实验教学中基于Multisim仿真软件的应用

任小军 付晓辉 陈福彬

摘 要：电子技术的发展要求高校对电工电子类实验课教学进行改革。在传统实验教学中引入仿真实验是一个很好的方法。利用Multisim的快捷、准确、易操作等特点，合理安排仿真实验项目，可以提高实验教学与理论教学的质量。本文探讨Multisim仿真实验教学的一些方法和作用。

关键词：Multisim软件;仿真实验;实验教学;电工电子实验

1 概述

以电路分析，模拟电路，数字电路这三电课为主要内容开设的电工电子类实验课程，是大多数理工科各专业必修的基础课程。其任务是为学生后续专业课知识的学习作好准备，并为训练良好的操作技能、建立工程概念、分析问题和解决问题的能力打下良好基础。

目前EDA技术已应用于电子系统的方方面面，Multisim软件是用于电子电路设计、仿真、分析、制版的一款优异的软件，利用Multisim软件快捷、方便及易学易用的优点，在实验课中合理安排仿真实验，将对理论课教学，实验教学都会起到很好的辅助作用。提高学生学习兴趣，提高学习效果。

2 Multisim的特点及实验教学中的辅助作用

Multisim具有丰富的元件设计数据库，丰富的仪器仪表，各种分析方法，界面直观友好，简单易学，操作方便的特点。以模拟电路中基本放大电路实验为例进行验证。

2.1 静态分析 通过调整Rw改变静态工作点，用示波器观察最大不失真输出电压波形（见图1）、截止失真（见图2）、饱和失真（见图3）。观察输入与输出相位（见图4）。

用万用表分别测出UBQ、UEQ、UCQ静态工作点（见图5）。ICQ、IBQ、UCE、β值（见图6）。

2.2 动态分析 用万用表（或示波器）测出输入电压Ui，与输出电压Uo，计算出放大倍数Au。

用万用表（或示波器）测出输入电阻Ri，输出电阻Ro。

用波特图仪观察测量幅频特性（见图7）。

图1  最大不失真输出波形         图2  截止失真输出波形

图3  饱和失真输出波形         图4  输入输出相位比较

图5  静态工作点测量          图6  静态参数测量

图7  波特图分析幅频特性      图8  AC分析幅频相频特性

此例分析应用了多种仪器仪表，虽为仿真，但仪表的测量过程，实验的操作过程、步骤与实物实验无二。在熟悉了软件的基础上，还可以应用其它的测量方法，其它的分析方法仿真此例，将其结果进行比较。在数字、电路实验仿真中也是如此。利用这种典型范例的仿真分析法在实验教学中，对理论课知识点的学习及实物实验的顺利进行都将起到事倍功半的良好效果。

3 仿真实验与实物实验的关系

仿真实验扩充了实验的时间、空间和内容，学生不必局限在实验室，只要有软件，在任何一台电脑上都可以拥有一个装备齐全的个人实验室，可以根据自己的任何想法完成设计、运行、测试、分析及制版。

实物实验实际动手完成电路的搭接，接触到元件的封装，调整仪器仪表，设定实验参数。对实验电路中存在的问题进行分析和解决，这种操作技能也是仿真实验不可替代的。

比如在实验的预习阶段，实物实验开始前，选用模拟电路、电工电路、数字电路的典型范例应用仿真。使学生熟悉信号源、万用表、示波器、毫伏表、逻辑分析仪、逻辑转换仪的使用。使学生掌握对电路的各种分析方法。如：瞬态分析、直流分析、交流分析、失真分析等方法。利用仿真实验的方便快捷，准确等特点，使学生了解实验的完整过程，并且仿真实验准确而有兴趣，使同学们有了完成实验的自信。与实物实验过程加以对比，实验教学的效果是非常显著的。

4 結束语

Multisim仿真是实验教学的一种很好的辅助手段，它有很多优势，弥补了实验室的不足，有效地延伸了实验的时间空间，丰富了实验内容，对更新实验教学方法，辅助理论教学，提高学生的学习兴趣，改善实验教学效果都起到了促进作用。

但仿真实验毕竟是仿真，不能完全替代实物实验。要合理安排两者的比例，把不易实现、不易观察的内容进行仿真，实物实验与仿真两者相互促进，以达到最佳教学效果。

参考文献：

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