multisim仿真软件在模拟电子课程理论与实验教学中的应用

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1、Multisim仿真软件在模拟电子课程理论与实验教学中的应用李勇伟张靓靓（新疆农业大学机械交通学院新疆农业大学经济与贸易学院）摘要：模拟电子技术知识点多，内容晦涩。本文首先介绍Multisim仿真软件，指出Multisim仿真软件界面简单，功能丰富，易学易用，因此有较强辅助教学的功能。文章又具体指出Multisim仿真软件在模拟电子课堂教学和实验教学中的应用，说明使用Multisim仿真软件搭建电路，能够直观和生动地展示枯燥的电子电路原理。在辅助电路分析上优势明显，并且将理论形象化，直观化，有助于学生进一步理解。关键词：仿真软件课程应用一、引言模拟电子技术是电

2、类相关专业应用性较强的基础课程，该课程既有抽象的理论分析又有具体的实践应用。传统的课堂教学很难对课程知识点进行直观形象地讲解，因此，学生难以理解和接受。实验环节中，学生更多的是机械地模仿实验指导书的操作流程，而不了解实验步骤的原因与目的，结果形成模拟电子技术课程的“难学”。随着计算机仿真技术和多媒体技术在教学中的普遍应用，拓宽了模拟电子技术课程的教学模式，利用Multisim仿真软件进行理论讲解时，构建仿真电路，对理论加以验证，能够使教学内容形象化。同时，课堂教学不再仅限于理论内容，而是理论与验证方法的结合，既丰富了教学内容，又让枯燥难懂的电子电路工作过程，形

3、象直观地展现在学生面前。通过实验课，一步步搭建仿真电路得到各支路与节点的参数，让学生在具体的实验操作中，对每一实验步骤的目的与原因了然于胸。因此，通过Multisim仿真软件辅助教学，能有效地提高学生参与学习的积极性，也有助于学生更好地掌握基本理论及相关应用。二、Multisim仿真软件简介Multisim仿真软件是美国NI公司基于Windows的电路仿真软件。该软件采用交互式界面，形象直观，操作方便，具有丰富的元器件库和品种繁多的虚拟仪器，同时具有强大的分析功能[1]。Multisim仿真软件提供的元器件包括现实元件和虚拟元件：现实元件是指给出了具体的型号，

4、它们的模型参数是根据该型号元件参数的典型值确定的；虚拟元件则没有给出具体的型号，其参数是根据这种元件各种型号参数的典型值确定，它的某些参数可以由用户根据自己的要求任意设定。该仿真软件还提供了种类繁多、方便实用的虚拟仪器的连接与操作方式和实验室中的实际仪器相似，使用比较方便。该软件包括电路原理图的输入方式和电路硬件描述语言的输入方式，非常适用于模拟电路的设计工作[2]。软件提供的电路分析手段主要包括：静态工作点分析、交流小信号分析、瞬态分析、灵敏度分析、参数扫描分析、温度扫描分析、传输函数分析、最坏情况分析、蒙特卡罗分析、批处理分析、噪声指数分析、射频分析等，能

5、很好地满足设计人员在模拟电路仿真中诸多方面的分析需求。通过使用元器件和虚拟仪器，以数字或图形的方式，直观显示放大电路输入与输出之间的关系，使理论内容形象化，也为模拟电子技术的教学与实践提供了方便。三、Multisim仿真软件在模拟电子课堂教学中的应用利用Multisim10仿真典型电路，将课堂教学中所要演示的电路工作情况以图形、表格或曲线显示出来，在此过程中，再不断地通过更改电路和参数，即时观察输出情况，使学生对电路的本质加深理解，取得事半功倍的教学效果。课余学生可以自己运用Multisim对所遇到的电路进行仿真，进一步理解电路的工作原理；还可运用Multis

6、im对电路的各种工作情况进行更深入的研究，促进学生自学能力和创新能力的提高。具体实例如：讲解三极管放大电路章节时，依次解析静态工作点，静态工作点变化对放大电路工作的影响。利用Multisim软件建立单管放大的仿真实验电路。（一）静态工作点分析在放置基本元件按钮处选择C4、C5、C6、R2、R3、R4、R5，放置源按钮选择V1，仪器仪表栏选择信号发生器XFG1，电压表XMM1、XMM4，电流表XMM2、XMM3，示波器XSC1，连接元器件，设置元件参数如图1所示。单击Simulate—Analyse—DCOperationgPoint得到静态工作点Q（Ic、Ib

7、、Ie，Vce=V(3)-V(1)），仿真分析结果如图2所示。通过理论讲解的公式，学生可以推算出静态参数，将参数与仿真结果比较，就能充分体会参数计算公式的由来与用途，结合三极管放大电路工作状态判断条件，可知该电路处于放大工作状态。图1单管放大仿真电路图2计算机仿真静态工作点（二）动态分析单管放大电路静态分析目的是判断电路的工作状态。要了解放大电路放大倍数、输出是否失真等还要进行动态分析。理论课程中提到的静态工作点位置会影响到输出信号，这些知识，学生仅通过图片还无法完全清楚。理论讲解后，运行单管放大仿真电路。图1中的放大电路输入信号由函数信号发生器XFG1提供，

8、双击XFG1，将信号频率设置为1kHz