Multisim軟件電子線路仿真實驗的優(yōu)勢

王冠軍 姬冠妮

摘 要 目前在我國高校物理電路實驗教學中，主要采用兩種實驗方法，一種是將實物元器件直接應用于試驗箱中搭建線路，這種實驗方法可以鍛煉學生的動腦動手能力，但缺點也很明顯，需要消耗大量的高質(zhì)量設備，浪費資源，而且需要消耗大量的時間，效率不高。另一種方法就是我們今天主要探討的方法，通過計算機Multisim軟件來模擬仿真實驗。這種方法仿真程度較高，可以模擬初中級電路教學實驗，相對于前者，這種實驗更加經(jīng)濟環(huán)保，且效率之高是前者無法比擬的。

【關鍵詞】Multisim軟件 電子線路 模擬試驗

隨著進入21世紀，計算機技術快速發(fā)展，計算機改變了我們的日常生活方式，工作、學習、娛樂都已離不開計算機，計算機也成為了我們?nèi)粘＋@取信息的主要途徑之一。相對于日常生活，在科學實驗領域，計算機實驗技術也得到快速普及，將Multisim軟件通過計算機技術應用于高校電子線路模擬仿真實驗中去，能解決許多高校電子類專業(yè)在日常實踐教學中的諸多難題，同時，對于學生動手能力，創(chuàng)新能力，分析能力也起到了不可代替的作用。下面我們就簡單描述Multisim軟件在模擬電子線路試驗中的情形。

1 Multisim軟件介紹

Multisim軟件是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。

工程師們可以使用Multisim軟件交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。Multisim軟件提煉了SPICE仿真的復雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計，這也使其更適合電子學教育。通過Multisim軟件和虛擬儀器技術，PCB設計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設計和測試這樣一個完整的綜合設計流程。

2 Multisim軟件特點

（1）以Windows操作系統(tǒng)為基礎，交互式界面，既直觀又操作方便。

（2）軟件中的元器件庫提供當今社會主要使用的上千種元器件，滿足大多數(shù)電子線路實驗需求，同時支持擴充元器件功能，庫中的元器件參數(shù)模擬程度極高，可以從生產(chǎn)廠商的參數(shù)手冊中查到。因此，使用Multisim軟件做電子線路實驗，模擬程度與現(xiàn)實實驗沒有差別。

（3）軟件中的儀器表種類豐富，既有一般實驗室使用的一般儀器表，如萬用表、直流電源、函數(shù)信號發(fā)生器等。也有一般實驗室沒有的儀器表，如字信號發(fā)生器、失真儀、波特圖儀等。

（4）兩種輸入方式，既滿足用戶使用電路原理圖形輸入方式，又滿足用戶使用電路硬件描述語言輸入方式。

（5）電子線路分析能力十分強大。包含交直流靈敏度分析、電路零極點分析、噪聲分析、失真分析、頻域分析、時域分析、穩(wěn)態(tài)分析、交流分析、直流靜態(tài)分析等。

（6）軟件具有非常豐富的幫助功能，用于幫助用戶自學，軟件不需要單獨請教師授課就可以輕松學習。軟件的幫助系統(tǒng)不僅擁有自身軟件的操作使用說明，還有元器件的語音解讀功能，使用戶能夠更輕松、快速、直觀的應用軟件，達到電子線路實驗的目的。

（7）軟件具有設計、測試、演示實驗多種功能。如模擬電路、數(shù)字電路、接口電路等。

而且可以對模擬電子線路實驗設計各種故障，如開路、短路、漏電等情況，從而更加真實的模擬各類電子線路實驗。

3 Multisim軟件電子線路仿真實驗的優(yōu)勢及意義

傳統(tǒng)高校電子線路實驗都是在實驗室中進行，每一次實驗都要消耗大量的時間、人力、物力。目前，我國大多數(shù)高校實驗資金匱乏，這就導致了在進行電力線路實驗中實驗項目和實驗數(shù)量的嚴重不足，不能滿足學生日益增長的知識需求，教學效果不理想。通過引進美國的Multisim軟件在計算機中的應用，可以很好的解決上述問題，相對于傳統(tǒng)教學而言，新的教學方法具有以下四方面的優(yōu)勢和意義。

3.1 節(jié)約電子線路實驗成本

相對于傳統(tǒng)教學實驗，Multisim軟件計算機模擬仿真實驗幾乎是零成本的，甚至實驗室都不用搭建，完全可以在機房進行。不用采購實驗需要的各種儀器和元器件，這在很大程度上節(jié)約了開支，對于一些比較難買到的儀器和元器件，軟件當中也是應有盡有，可以說，Multisim軟件計算機模擬仿真實驗的引入，解決了絕大高校實驗經(jīng)費緊張的問題。

3.2 保障學生安全

電子線路實驗由于要接觸電流電壓，如果在實驗中因為操作不當，不僅實驗結果數(shù)據(jù)不準確，浪費時間和精力，更重要的是儀器的損壞，甚至會發(fā)生人員傷亡的情況，對國家和高校都是十分嚴重的損失。而Multisim軟件計算機模擬仿真實驗的應用，從根本上杜絕了上述情況的發(fā)生。

3.3 完成復雜實驗

傳統(tǒng)電子線路實驗，由于受資金和儀器元器件的限制，實驗單一，一些復雜的科學實驗無法進行，學生很難通過電子線路實驗掌握更豐富的知識。通過Multisim軟件計算機模擬仿真實驗的應用，很多實驗室沒有的儀器和元器件在軟件中都可以找到，幫助學生完成復雜的科學實驗，掌握更多相關知識。

3.4 增強學生創(chuàng)新能力

Multisim軟件計算機模擬仿真實驗的應用，最重要的是實驗不受儀器和元器件的限制，傳統(tǒng)實驗中沒有儀器就無法進行實驗。通過對Multisim軟件模擬儀器和元器件的應用，可以開發(fā)學生的創(chuàng)新能力，徹底顛覆傳送實驗不敢做不敢想的落后觀念。

4 結束語

在高校電子線路實驗教學中，我國發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學生對實驗教學產(chǎn)生了濃厚興趣，有強烈的學習動機。但傳統(tǒng)的電子線路實驗教學由于受到實驗資金及實驗室儀器和元器件的種類限制，很多實驗不能進行，這在一定程度上影響了學生對科學實驗的積極性。電子線路實驗直接接觸電流電壓，有時候甚至會發(fā)生人員傷亡的慘劇。通過對美國Multisim軟件在計算機模擬仿真實驗這一歷史性的舉措，從高校來講，徹底解決了資金困難的難題，對于學生安全也起到了保護作用。而學生可以通過軟件中涵蓋的上千種元器件及一般實驗室沒有的儀器，進行各種電子線路模擬仿真實驗，不再受到限制，給學生無限的創(chuàng)新空間。可以說，Multisim軟件的應用，對于提高高校實驗教學質(zhì)量，培養(yǎng)高科技技術人才都起著舉足輕重的作用。

參考文獻

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作者單位

西安交通工程學院 陜西省西安市 710300