by simple operation. We can observed and analysed the effect through different parameter settings.

Key words：Multisim；Authorware；simulation experiment；design of platform