multisim仿真软件在模拟电路课程教学中的应用

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1、Multisim仿真软件在模拟电路课程教学中的应用  摘要:模拟电路是一门难度较大的电子类基础课,具有理论复杂,概念抽象和实验操作难度大等特点,因此在教学上存在较大困难。仿真对理论教学可以起到非常好的辅助作用,文章探讨了Multisim电路仿真软件在模拟电路教学中的应用,并以稳定工作点放大电路为例介绍其优点和待讨论的问题。  关键词:模拟电路;计算机辅助教学;Multisim仿真软件;实验操作  中图分类号:TN709文献标志码:A文章编号:1006-8228(2016)12-95-02  Abstract:Analog

2、circuitisabasiccourseofelectronics,withthecharacteristicsofcomplextheory,abstractconceptanddifficultoperationinexperiment,therefore,thereisgreatdifficultyinteaching.Simulationscanplayaverygoodroleinsupportofthetheoryteaching;thispaperdiscussestheapplicationofMult

3、isimcircuitsimulationsoftwareintheteachingofanalogcircuit,andtakingtheamplifiercircuitofstableoperatingpointasanexample,introducestheadvantagesofMultisimandtheproblemstobediscussed.  Keywords:analogcircuit;computeraidedinstruction;5Multisimsimulationsoftware;oper

4、ationinexperiment  0引言  在过去的二十年中,计算机辅助教学(ComputerAssistedInstruction,CAI)得到了长足的发展,并在很多教学实践,尤其是工科专业的教学中取得了成功的应用[1]。工科专业的课程教学中概念和方法通常都比较抽象复杂,并且往往需要实验的配合。然而,实验本身也有困难,而且某些实验还存在一定的危险,因此,工科专业的教学一直比较困难。连接理论教学和实验的桥梁是仿真,其优点是不需要实际的物理对象,而用计算机模拟,具有直观,操作方便和无危险等,比如Matlab和Labvi

5、ew等软件都取得很好的应用[2-3]。  作为电子类基础课程之一,模拟电路由于其涉及的理论基础难度大,逻辑性强,实验操作不易等问题,长期成为教学的难点[5],尤其是在没有很好的电路基础和物理基础的情况下,学模电是难上加难。无论是二极管和三极管的特性,基本放大电路,还是集成电路,其理论都非常不直观,需要从很多角度去看才能更好地理解。模拟电路实验有助于对理论的理解,然而,模拟电路的实验设计和实现非常耗费时间,而且要求熟练使用示波器、万用表等工具,这对低年级的本科生而言有很大的难度。电路仿真软件Multisim的出现,为理论和

6、实验之间由架了一座桥,在模拟电路的教学中起到了非常好的促进作用[4]。尤其是简单的工作界面,可以随意调整元件的参数,丰富的虚拟测量仪器库,使得该软件在越来越多的电路课堂教学中被使用。  本文首先对Mu5ltisim进行基本介绍,然后通过稳定工作点放大电路应用,说明如何通过仿真和理论结合,以加深学生的理解。  1Multisim的介绍及其在模拟电路中的应用举例  1.1Multisim的基本介绍  Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,目前使用比较广泛的是Multisim10

7、。其特点包括:界面友好,元器件和测量仪器丰富,以及分析工具强大等。  Multisim的工作界面非常简单实用,它还具有丰富的电子元器件库,且以实际元器件的名称命名,因此,使用Multisim中的芯片前必须要去了解这方面的资料,这对IT工作者是一个非常好的习惯。为了方便用户使用,元器件的参数还可以进行修改。另外,Multisim还具有强大的分析功能,包括:直流工作点分析,交流分析,瞬态分析,傅里叶分析等[4]。  1.2稳定工作点放大电路的应用举例  以模拟电路的非常典型的稳定工作点放大电路为例,其电路如图1所示,这里虽然

8、电路并不复杂,但如果想让学生在实验课中用分立元件搭出该电路,并且能顺利通过调试,需要很多时间,并且老师可能要逐个帮助调试,显然效率很低。  而通过Multisim,只需从元器件库中调出所需要的器件,输入相应的特性大小值,并通过导线连接,然后,加入信号源和示波器,就组成了仿真电路,如图2所示。运行后通过示波器就可以看到

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