电路仿真软件范文

导语：如何才能写好一篇电路仿真软件，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

电子设计正朝向自动化方向发展，使电路设计教学中开始采用一些虚拟设备，通过仿真分析使原本抽象的教学内容更为直观。电工电子实验教学中引入了电路仿真软件，可以使电路设计更为直观，且有助于教师在教学中针对设计电路进行分析，以提高学生对设计电路的理解能力。

1 Multisim 仿真软件是电子类课程教学中的常用软件

在众多的电路仿真软件中，Multisim 仿真软件是较为常用的，主要在于其操作方便，且电路的仿真分析能力很强。具体操作中，Multisim 仿真软件可以在Windows基础上配备虚拟测量仪器，将电路原理图输入软件操作平台上，就可以启动仿真软件进行仿真教学了。很多开设电子类课程的学校都逐步引进了Multisim 仿真软件，仿真电路在电脑显示器上清晰地呈现出来，不仅激发了学生的学习兴趣，而且还让学生的实践操作能力得到了训练，大大地提高了电工电子教学效率。

2 Multisim软件简述

Multisim软件是Electronics Workbench（简称：EWB）的升级版。作为仿真设计软件，主要用于电子电路的设计，其仿真功能是非常强大的。目前所普遍使用的Multisim软件为Multisim 12.0，与其他的仿真软件相比，Multisim的功能性更强，在虚拟操作中，软件可以提供电路元器件达几千个，还可以提供各种电路设计中所使用的虚拟仪器，包括信号发生器、万用表以及示波器等等，而且这些电路元件和虚拟仪器的图形与实物具有很高的相似性。操作功能上，Multisim软件可以对所设计的电子电路进行演示，对电子电路的操作情况进行测试，且能够设计所需要类型的电路诸如，数字电路、基础电路、射频电路、微控制器电路、接口电路等等。设计者在进行电路设计的时候，可以将Multisim所提供的虚拟元器件利用起来进行电路设计，并将所选择的各种设备连接起来。电路就通过计算机绘制出来。当电路设计完毕之后，还要对各种元器件的参数进行确定，还要测试元器件的性能指标。从电子类课程教学的角度而言，由于Multisim操作简单，学生在短时间内就可以进行基本操作。由于操作简单且仿真软件所涉及的电路直观性较强，因此而在电子类教学中广泛使用。

3 电工电子试验中电路仿真软件的应用

3.1 学生应用Multisim 软件绘制电路仿真图

电工电子试验教学中，以试验教学为主，将理论教学内容融入到实验教学中，以提高学生的理论应用能力。学生应用Multisim 软件绘制电路仿真图，在计算机上启动Multisim 软件，根据试验内容将实验电路绘制出来之后，选择所需要的虚拟电子元器件配备到电路中，并进行仿真操作和测试，将实验结果记录下来。对电路的仿真测试合格之后，学生课可以利用实物将与虚拟电路相同的实际电路构建起来，对电路进行调试，并将调试结果详细地记录下来。在实验操作总，还要仔细观察实际电路的运行状态，以及所获得的运行结果，采用对比分析法对虚拟电路的方针结果与实物运行中所获得的结果进行比照。由于虚拟仿真电路所连接的元器件以及各种仪器设备都是处于理想运行状态，因而虚拟电路和实际电路的运行结果会存在一定的误差。如果误差范围没有超过规定的范围，这个试验操作所获得的结果就是有效的。在电工电子试验中，采用电路仿真软件进行仿真操作，实现了电子类课程的理论教学与实际教学的有效结合，而且还使试验结果更为清晰，加之学生亲自参与虚拟仿真试验，学生对相关理论知识通过试验得到了验证，不仅可以提高电工电子实验教学的质量，还使学生的学习积极性被激发起来。

3.2 Multisim 软件仿真试验的动态观测

对Multisim 软件仿真试验进行动态观测，以流水灯实验为例。

使用Multisim 软件所设计的电路为自行振荡电路和显示器对各种电路轮流显示。按照规定的设计内容，流水灯电路设计需要使用的器具包括四位二进制计数器、译码器、LM555、发光二极管显示器8个。其中，四位二进制计数器是将74IS163连接成为二进制的计数形式。使用指示灯监测其对74IS163的计数进行检测。将三个指示灯接入到地址控制端，使能端都处于使能状态。输出端所连接的是发光二极管显示器，共8个，都连接在LED显示管的负极上。当进行仿真调试的时候，可以看出三个指示灯都按照三位二进制数进行计数发光。与此同时，还将LED显示管依次点亮。当两边的灯都亮起来的时候，就现实译码器5处于低电平状体的时候，所连接的发光二极管就会亮起来，这就可以证明电路设计是有效的。

4 总结

综上所述，计算机技术的发展，人们的生产生活方式都发生了变化。为了促进教学与实践有效结合，一些学校在电工电子实验教学中使用了电路仿真软件，以使学生可以在实验室模式实验，不仅可以激发学生的学习积极性，还能够激发学生对知识探索的兴趣。Multisim软件是电子类实验教学中的常用工具，由于操作简单，学生能够利用软件自主设计电路，由此而使得学生的操作能力得以增强。

参考文献

[1]吴根忠，李剑清.基于 Multisim的电工学虚拟实验教学[J].实验室科学，2011，14（03）：19-21.

[2]姜凤利，朴在林，王义明，等.电工与电子技术课程网络教学研究与实践[J].沈阳农业大学学报（社科版），2013，15（02）：196-199.

篇2

关键词：机电一体化 教学 仿真 PROTEUS

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）08（a）-0135-02

“机电一体化技术”课程是机械制造及其自动化和机械电子工程等专业的一门专业必修课，因此，学好该课程能为学生毕业后择业打下良好基础。而该课程的微机控制部分和检测部分是以单片微机（MCU）接口技术为核心的实践性很强的学习环节，因此，本课程需重点强化人机、机电、计测等环节的实践教学内容，结合仿真软件能够使学生充分掌握单片微机接口系统的电路设计和仿真方法，是提高机电专业教学质量和培养机电工程开发型人才的一个重要内容。

1 课程教学环节中存在的问题

目前，涉及“机电一体化技术”课程中微机接口控制方面的核心教学环节是接口电路设计与程序设计，微机控制系统设计内容贯穿于课堂教学、课程实验、课程设计及毕业设计等教学环节中。而在这几个方面都不同程度存在一些问题。

1.1 课堂理论教学

在课堂教学中，主要介绍微机系统中的片内资源及典型接口电路。传统教学中，机电专业学生一开始接触这些知识点时，知识体系抽象，学习起来不好理解、费力，而且单片微机内部资源的应用、接口和程序运行过程等没有有效直观的展示和表现，仍然停留在云里雾里的阶段，甚至有些学生在学习完该内容后，还不知道各类中断服务程序是如何被执行，其主要原因是缺乏有效的演示方法。

1.2 课程实验与课程设计

在课程实验和课程设计中实践环节，大多数学校都会采用单片机实验箱（台）来完成实验内容，并且主要完成一些验证性实验，实验过程单一，主要的硬件连接以及主程序都是现成的，学生要完成的任务就是：上电后做一些简单连线，下载固件程序，记录实现结果。学生完成若干实验后，对电路实验中所使用的硬件电路，芯片间的关系以及程序流程内容并不怎么了解，并没深入掌握其本质内容，所以当学生初次接触实验箱（台）时，一旦接错线或电路出现问题时，非常容易造成实验设备的损坏。另外，在使用单片机实验箱（台）时，一旦出现不能远行的实验问题，原因查找更为困难。由于实验箱（台）系统比较复杂，维护也很困难，难以对损坏的部件维修，只能更换设备，会带来费用上的增加。

1.3 毕业设计

常规的毕业设计流程是：对机电系统进行总体规划和设计，并按照自己的设计方向（如机械结构部分、电控系统部分、系统控制软件部分）细化设计内容。对于电控系统设计方向题目，一般根据机电系统的各个功能模块，首先设计出整体理论电路原理图，并以该电路为参考，购买元器件；其次，按照电路原理图在面包板上进行电路搭建，最后，把写好的程序用编程器下载到单片微机实验板上运行调试。在实际操作过程中，由于学生电路设计和实践经验很少，会出现各种各样的问题，如电路设计的缺陷、电路搭建过程中出现的漏焊、错焊以及元器件的故障问题，都会给设计过程带来很大的麻烦，因此，有必要寻找一种简单有效的工具来解决这些问题，PROTEUS仿真软件的出现能够为毕业设计过程带来有效的帮助。

2 PROTEUS仿真软件

伴随着计算机软、硬件技术的发展，各种仿真系统为实际应用系统的设计与开发提供了有力的保证，极大的节约了人力和物力。在以往的MCS51系列、PIC系列、ARM系列单片微机学习、单片微机系统的设计开发中，常用的软件主要有Keil C51、Wave 等相应的专用开发软件。对于Keil C51软件来说，主要是进行MCS51单片微机控制软件的编译调试，Wave可以进行软件仿真，也可以在系统板上调试，并需要有相应的仿真器而且需要先设计出系统目标板才行。而能仿真微处理器的软件PROTEUS，是目前能够很好的进行单片微机及器件仿真的工具。

PROTEUS仿真软件的功能特点如下：

（1）符合单片微机软件仿真系统的标准，可以仿真的单片微机包括目前常见的MCS51系列、MicroChip PIC系列、AVR系列和ARM7等。并支持微机系统开发过程中所使用的大量存储器件和和接口芯片。

（2）仿真基于PROTEUS，能进行模拟电路分析、数字电路仿真、混合信号分析及频率信号分析等电路分析。

（3）提供虚拟示波器、逻辑分析仪、信号发生器、计数器、电表及虚拟终端等虚拟仪器仪表供选用，方便对仿真电路的虚拟测试分析。

（4）利用该软件还可以方便的进行电路原理图（SCH）的绘制和印刷电路板（PCB）的设计。

（5）PROTEUS能和Keil C51无缝集成，实现直接联调，在程序设计的过程中将程序虚拟下载到仿真电路中进行运行状态的测试和结果分析。

3 PROTEUS在单片微机教学中的应用[2]

3.1 仿真工具在机电一体化课程微机控制教学环节的意义

针对以往教学环节中的各类问题，仿真工具为实践教学提供了一个有效的辅助手段。借助PROTEUS可以对MCU和其电路进行有效的功能及过程仿真，并带有丰富的资源库，学生可以实现更多的实验项目，改变传统实验项目的局限性。并且PROTEUS能够替代硬件实验板和仿真器实现“软硬件联机”调试，到仿真结果与预期设计结果一致时，便可以购置硬件，进行硬件电路搭建调试。采用这种设计和开发方式效率高，控制电路调整便捷，不需要购置额外大量的实验材料，就能够完成前期大量的预实验过程和测试过程，可以极大的拓展学生的设计创新能力。

3.2 PROTEUS虚拟实验室引入机电课程的课堂教学

在机电一体化技术课程的接口设计环节中：

第一，应先采用PROTEUS进行实例演示，增强教学生动性和直观性。教师可以提前制作好一些典型的应用系统，如流水灯电路（对应户外建筑物的霓虹灯控制电路）、交通信号灯控制电路及户外LED显示屏控制电路、LCD显示电路（对应各类智能仪器仪表中的显示控制电路）、步进电机控制电路等，并进行现场实验演示。让学生对微机及接口系统有一个直观认识，明白局部系统和完整的控制系统的含义，清楚微机在机电系统中的作用和应用情况。

第二，利用PROTEUS快速明确微机系统中的基本概念，并掌握微机系统控制体系的难点，例如：MCS51系列单片微机中的P3口作为准双向口的概念，如何应用是较难掌握的一个问题；中断如何产生并进行终端响应的概念；八段LED显示器的位选和线选如何区别；串行通信如何实现等接口设计过程中的重点和难点，均可借助PROTEUS进行演示，并且在演示过程中，可以用不同（红蓝）颜色显示芯片引脚状态变化的功能，可以通过单步调试的方法观察微机接口各引脚电平变化情况，通过改变程序内容或指令，观察运行效果，从而掌握各程序语句含义，最终实现学生的有效快速掌握。

第三，实验过程中也可借助信号发生器、波形发生器、虚拟示波器、虚拟分析仪、发光管、电压电流表、LCD与LED显示器、虚拟串口、虚拟计数器对实验进行控制信号的输入、运行过程中的实时检测和状态显示，很直观判断和了解不同电路的作用。

第四，在机电一体化课程接口设计的实验环节，借助PROTEUS仿真软件提供的丰富仿真器件资源，打破学生每次实验时只能用到实验箱（台）的固定模块、实验项目简单、实验过程单调且实验内容少的局面，使学生深入了解接口电路的硬件原理及设计步骤，创造了更多的分析问题、解决问题的机会，提高了学生做实验的兴趣，并且学生的机电一体化系统控制系统设计能力得到很好的锻炼。

3.3 机电专业学生的课程设计和毕业设计环节综合能力提升

学生的课程设计环节，学生应根据实验室现有硬件实验条件，利用PROTEUS进行电路原理图的设计与仿真，并在相应的硬件电路上进行进一步实验，仿真程序在现有实验环境下运行，验证实物效果；借助此环节，系统和熟练掌握PROTEUS各个功能。在进行毕业设计时，导师可以让学生根据毕业设计题目，规划和设计机电系统或微机控制的总体结构，在师生之间共同讨论方案可行性之后，由学生进行后期的详细设计，这将最大限度的培养学生的自主创新意识。在详细设计环节，学生采用PROTEUS进行电路原理图设计，编制测试程序、系统控制程序并调试，等各项仿真目标实现后再购置器件进行电路焊接和系统调试。采用这种形式可以降低因方案不正确或电路搭接错误而造成硬件投入，提高学生实验能力和开发能力。

4 结语

将PROTEUS软件引入机电一体化技术课程的各个实践教学环节中，提高了学生的实验兴趣和创新能力，提高了教学效率，对学生实践能力的培养具有现实意义。而且由于其仿真过程直观，操作灵活，必将收到良好的教学效果，为机电一体化技术接口设计教学环节提供了良好的实验平台。

参考文献

[1] 代启化.基于PROTEUS的电路设计与仿真[J].现代电子技术，2006，234（19）：82-84.

篇3

关键词：电路维修教学；Mulitisim 10软件；故障仿真

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）25-5924-02

应用电子技术专业实践教学中，电路维修是难度较大的实践教学项目，如何开展维修教学一直是实践性教学需要解决的难题。笔者通过对Multisim10仿真软件的学习与研究，利用Multisim 10软件中的故障设置功能，简单方便地设置、模拟电子电路故障，学生通过虚拟仿真方式维修电路，进而进入实际维修过程，能够快速掌握电路维修知识与技能。

1 掌握电子电路维修技术的重要性

维修是指设备技术状态劣化或发生故障后，为恢复其功能而进行的技术活动，是理论知识与实践技能高度结合的工作，通过检测、代换、试误等技术手段，分析判断故障产生的原因并替换损坏的元件，从而解决问题的过程。 通过电子电路维修过程，学生能够学习掌握相关电路的理论知识与实践技能：

1） 掌握各种电子元器件的测量与检测技术，熟悉常用电子测量仪器的使用。

2） 加深对模拟电子电路、数字电路理论的理解。

3） 掌握电路分析能力、维修方法，提高维修的技能水平。

4） 培养学生自主学习能力，锻炼克服困难的品质，为未来的发展夯实基础。

2 电子电路维修实践的困难

2.1 电路故障复杂多样

电路故障产生原因多种多样，一种元器件的损坏会出现不同的故障现象，同一故障现象也可能由不同元件引起。探究未知的问题对于职业院校的学生来讲是个不小的挑战。

2.2 在实物电路中模拟电路故障比较困难。

要学习维修技术，必须在电路中设置的故障，引导学生运用所学习的知识和技能，使用仪器，通过仪器测量检测，判断故障产生的原因。教师要为众多学生的实训电路设置故障，工作强度大，教学中设置的故障应明确、安全、隐蔽，对于教师能力要求也比较高，在实践教学中较难实现。

2.3 教学成本高效率低

为了培养学生的维修能力，教师必须为每个学生准备相应的电路产品，而且需要设置多种各种不同的故障。由于学生没有任何维修经验，必然的会犯不少错误，维修过程中会造成电路板、元器件损坏报废，影响以后维修实践教学开展。

3 应用multisim 10电子仿真软件破解维修教学难题

Multisim 10是美国国家仪器有限公司推出电子仿真软件，具有强大的SPICE仿真和原理图捕获、电路分析、仿真仪器测试等功能。通过应用该仿真软件模拟维修过程，学生学习电路维修的方法、步骤，培养理论分析能力、仪表的应用能力。在经过软件仿真训练后，再用实物电路维修训练，能够较好的解决维修教学中的难题。

下面通过串联稳压电源电路展示软件仿真维修的过程。

3.1 绘制电路原理图

通仿真软件绘制串联稳压电源电路如图，在电路中安装虚拟万用表用于电路工作室读数。串联稳压电路由整流、滤波、调整、取样等单元电路组成。

3.2 电路仿真

按下电路仿真按钮

通过测量的数据，学生可以了解到实际电路正常情况下的电压及其变化规律。

3.3 故障设置

软件可以设定元件的四种状态，三种故障模式，“Open”表示元件相关电极之间开路，“Short”表示元件相关电极之间短路，“Leakage”表示元件相关电极之间漏电（有电阻），“None”表示元件正常无故障。故障设置步骤：双击需要设置故障的元件，本电路选择Q3，打开故障设置界面。在工具栏中选择“Fault”，元件出现四种状态选项。

3.3.1 设置短路性故障

选择“Short”同时钩选B、E电极，表示三极管Q3的B、E极两极短路，设置完毕退出故障设置状态。按下仿真按钮，出现故障现象，电位器为50%时电路输出为14.06V，而且输出电压在电位器RP变化时不变化。附表中记录了四只虚拟万用表的电压值。

数据分析：通过表2的数据分析，输出电压基本不随RP变化而变化，一直为14V，基准电压基本不变化，比较表1中电路正常工作时的电压数据，发现Q3的B、E极电压VBE=0，不正常，正常应该为0.6V左右，说明三极管Q3的B、E极短路。电路故障是由于Q3的B、E极短路引起的，Q3不工作，使得Q3对调整管Q1的基极没有分流作用，Q1饱和导通，输入端电压通过Q1的C、E极直接加到输出端，使得输出端电压升高而且一直不变化。将Q3的B、E极设置正常后电路恢复正常。

3.3.2 设置开路性故障

选择“Open”同时选择B、E电极，表示三极管Q3的B、E极两极开路，设置完毕退出故障设置状态。按下仿真按钮，出现故障现象，电位器50%时电路输出为14.09V，而且输出电压不随电位器RP变化而变化。附表中记录四只虚拟万用表的电压值。

数据分析：通过表2的数据分析，输出电压基本不随RP变化而变化，一直为14V，基准电压基本不变化，比较表1电路正常工作时的电压数据，取样管Q3的B极电压从低到高变化，基准电压基本不变化， Q3的B、E极电压VBE不能保持放大状态的0.6V电压，而且VBE之间的电压值大于0.7V，不正常，表明三极管Q3的B、E两极之间开路。Q3不工作，使得Q3对调整管Q1的基极没有分流作用，Q1饱和导通，输入端电压通过Q1的C、E极直接加到输出端，使得输出端电压升高而且一直不变化。将Q3的B、E极设置正常后电路恢复正常。

4 结论

我们看到同一元件的不同类型的故障，虽然故障现象一致，但是却有着不同的工作机理，特别是关键点电压有诸多不同。通过这两例简单故障的仿真维修过程，学生能够更好地了解电路工作原理，提高维修能力。

5 结束语

Multisim10 软件功能强大，除了电路设计，还有故障仿真功能。在维修实践教学中通过故障模拟仿真，结合虚拟仪表测量的数据，运用所学电子电路的理论知识，比较直观地分析判断故障产生原因，通过掌握故障电路电压变化的规律，能够解决实际维修问题。当然，在维修实践教学中不能一味依赖仿真教学，轻视实操训练。实践证明，仿真与实操训练课时比例为7：3时，实践成本下降、教学效果明显。虚拟仿真维修教学作为应用电子技术专业电路维修教学手段值得在职业院校推广。

参考文献：

[1] 董佳辉.Multisim 9在电子电路故障诊断中的应用[J].机电设备，2009（4）.

[2] 钱月花.使用Multisim 进行电子电路故障诊断[J].沙洲职业工学院学报，2009（2）.

篇4

Application of Multisim in high?frequency electronic circuit teaching

MIAO Qian， YU Zhi?yong， HOU Hong?qing， LI Yan?ling， ZHANG Hui， JIANG Qin?bo， XU Hui

（The Second Artillery Engineering University， Xi’an 710025， China）

Abstract： In view of the problems existing in the teaching of “High?frequency Electronic Circuit”， such as abstract， boring， and low participation enthusiasm of students， the traditional teaching was reformed and the Multisim simulation software was introduced into the teaching of “High?frequency Electronic Circuit”. The simulation examples for single detuning amplitude discriminator circuit were enumerated. Through continuous change of circuit component parameters， the characteristics of detuning waveforms， normal detection of diode envelope detector and inert distortion phenomenon were compared and analysed. The simulation experiments show the simulation results can be revealed intuitively and vividly， which can enhance perceptual knowledge of the students， and deepen understanding of students for the circuit concepts and principles. It is proven through practice that the teaching method is helpful for mobilizing the initiative learning enthusiasm of the students and can improve the teaching effect obviously.

0 引 言

高频电子线路是通信工程、电子工程专业一门必修的工程技术基础课程，理论性、实践性、工程性较强。传统的教学更多注重理论知识的讲解，学生很难掌握。为了提高高频电子线路的教学质量，改善教学效果，提高学生的分析和解决问题的能力，有必要将电路仿真软件引入课堂。Multisim 软件具有丰富的仿真分析能力，可以设计、测试和演示各种电子电路，为电子线路设计人员在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析等创设了良好的平台[1]。

本文以单失谐振幅鉴频电路为例，阐述了Multisim仿真软件在高频电子线路课程中的应用，把抽象的问题通过仿真简单化、形象化，使学生更容易接受。

1 单失谐振幅鉴频器工作原理

振幅鉴频器的基本原理是把等幅调频波通过频率?幅度线性变换网络，变换成振幅与频率都随调制信号而变化的[FM-AM]波，然后通过包络检波器根据[FM-AM]波的包络变化，还原出原调制信号。它的电路模型如图1所示。

最简单的振幅鉴频器是单失谐回路振幅鉴频器，原理电路和波形如图2所示。电路中的频率?幅度变换器就是[LC]并联谐振回路。

图1 振幅鉴频电路模型

图2 原理电路和波形图

如果把并联谐振回路的谐振频率[fp]选得高于[FM]波的载波频率[fo]时，对[FM]信号而言，将工作在并联谐振回路的感性失谐区。工作在感性失谐区的并联谐振回路，其幅频特性曲线有一段以载频[fo]为中心的倾斜区，如图3所示。

图3 幅频特性曲线

当FM波的电流流过回路时，由于对不同的瞬时频率，回路失谐阻抗大小不同，因此LC回路的端电压是一调频?调幅波，其振幅uFM?AM将随FM波的瞬时频偏[Δf（t）]而变化。当[f（t）>fo]时，回路失谐小，回路输出电压振幅uFM?AM大；当[f（t）

2 单失谐振幅鉴频电路实现

图4是单失谐振幅鉴频电路。V1是幅值为6 V，中心频率为1.2 kHz，调制信号频率为100 Hz的输入调频波。[L1]和[C1]组成并联谐振回路，实现频率到幅度的线性变化。VD，[R]和[C]组成二极管峰值包络检波器，完成对FM?AM波的检波。XSC1和XSC2是示波器，其中XSC1用来观察输入等幅调频波和谐振回路输出FM?AM波的波形，XSC2用来观察FM?AM波和二极管包络检波输出的波形。

图4 单失谐振幅鉴频电路

3 单失谐振幅鉴频电路仿真分析

3.1 频率?幅度变换分析

要实现频率?幅度的变换，[L1]，[C1]组成的谐振回路应处于失谐状态，那么就要求谐振回路的谐振频率小于或者大于输入调频波的中心频率1.2 kHz。

（1） 感性失谐分析

当[L1]=102 μF，[C1]=98 μF时，并联谐振回路谐振频率为1.59 kHz，大于输入调频波的中心频率，谐振回路感性失谐，调频波经过并联谐振回路输出为FM?AM波，在示波器XSC1可以观察到FM?AM波形如图5所示，上面波形是输入调频波，下面波形是经调频?幅度变换的FM?AM波，实现了频率到幅度的线性变换。

（2） 容性失谐分析

当[L1]=200 μF，[C1]=230 μF时，并联谐振回路谐振频率为0.74 kHz，小于输入调频波的中心频率，谐振回路容性失谐，调频波经过并联谐振回路输出为FM?AM波，在示波器XSC1可以观察到FM?AM波形如图6所示，上面波形是输入调频波，下面波形是经调频?调幅变换的FM?AM波，实现了频率到幅度的线性变换。

图5 输入调频波和感性失谐输出波形

图6 输入调频波和容性失谐输出波形

3.2 包络检波输出

以感性失谐为例，当[R]=10 kΩ，[C]=50 nF时，在示波器XSC2观察二极管包络检波器输出波形如图7所示。当[R]=10 kΩ，[C]=100 nF时，检波器输出波形如图8所示。

图7 C=50 nF时检波输出波形

图8 C=100 nF时检波输出波形

从图7和图8波形的输出可以看出，此时电路虽然都能够检波出FM?AM的包络信号，但随着逐步增加[C]的值时，输出信号的高频波纹变小，更加接近光滑曲线。继续增大[C]的值，设[C]为600 nF，900 nF，检波器输出波形如图9和图10所示，可以看出，当逐步增加[C]时，二极管包络检波器产生惰性失真。[C]增大的越大，惰性失真越明显。对比分析见表1（R=10 kΩ）。

表1 包络检波器仿真输出对比表

通过仿真结果可以看出：

（1） 谐振回路在感性失谐和容性失谐时输出的FM?AM波波形的异同，虽然都实现了频率到幅度的变化，但是谐振回路感性失谐时，FM?AM波的幅值变化和频率变化一致，即频率高，幅值大；频率低，幅值小；容性失谐时，FM?AM波的幅值变化和频率变化不一致，即频率高，幅值小；频率低，幅值大。

（2） 利用二极管的单向导电特性和检波负载[C]的充放电过程实现检波，所以[C]的选择很重要。[C]过大，则会产生惰性失真。[C]太小，高频波纹大。

图9 C=600 nF时检波输出波形

图10 C=900 nF时检波输出波形

篇5

【关键词】Proteus；集成电路；仿真

Proteus是一款集单片机和SPICE分析于一体的电子仿真软件，功能非常强大，可以同时满足电类各个专业课的教学，Proteus仿真软件7.5版的元器件库中包含了CD4000系列、74系列大部分数字集成电路及LM系列等几百种模拟集成电路，非常适合用于集成电路应用课程的实践教学。为此，笔者分析了Proteus仿真软件在课堂教学、实训、课程设计等各个方面的实践教学应用情况。

1.Proteus在课堂教学中的应用

目前适合高职院校集成电路应用课程教学的教材相对较少，加上集成电路种类繁多，我们在实际教学中以集成电路厂家给定的datasheet文件为基础自编实训教材，选取的几十种常用集成电路中大部分在Proteus元件库中有仿真模型，可以搭建电路进行仿真演示，如NE555、LM324、OP27、LM386、LM317、MC34063、LM3914、LM331等。在集成电路应用教学中，最核心的是集成电路的功能演示。在以往没有使用Proteus软件的情况下，教师只能使用PPT等多媒体手段，针对电路的原理和功能进行枯燥的讲解。使用Proteus软件后，借助软件的可操作性及过程的动态显示，可以通过变换电路形式、设置输入信号参数、调用虚拟仪表进行测量等人机互动功能来增加学生的兴趣和对知识的理解。

如在讲述NE555集成电路的多谐振荡功能时，我们并不急于按照图1来讲述NE555的内部结构和功能，而是使用Proteus搭建如图2所示的电路，使用电压探针监视充放电电容C1上的电压，观察第3脚上的电平颜色变化，可以很清楚的看到当电容C1上的电压升到4V时，Q从高电平变成低电平，电容上的电压开始变为下降，当电容上的电压下降到2V时，Q从低电平变成高电平，电容上的电压开始变为上升，如此反复形成振荡。通过计时还能发现，振荡的周期大概为20多秒，基本与理论上的公式符合。在观察了仿真现象和验证了公式之后，再来理解图1所示的NE555内部结构和功能就容易的多。

在对图2使用Proteus进行仿真时，还可以清晰看到电容C1被NE555控制进行反复的充电和放电，充放电的转换电压正好为2V和4V，也就是1/3VCC和2/3VCC。这样通过软件仿真可以轻松理解NE555电路的特点，而不需要去花很多时间来剖析繁琐的内部模块和结构。对于其他集成电路的教学，也是直接通过电路图来仿真就可以轻松掌握其引脚的功能。

Proteus软件在仿真时，是以动画的形式显示的，同时也可以使用仿真软件上帧进按键，每按一下前进一帧。在讲解和演示时可以在停顿的时间里做更多的穿插讲解，也增加了学生的理解。

2.Proteus在实训教学中的应用实践

传统的电子产品设计过程中，从选定题目开始，首先要确定集成电路型号和使用的方案，之后开始设计电路图，购买元器件，进行PCB打样，最后进行焊接调试[1]，整个过程中还需要使用到若干仪器、仪表和工具。如没有达到设计功能，整个过程或者部分环节就可能需要反复进行。采用PROTEUS软件后，只需要搭建完整的电路图就可进行功能测试和评估，还可以通过调整元器件参数使整个电路性能更佳。这样就无需多次购买电子元器件、PCB打样和焊接调试等费时费力的工作，等仿真结束并确定了元器件和电路图后，一次性完成元器件购买、PCB制作和焊接调试的工作。

例如，如图3所示的在三运放差分放大器的实训中，根据理论计算和图中电阻阻值设置，VO=2.1（V2-V1），使用软件仿真时给定V2=0.2V，V1=0.1V，则通过虚拟测量VO正好为2.1V。通常利用软件仿真得到正确的结果并不容易，调试结束之后，大部分学生均能取得下列认识：

（1）测量可知运放的输入端电流基本为0，即运放的虚断概念；

（2）测量可知运放的输入的+、-两端的电压差基本为0，即运放的虚短概念；

（3）运放通常需要给正负双电源才能正常工作，而且电源极性不能搞反；

（4）运放输出的电压值不可能超出电源范围；

（5）仿真电路图中运放的各输出点电压都能通过理论计算得到，而且误差不大。

（6）如将运放更换为LM324运放，将得到的VO将不再是2.1V，误差比较大，可见OP27的精度比LM324高，原因是其输入失调电压才10uV，而LM324的2mV。

3.Proteus在课程设计中的应用实践

在学习A/D变换集成电路时，作为本课程的课程设计项目之一，我们选择使用ICL7107集成电路来制作一个LED数字电压计。传统的做法是老师给定完整的电路图，学生用1-2周的时间在实验板上焊接调试完成，其中A/D变换的原理、电路的原理及作用等的讲解和分析还是要使用黑板或者PPT来完成，大部分学生很难理解，实训时只能按图接线，出了问题找老师解决，完全不能在理解原理的基础上根据故障现象进行分析和判断，更不能独立消除故障。

在使用Proteus软件后，可以很方便地按照电路的模块进行功能演示、原理解说和故障的分析判断。如图4的电路，可以使用Ptoteus演示出双积分A/D变换器将电压转换成时间间隔的过程，在仿真的过程中，学生理解了积分电阻和积分电容所起的作用。又如图5的电路，可以演示出ICL7107所需要的负电压的产生过程。学生在电脑上仿真成功后，对照仿真电路图进行焊接，然后再根据仿真的现象对焊接完的电路板进行调试，如出现故障，也能借助仿真软件的虚拟仪表来进行测试，帮助进行最终的故障分析和定位。

4.Proteus软件在实践教学中的特点

Proteus软件在集成电路应用课程中起到了很好的作用，最突出的特点是学生的积极主动性有了显著的提高，作为一个电子仿真软件，Proteus对其他电类课程也可以起到较好的辅助教学作用，主要的优点如下：

（1）可以达到学生自主学习为主的目的。原则上只要有电脑就可以学习，学生课后也能在自己的电脑上进行学习，虚拟的元器件和仪器仪表也不可能被损坏，学生也不会怕触电怕短路，能做到大胆尝试，增强独立解决问题的能力，减少学习的依耐性[2]。

（2）解决学校实践条件不足的问题。利用学校已有的机房轻易实现一人一机的实践环境。传统实验室需要元器件、电源、万用表、示波器、常用工具等硬件设施，容易损坏，难于管理，仿真教学和学习相对容易的多。

（3）设计性实验替代验证性实验。传统的实训受到已有元器件的限制，实训往往按部就班，不能开发学生的主观能动性，不利于培养产品研发和设计的能力，仿真软件的使用可以使学生在虚拟的环境中充分发挥自己的想象，设计出不同的电路方案。

5.结束语

Proteus仿真软件为集成电路应用等电子类课程的教学提供了比较方便的途径，解决了很多传统时间教学无法解决的问题，但它毕竟是虚拟的环境，只能作为教学的补充，要让学生真正学习到电路的设计、生产、调试和维修方面的技能，还需要多动手接触实际的电路实物，否则哪怕用的再多，也只能是纸上谈兵，不能完全使用虚拟的仿真来替代实际的实验和实训。

参考文献

[1]吴小花，吴先球.Proteus电路设计与仿真在教学中的实践[J].计算机系统应用2010，19（2）.

[2]陶洪，钱驰波.仿真软件Proteus在《数字电子应用》课程教学中的应用[J].常州信息职业技术学院学报，2009，8（1）.

作者简介：

篇6

关键词：电工基础；教学实践；多媒体；电路仿真

中图分类号：TP37文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)06-1410-04

Fundamentals of Electrical Engineering Courses with Multimedia

WANG Zhong

(Electronicl Industrial School of Changsha City，Changsha 410116，China)

Abstract: Through the electrical exploration of many years of teaching practice, the writer summed up how to improve the quality of teaching by changing from traditional teaching mode to modern teaching mode.

Key words: Fundamentals of electrical engineering; practice teaching; multimedia; circuit simulation

《电工基础》是职业学校电类专业开设的一门专业基础课，理论性较强。由于职业学校的学生基础普遍较差，学习感觉难度大，容易产生厌学情绪。《电工基础》课程学得不好，直接影响到其他专业课程的学习。所以在教学过程中，教师要改进教学方法，把以往的单向授课方法（学生被动接受，不主动参与教学活动）改为互动教学法，要使传统的以教师、课堂、书本为中心的教学方式转变为以学生、实践、交流为中心的教学方式，使学生从被动学习变为主动学习，这是从事教学的教师应该重视并认真进行探讨和实践的问题。本人认为要学好《电工基础》，要将多教学手段相结合，才能更好的达到教学目的。

1动画软件的运用

电工基础课程中有些教学内容比较抽象，并且理论性的内容较多，我们可以用Flash等软件制作一些动画课件，穿插在教学过程中，这样能给枯燥的学习中注入一些新鲜内容，丰富学生的课堂生活。比如：在讲授电容器这一章节知识前，为了使同学们对电容器这一基本电子器件有更深刻的印象，使用COOL3D软件制作片头动态文字，用FLASH、3DMAX软件制作各种有动态效果的电容器动画，再结合电容器的教学录像片制作的CAI课件作为背景知识进行介绍。在课堂教学的导入阶段，学生们一下子就被精美的动画所吸引，激起了他们想深入了解电容器结构与工作原理的欲望，在此学习动机的支配下，学生们在整堂课过程中，积极思考，踊跃发言。相信通过观看电容器精美动画给同学们留下的课堂记忆以及电容器知识会让同学们回味无穷。再如，在《三相交流电》这一章节的讲解时，除了用交流发电机模型、实物微型交流发机发电、示波器观看交流电的波形外，为了使学生对转子转到某个位置交流发电机发出交流电对应的波形，可以制作交流电机发电的CAI课件用于教学中，通过课件的展示，再运用物理知识分析推证出三相交流电的电压、电动势、电流的按正弦规律。这样，不仅使学生对三相交流电产生的宏观机理有清楚的认识，更加深了对交流电产生的微观过程。采用现代媒体进行教学，形象、生动、直观，扩充了教学内容，优化了教育传播过程，提高了教学效果。如图1至图4。

图1 Flash三相发电机

2电路仿真软件的运用

电路实验是电工基础课程中一个重要的教学环节，可以培养学生动手能力、分析和解决问题的能力。我们在实验教学中必须重视电路仿真技术的应用。电路仿真，就是设计好的电路图通过仿真软件进行实时模拟，模拟出实际功能，然后通过其分析改进，从而实现电路的优化设计。电路仿真是EDA（电子设计自动化）的一部分。现在比较常用的电路仿真软件有：Multisim系列，Pro? tel99等。

2.1 Multisim仿真软件

Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以EWB为基础的仿真工具，适用于模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。现在已经开发到Multisim11.0，其特点是：1）直观的图形界面。整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的。2）丰富的元器件。提供了世界主流元件提供商的超过17000多种元件，同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改，能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能，创建自己的元器件。3）强大的仿真能力。以SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真的引擎，通过Electronic workbench带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VH? DL仿真、电路向导等功能。

例：LC串联谐振回路特性的Multisim9仿真测试

在Multisim9中构建LC串联谐振回路谐振测试电路，如图5所示。XSC1为双踪示波器，B端接电容，J1为手动开关。双击XSC1，设置示波器，按下仿真开关按钮进行仿真。反复按动空格键，可得到仿真结果，如图6所示。可以看出，当开关从电源打向电阻时，回路处于自由谐振状态，振幅逐渐变小。重新设置示波器时间轴，计算出自由振荡频率值。如图7所示。

同时可以对LC串联谐振电路的幅频特性、相频特性进行仿真测试。如图8、9、10所示。

图8 LC串联谐振回路测试图

2.2 Protel99

目前一些电子CAD软件也都内嵌了电路仿真测试功能，如在国内具有广泛用户的Protel99电子线路CAD软件包内就集成了与PSPICE兼容的电路仿真功能。Protel99电路仿真功能强，操作方便、直观，对错误的设置或操作都会及时给出提示信息，它不仅是电子线路设计工程师的好帮手，也是电子线路初学者的好工具。通过Protel99电路仿真功能可加深理解有关电子线路的工作原理，对学好电工基础、模拟电子线路、数字脉冲电路等课程大有帮助。

图11

例如，对图11所示的并联谐振电路，利用AC小信号分析观察并联谐振曲线将非常方便、直观，如图形控制所示（其中AC小信号分析参数为：Start Frequency=1Hz,Stop Frequency=1Mhz,Test Points=1000）。

图12

观察AC小信号分析波形：在AC小信号分析中，既可以直观地看到输出信号振幅随频率的变化而变化（图12），也可以观察到输出信号相位随频率的变化而变化。例如，单击波形观察窗口下的“AC Small Analysis”按钮，将鼠标移到波形窗口内，单击待观察的

输出信号，然后单击右键，指向并选择“View Single Cell”，观察单个信号，再单击鼠标右键，指向并单击“Scaling...”（刻度），在“Scaling Setup”窗口内，将Y轴设为“Phase In Degrees”,即可观察到相频特性。

Protel99 SE是一款实用的电路设计软件，其仿真功能没有Multisim强大和快捷。它在仿真一些非线性电路、触发器电路的直流或瞬态特性时，常出现解的不收敛现象，需要设置仿真的初始状态。在设计和实践过程中，两种软件各有所长，可以扬长避短，灵活运用。

现代教育技术作为一种全新教学方式，已经普遍得到了教师尤其是学生的喜爱。通过众多创新型教师运用多媒体技术辅助课堂教学，将促进课堂教学模式的进一步优化，激发学生的学习兴趣，提高教学质量，为培养实用型技能人才奠定良好的基础。

参考文献：

篇7

1引言

EWB是加拿大 Interactive Image Technology 公司九十年代初推出的用于电子电路仿真的虚拟电子工作台软件，虽然目前有升级软件Multisim以及其他众多的EDA软件，相对而言，EWB是个较小巧的软件，只有16M，功能单一，就是进行模拟电路和数字电路的混合仿真，但它的仿真功能十分强大，可以几乎100%地仿真出真实电路的结果，而且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器等工具，它的器件库中则包含了许多大公司的晶体管元器件、集成电路和数字门电路芯片，器件库中没有的元器件，还可以由外部模块导入。所以非常适合教学，并且目前还有很多电路工作者也还在使用EWB来进行电路仿真。

2 EWB的主要组成

EWB系统的组成如同一个实际的电子实验室，主要由以下几个部分组成：元器件栏、电路工作区、仿真电源开关、电路描述区等。

元器件栏中用于存放各种元器件和测试仪器，用户可以根据需要调用其中的元器件和测试仪器。

电路工作区是工作界面的中心区域，它就象实验室的工作平台，可以将元器件栏中的各种元器件和测试仪器移到工作区，在工作区中搭接设计电路。连接并接好测试仪器后，单击仿真电源开关，就可以对电路进行仿真测试。打开测试仪器，可以观察测试结果。

3 双边带调制及同步检波构建

根据双边带调制和同步检波的原理，在EWB仿真平台中画出其仿真电路，如图1所示，其中信号S1与S2通过A1完成相乘组成双边带调制电路，并通过A1输出，然后与信号S3通过A2相乘以及低通滤波器R1、C1组成同步检波器。可以通过几个关键点观察仿真波形，如B1点为双边带调制后的波形、B2点为同步检波器低通滤波前的波形，D点为完成同步检波后的波形。例如D和B1点的仿真波形如图2所示。通过这样的仿真很形象、很直观的演示了双边带调制和同步检波的过程。

篇8

关键词：Saber仿真软件；负载测试；直流电子负载

Saber软件多用于电路仿真模拟中，其主要包括绘制电路图与电路仿真模拟，最终的模拟结果均可于SaberScope中查找。但移相全桥DC/DC变换器具备十分鲜明的特点，其用于大功率多电飞机电源系统中十分关键，而多电飞机可提高使用电力，并可有效降低液压与气动，此种改变使得多电飞机优势更高。多电飞机对电力要求不断增加，其应具备适当的配电、转换系统，以确保相关系统有序运转。因此，探讨基于Saber仿真软件的直流电子负载设计，对直流电子负载设计有着极大现实意义。

1 电子负载设计

1.1 电子负载设计要求与测试方法

Saber仿真软件具备极为强大的功能，其可快速仿真各种电路软件，且多用来仿真开关电源时域，亦或者是相应的频域，从而形成适宜的混合系统，实现各种仿真。Saber可兼容许多仿真，再于不同层面处理其间存在的问题。直流电子负载设计可有效控制模拟量，之后则以相关编程对相关器件施以建模与实时仿真，从而挺高仿真速度。

1.2 系统方案论证与设计

直流电子负载构成电路可分为三种，包括恒流、恒压、恒阻这三种，此三种电路将运算放大器及相应的反馈网络结合而成，通常均是以单片机来控制。设计核心为电路反馈网络中的场效应，局部单片机可被有效控制。电子负载系统控制程序亦是非常关键，其可实现各种信息输入程序，并能够有效显示信息；其间数据采集均是于相关程序中转换，从而保证各个程序有序运转。恒流工作模式可以分流电阻实现采压，之后则根据实际情况将其放大，且进行详细的比较，从而将各种数据及时反馈，要合理调节分流电阻中存在的电压，则可保证恒流稳定运行。采压之后则和设定的电压互相比较，且及时将相关模块有效整合，保证硬件设计有效简化，恒阻模块均可以单独电路确保恒阻。此种方式的电路集成度偏高，相关硬件电路均可作为功能实现的基础，从而有效提高其可靠性。

2 电路仿真

2.1 恒流恒压模块设计实现

光耦中的各项连接工作很重要，其间包括工作模块与控制模块，线性光耦合器可构成光耦反馈电路，要根据实际情况调整电流，保证电压安全稳定，之后以光耦隔离保证各个模块不干扰运作。二极管可有效控制运放管脚中存在的电压，要尽可能使其起到保护作用。电路往往是非常复杂的，仿真电路中以线性可调电压源，并以此替代早期的控制模块，从而严格测试电源信号，这时便可提高仿真速度。恒定电压工作下的电子负载流入负载电流控制十分关键，应严格控制其负载电压，保证其负载电压增加至设定值。系统监测电路采压完成后，要将其与设定电压严格比较，从而将信息反馈于对应控制电路中。监测电路采样电压降低后，会被送进比较器中，再与相关结果分析比较，且反馈于工作电路控制负载电压中。

2.2 恒组电路模块设计实现

电阻工作模式下的电子负载应以负载电阻与输入电压确定，保证负载电流与输入电压为正比，比值设定负载电阻设定值务必严格保持。恒阻电路均是独立的，其运转均是以开关转换实现的。通常Saber中不存在电位器，要根据实际情况改变电阻，保证仿真以2个电阻串联实现。恒阻电路可有效改变相关元器件的输入电压，并获得相应的电阻恒定数据。

2.3 过载报警、保护模块设计实现

通常为了保证电路正常运转，并根据实际情况设计出对应的电子负载过载，以此来保护电路运行。要严格采样，并设置相应的阈值，确保单片机控制电源的输入及时断开，这时系统则被迫停机。

3 电路模块高级仿真

3.1 蒙特卡罗分析

此分析是于模型参数值浮动范围之内，并随即取样，严格检验器件参数，确保其数值浮动于相应的范围内。要及时更换电路，以恒压流模块替换，若电子负载中未施以隔离，从而保证其运转安全可靠。但是通常设计对象十分复杂，具体应用中根本达不到相应的效果。以光耦隔离电路之后，系统可靠性降低，不过设计务必确保于规定范围中。

3.2 电应力分析

电子负载应具备极高的电路稳定性，因其均于高电压与高电流情况下，这时则应深层次分析其间电应力，获得准确的工作参数，尽可能保证相关参数不超过元器件实际承受力。并全面分析其间实际负荷，保证电阻功率大于13.3W；保证IRF540负荷可达到96%，尽管其于额定范围内，及时更换MOS管以确保电力稳定运行。

4 结束语

电路系统可靠性为电路设计的关键内容，亦是测试耗时最多的工作，Saber软件多用于电路仿真模拟中，以Saber仿真分析电路设计中的诸多参数，从而获得电路实时变化结果，降低其间重复环节。基于Saber仿真方案设计中的直流电子负载进行严格的定型试验，从而合理缩减软件研制时间，这时便节省了开发费用。文章分析了电子负载设计，探讨了电路仿真，对电路模块高级仿真进行了相关分析，为基于saber仿真软件的直流电子负载设计提供参考依据。

参考文献

[1]张玉叶，郗艳华.直流电子负载设计[J].陕西科技大学学报（自然科学版），2013（01）.

[2]李方圆，李晓.基于saber软件开关电路的仿真[J].电子世界，2013（09）.

[3]刘家鑫.简介HXD3机车电传动系统及saber仿真软件[J].变频器世界，2012（08）.

[4]周凯，那日沙，王旭东.Saber在电力电子技术仿真中的应用[J].实验技术与管理，2015（03）.

[5]周雪芳，钱胜.仿真软件在《微波技术与天线》实验中的应用[J].实验科学与技术，2013（11）.

篇9

【关键词】Multisim;电工电子教学;虚拟实验;计算机仿真分析

社会在发展，科技在进步，电子技术的重要性更加突出，因此学好电子技术是职中生的当务之急，是学生立足社会之本。电子技术课程的理论性、技术性、应用性都非常强，传统的教育教学方法，只能让学生感到课程的枯燥无味，抽象难懂，久而久之便丧失了学习的积极性。为了提高学生的学习效率，提高教师的教学水平，让学生真正掌握理解电子技术的本质精髓，我通过对Multisim仿真软件的研究，积极大胆的探索新的教育教学方法，极大的提高了学生的学习兴趣，提高了学生的专业技能水平和教师的教学水平。现在我根据自己的教学实践，总结以下经验：

一、建立健全学生“自信心”体系，提倡“学以致用”的教育理念。

中职生一般都是中考落榜的学生，在学习上常常感觉自卑，认为自己各方面都比较差，甚至有种破罐子破摔的想法，对学习没有任何兴趣，甚至产生强烈的抵触情绪。教师要扭转学生这种思想，就应在教学中多讲解、多演示，使学生能够一看就懂、一想就通、一做就会，教师应利用学生的好奇心，恰到好处的讲解电子技术，建立健全学生的自信心。Multisim 11.0仿真软件操作简单，元件库庞大，学生只需要按照电路原理图在元件库中找出元件并对电路进行编辑接线，很容易完成电路仿真实验，当学生看到示波器的波形图不断变化时，会产生极大的兴趣，这时教师抓住机会，详细的对电路原理进行讲解能产生事半功倍的教学效果。

二、Multisim电路仿真软件能快速、方便、形象的揭示了电路本质，提高了学生接受电子知识的接受能力。

例如在讲解三极管单管放大电路中，利用传统方式讲解，教师要详细讲解三极管的静态工作点，以及三极管的放大条件，抽象、难懂、不易理解，学生很快失去学习兴趣，但是如果运用Multisim仿真软件，效果将完全不同：

（1）首先教师布置教学任务，指导学生绘制图（A）三极管单管放大电路，学生在用仿真软件绘图的时候，首先需要了解元件的整体布局，无形中加深了对原理图的理解。

图（A） 三极管单管放大电路

（2）学生在完成原理图绘制以后，点击仿真按钮，得到图（B）三极管单管放大电路输入输出波形图结果。

（3）学生根据波形图的仿真结果产生疑问：为何输出波形比输入波形放大好多倍。

（4）教师抓住疑问，根据仿真结果详细讲述三极管单管放大的电路原理，这时学生都能集中精力认真听讲，提高了教师的教学质量和学生的听课水平。

图（B） 三极管单管放大电路输入输出波形图

图（C） 芯片功能测试

三、将multisim仿真软件引入教学，有利于开阔学生的视野，增加学生知识面，促进学生更好的学习电子专业的各种实验仪器。

在电路仿真软件中，提供了很多虚拟实用的仪器仪表设备，比如：数字万用表、函数发生器、示波器、波特图示仪、失真分析仪等仪器，学生通过在实际电路中的灵活应用，可以通过这些仪器简单、清楚的揭示电路本质，这无形中增加了学生学习这些仪器的兴趣，这时老师抓住机会，集中讲解示波器、函数发生器、万用表等仪表仪器会产生事半功倍的教学效果，提高教学质量。对于价格昂贵的仪器比如频谱分析仪、安捷伦信号发生器等仪器，学校没有能力购买，但是学生可以在仿真软件中的仪器库中调出并仿真应用，增加了学生的知识面，开阔了学生的视野。

四、将Multisim仿真软件引入课堂，有利于培养学生的创新性和创造性。

一台PC机和一个仿真软件就相当于一个可以移动的功能强大的电工电子实验室，因此，这给学生提供了创新的技术平台。学生根据自己学过的电路原理和元件的基本性能，可以任意搭建电路，基本可以做到只要能想到，就能做到的思想境界，不但提高了创新的效率，更重要的是提高了学生学以致用的能力。例如：学生在学习了数字电路74LS194芯片后，可以根据芯片的原理和74LS194芯片的真值表，发挥自己的想象自己设计电路。图C根据74ls194的真值表，学生自己设计的测试电路，就是很好的创新形式。

五、仿真实验没有干扰信号，比真实的实验更能反映实验的本质，更加准确、真实、形象。

比如在收音机电路中完全不用考虑环境对芯片的影响，图（D）同步检波电路就是很好的证明。

图（D） 同步检波电路

六、Multisim电路仿真软件既可对模拟电路和数字电路进行仿真，也可进行数模混合仿真，尤其是新增了射频（RF）电路的仿真功能。

仿真失败时会显示出错信息、提示可能出错的原因，对于比较高端的射频电路也做到了实时仿真实时纠错，足见Multisim仿真软件的功能强大，对于学生学习射频电路奠定了良好的基础。

七、Multisim仿真软件对VHDL/Verilog设计输入的仿真应用。

Multisim软件将VHDL/Verilog的设计和仿真包含进去（选件），使得大规模可编程逻辑器件的设计和仿真与模拟电路、数字电路的设计和仿真融为一体，突破了原来大规模可编程逻辑器件无法与普通电路融为一体仿真的瓶颈。

八、Multisim仿真软件的远程控制功能。

Multisim软件支持远程控制功能，不仅可以将Multisim软件的界面共享给其他人，使得其他人在自己的计算机上看到控制者的操作情况，而且可以将控制权交给其他人，让其他人操作该软件，这样可以实现交互式教学，是进行电子线路教学的理想工具。

总之仿真软件进入电工电子技术的课堂教学和实践教学，可以把抽象的理论知识通过实验简单化、形象化，从而激发学生的学习兴趣和主动性。通过以上教学方法的实践运用，一个学期下来，学生不但喜欢上了电子技术，更重要的是摆脱了自卑感，重塑 了学习的自信心，学生可以以更加积极、进取的心态，不断前进，挑战未来！

参考文献

[1]白菊蓉.Multisim在电路分析系列课程教改中的应用[J].西安邮电学院学报，2011年S1期

篇10

关键词:Multisim9;单级放大电路;仿真分析;软件;电路仿真

中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)23-0046-02

Multisim是一款先进的电路仿真分析软件,该软件适合于各种模拟/数字电路板的设计应用。而Multisim 9作为Multisim 2001之后的Multisim最新版本(2006年底又最新的版本Multisim10),提供了全面集成化的设计环境,完成从原理图设计输入、电路仿真分析到电路功能测试等工作。

一、Multisim9的特点

1.Multisim9作为一款优秀的行业专用软件,有如下的一些特点:(1)创建电路形象而且直观。全部工作通过电脑屏幕的仿真实验室成,所有需要的器件、测试设备都能从屏幕上选取;(2)软件仪器外形与操作方式跟实物吻合,而且实验仿真是实时的。除此以外,它还具有多种电路的分析手段;(3)除了作为一种实际开发的工具以外,还是一个良好的训练工具,使得学习者能了解仿真电路的实际运行情况,锻炼对常用电子仪器的使用。

2.除此以外,9系列从套件角度,还有一些特点:(1)使工程师在模拟过程中无需分析,便可运用数学表达式;(2)能够应用电路向导,根据设定的参数,自动产生电路;(3)Ultiroute9自动路由器也有所改进,能够自动优先发送命令。

二、Multisim 9的基本操作

1.在元器件栏中单击要选择的元器件库图标,打开该元器件库。在屏幕出现的元器件库对话框中选择所需的元器件,常用元器件库有13个:信号源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟器件库、TTL数字集成电路库、CMOS数字集成电路库、其他数字器件库、混合器件库、指示器件库、其他器件库、射频器件库、机电器件库等。

2.双击元器件,在弹出的元器件特性对话框中,可以设置或编辑元器件的各种特性参数。元器件不同每个选项下将对应不同的参数。例如NPN三极管的选项为:Label ――标识 、Display――显示、Value――数值、Pins――管脚。

3.选择菜单Options栏下的Sheet Properties命令,每个选项下又有各自不同的对话内容,用于设置与电路显示方式相关的选项。电路Circuit的主要选项为:1.Show栏目的显示控制:Labels 标签、RefDes 元件序号、Values 值、Attributes 属性、Pin names 管脚名字、Pin numbers 管脚数目;2.Workspace 环境Sheet size栏目实现图纸大小和方向的设置;Zoom level栏目实现电路工作区显示比例的控制;3.Wring 连线 Wire width栏目设置连接线的线宽;Autowire栏目控制自动连线的方式;4.PCB 电路板 PCB选项选择与制作电路板相关的命令。

三、单级放大电路仿真分析

(一)电路仿真

启动multisim,通过菜单栏place/component设置属性,选择合适的电子元器件。比如从元器件列表中选中1.5kΩ 5%电阻。在面板上合理的调整各个元器件的方向位置。并且把所有元件连接成单级放大器电路,如图1所示:

示波器分为2个通道,每个通道有+和-,连接时只需用+即可,示波器默认的地已经连接好的。观察波形图时会出现不知道那个波形是那个通道的,解决方法是更改连接通道的导线颜色,即:右键击导线,弹出),单击wire color,可以更改颜色,同时示波器中波形颜色也随之改变。单击工具栏中运行按钮,接可以进行数据的仿真,仿真出的波形图如图2所示:

通过改变图1中的滑动变阻器阻值,可以清楚地看到波形的变化。通过应用这种良好的仿真技术,能够很好的验证、探索单级放大电路中参数与性能的关系,而且成本低廉、操作方便,既有利于学习者试验验证所学知识,又有利于科研工作者开发实际的应用电路。

(二)电路分析

对此放大电路进一步可以应用软件进行各种分析,本文以直流工作点分析为例进行分析。了解电路的直流工作点,才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。求解电路的直流工作点在电路分析过程中是至关重要的。为了分析电路的交流信号是否能正常放大,必须了解电路的直流工作点设置得是否合理,所以首先应对电路得直流工作点进行分析。执行菜单命令Simulate/Analyses,在列出的可操作分析类型中选择DC Operating Point,则出现直流工作点分析对话框,如图A所示。直流工作点分析对话框B。

Output用于选定需要分析的节点。左边Variables in circuit 栏内列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量。右边Selected variables for 栏用于存放需要分析的节点。具体做法是先在左边Variables in circuit 栏内中选中需要分析的变量(可以通过鼠标拖拉进行全选),再单击Add按钮,相应变量则会出现在Selected variables for 栏中。如果Selected variables for 栏中的某个变量不需要分析,则先选中它,然后点击Remove按钮,该变量将会回到左边Variables in circuit 栏中。Analysis Options 和Summary选项表示:分析的参数设置和Summary页中排列了该分析所设置的所有参数和选项。通过检查可以确认这些参数的设置。点击B图下部Simulate按钮,测试结果如图所示。测试结果给出电路各个节点的电压值。根据这些电压的大小,可以确定该电路的静态工作点是否合理。如果不合理,可以改变电路中的某个参数,利用这种方法,可以观察电路中某个元件参数的改变对电路直流工作点的影响。

参考文献