基于Multisim的電子線路課程的教學改革

季麗琴

(蘇州健雄職業技術學院 電子信息學院， 江蘇 太倉， 215400)

0 引 言

Multisim是一款以Windows為基礎的仿真軟件，它適用于模擬電路或數字電路的設計，具有豐富的仿真分析能力，具備以下優勢[1-4]。

(1)元器件庫有萬余種的電路元器件，有力地支撐了相關的仿真實驗；

(2)虛擬儀器完備，不但包含了如萬用表、直流電源等常用儀器，還具有邏輯分析儀、探針等各種儀器；

(3)能設計各類電子線路、檢測與演示，可以對電路設定故障，并在故障設定的情形下觀察電路的工作情況。Multisim軟件使用方便，調用元器件快捷，能快速高效地設計電路并對之驗證。

1 電子線路課程傳統教學模式的問題

電子線路課程是高職電子信息類專業的一門基礎課程，包含模擬電子技術和數字電子技術二部分內容，是一門理論性極強，知識點極其抽象的課程。對于絕大多數學生來說，這是一門極其難學的課程，很多學生對其具有畏難心理。傳統的電子線路課程教學存在以下問題：

(1)教學模式單一，依靠理論講解讓原本枯燥的理論知識點變得更加枯燥；

(2)電子線路的實驗教學多依賴電路實驗箱的搭接，實驗箱中的電路種類和數量都是有限的；

(3)實驗箱中的電路模塊固定，容易限制學生自主發揮的空間，不利于學生自主學習與自主創新。

2 電子線路課程的教學改革

為解決以上問題，本文提出利用Multisim虛擬仿真軟件改革電子線路課程的實驗教學，改變傳統的抽象又單一的教學模式，從而提高學生的學習積極性，增強學生對于理論知識點的吸收。其教學改革的思路如圖1所示，假設已給定一定的電路，先對其進行理論分析，讓學生對給定電路的工作原理有一定的印象。然后基于Multisim仿真平臺搭建起相關電路，并進行測試，最后將理論分析值與仿真測試值進行比較，從而鞏固所學的知識點。

圖1 電子線路課程教學改革思路圖

2.1 電路的理論分析

下面以固定偏置共射放大電路為案例，闡述教學改革思路。

固定偏置共射放大電路如圖2所示，假設RB=300 KΩ，RC=4 KΩ，VCC=12 V，rb=300 Ω，β=74。三極管為硅管，要求用估算法求出靜態工作點和電壓放大倍數AU。

圖2 固定偏置共射放大電路

根據題意，靜態工作點的求取需要畫出固定偏置電路的直流通路，如圖3所示。分析可得：

2.96 mA，UCEQ=VCC-ICQRC=160 mV.

圖3 直流通路

電壓放大倍數AU的求取則需要畫出固定偏置電路的交流通路，如圖4所示。

圖4 交流通路

分析可得：

2.2 基于multisim的電路搭建

根據圖3所示，在虛擬仿真平臺上搭建固定偏置電路的直流通路的仿真圖，如圖5所示，其中，萬用表XMM1測量IBQ的值，萬用表XMM2測量的是UCEQ的值，萬用表XMM3測量的是ICQ的值。

圖5 直流通路仿真圖

在直流通路仿真圖的基礎上，增加1 mVpk 1 kz的輸入信號及兩個10 uf的耦合電容， 并調用示波器觀察輸出電壓波形。如圖6所示。

圖6 固定偏置電路交流信號仿真圖

2.3 基于multisim的電路仿真測試

2.4 理論分析與仿真測試的對比

將理論分析得到的數據和實際仿真測試得到的數據進行對比，發現存在誤差。通過這樣的對比，激發了學生的興趣，提高了教學效率和質量。

圖7 輸入輸出波形圖

3 結束語

傳統的電子線路課程的教學是單調的、抽象的、不直觀的，學生學習比較吃力，教師教學難度大，再加上實驗設備更新慢、價格高且模塊電路固定化、極易損壞等，導致了電子線路教學的效果差。為了改變這一現象，本文提出基于Multisim虛擬仿真軟件改革電子線路課程的教學方法，通過理論分析加虛擬仿真雙管齊下、理實一體的方法，使單調乏味的課堂教學變得生動有趣，利用Multisim直觀簡便的特點，讓學生較好地掌握所學知識點，從而提高教學質量。