Multisim在模拟电子技术课程教学中的应用

朱勤

摘 要：文章简单介绍了Multisim仿真软件的功能，并通过具体的电路，阐述Multisim在模拟电子技术理论教学、实验教学和课程设计中的应用。运用Multisim仿真软件对模拟电路进行实时仿真，克服了传统教学的不足，提高了模拟电子技术课程的教学质量。

关键词：Multisim；模拟电子技术；仿真

模拟电子技术这门课是高等院校通信、电子信息、应用电子各专业的一门专业核心课程，具有实践性、应用性强的特点。学生能否掌握好模电将直接影响到他们后续课程的学习。由于不能搭建具体的实际电路，教学效果不是很好。而实验教学由于受实验条件的限制，学生实践机会有限，对基本概念和基本分析方法缺乏直观的认识。Multisim软件为模拟电子技术课程教学提供了一个实用的工具，通过Multisim软件对电路进行仿真、演示，使理论教学、实验教学和课程设计的内容更加生动使学生对模拟电子技术理论的理解更加深刻。

1 Multisim简介

Multisim是美国国家仪器有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具。主要用于模拟/数字电路板的设计工作。它能够实现电路原理图的搭建、电路硬件描述语言输入方式、自定义虚拟仪表，能够实现大部分的功能电路的仿真和实现。

2 Multisim在理论教学中的应用

在传统的教学模式中，通过板书和画图的形式是一个静态的画面，学生学习起来比较抽象，无法做到从静到动的转变。而使用Multisim软件，可以搭建一个动态的仿真电路，在此电路中可以对电路中所有点的实际状态进行实时的测量并显示。从而将一些抽象的理论分析变为直观的可见的实验现象。

例如晶体三极管特性是模拟电子技术中最重要的知识点之一，内容很抽象也不容易掌握，学生普遍没有学习的积极性。为了能有效地提高学生学习的主动性，在三极管特性分析的教学中采用Multisim仿真。在这个案例中，我们使用IV分析仪，IV分析仪是测试半导体器件特性曲线的仪器，等同于现实的晶体管特性曲线测试仪。在仿真过程中，选用了三极管2N3392，安连接提示与IV特性测试仪图标输入端连接。屏幕下边最左一格显示基极电流的第1条曲线（红色），中间一格显示读数指针的坐标，右边一格显示基极电流的第1条曲线与读数指针交点的纵坐标。继续向右拖，左边一格显示不变，中间一格和右边一格显示数据则不断变化。如图1所示。

用鼠标单击下数第2条曲线（绿色）。可以看到左边一格显示变为I-b（2m），中间一格不变，右边变为117.903mA。再单击第3条曲线（蓝色）。左边一格显示变为I-b（3m），中间一格不变，右边变为153.743mA。依此即可得到特性曲线每一点的读数。在仿真过程中，学生会比较容易看出特性曲线的特点，通过这样的仿真，学生会更加有兴趣。

为了研究负反馈对放电器性能的影响，可通过反馈回路中的控制开关来研究负反馈的作用。例如研究负反馈对电路放大倍数的影响，在输出端接万用表测试并计算电压放大倍数。无负反馈作用时，负载为1.5kΩ，输出电压为1.012V，放大倍数为1.012V/3mV，即337；负载无穷大时，输出电压为339.975mV，放大倍数为113。有负反馈作用时，负载为1.5kΩ，输出电压为31.072mV，放大倍数为10.36；负载无穷大时，输出电压为29.467mV，放大倍数为9.82。从这组数据中，学生可以比较清楚和直观的分析出，负反馈在牺牲一定的放大倍数情况下，能提高增益的稳定性。学生可以自主的改变其中某些参数，观察电路输出的变化，从而更深入的理解电路的工作原理。将教师黑板上的推导过程，变成学生自主操作软件，产生一系列直观可见的参数变化，对学生来说更有学习兴趣，达到更好的学习效果。

3 Multisim在实验教学中的应用

在实验教学中，经常会出现实验仪器损坏，过于陈旧而影响实验结果的现象。现在将仿真软件Multisim引入传统实验项目，可以很大程度上弥补传统实践教学中的不足。在一些实验中，可以使用仿真软件进行电路仿真、调试，优化电路结构和参数，以得出最佳、最优的电路设计方案，再通过实际实验增强实际动手能力，积累设计、调试等方面的实践经验。

4 Multisim在课程设计教学中的应用

模拟电子技术课程设计是学生学完模拟电子技术理论和实验课程之后进行的一项实践环节，是模电课程的重要部分，它包括课题选择，电路设计、安装、焊接、调试和编写总结报告等实践内容，培养学生工程实践基本技能。传统的课程设计过程开发周期长、耗材、费力，而结合Multisim 仿真软件，使学生设计的电路先模拟调试成功后再组装实际电路，既缩短了开发周期，又可以避免在传统设计中的元件损耗。课程设计是学生能力素质的综合演练，也是对教学效果的检验，根据学生的不同学习程度给出有难度层次的设计题目，对培养学生的工程实践的观点大有裨益。

[参考文献]

[1]张新喜，许军，王新忠，等.Multisim10电路仿真及应用[M].北京：机械工业出版社.2010.

[2]金薇，邵立群，等.模拟电子技术项目教程[M].北京：清华大学出版社.2013.