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基于Multisim的模拟电子线路课程应用转型改革

医院社会实践报告 时间:2022-02-13 10:08:29

介绍及特点

Multisim是一种专门用于电路仿真和设计的软件之一,是由美国国家仪器有限公司推出的以WINDOWS为基础的仿真工具,它不仅具备电路设计功能,还能对整个电路信号及系统进行仿真分析,正好符合NI公司所提出的“把实验室装进PC机中”“软件就是仪器”的理念。

2 基于Multisim的模拟电子线路课程整合

模拟电子线路课程具有较强的理论性和实践性,电路原理复杂,工作过程和波形抽象,难以理解,而且电路参数对波形输出也会产生相关影响,传统的分析方法是进行理论推导,这种公式推导通常比较繁琐,不够直观,不利于学生的理解,即使得出的结论也比较枯燥,很难给学生留下深刻印象。因此采用电子仿真平台整合课程理论与实践内容,优化课程体系,对于高校课程应用转型发展的要求具有非常重要的意义。

3 基于Multisim的模拟电子线路课程仿真实例

分压式静态工作点稳定电路是模拟电子线路的一个非常重要的放大电路,采用Multisim软件对该电路进行仿真分析。

电路的静态工作点如图1所示,三极管三个极的电位分别是UBQ=2.91961V、UCQ=7.57727V 、UEQ=2.25425V。

在电路的发射极接了一个电阻R6,并在R6两端并联了一个开关J1。开关J1闭合时,电阻R6短路,电路处于开环状态,此时采用数字万用表分析得出反馈前的输出、输入电压,UO=782mV,Ui=10mV,计算电压放大倍数Au=78.2,所对应的输入、输出波形可用双踪示波器分析显示,此时用失真度分析仪测得输出电压的总谐波失真为12.044%,开关J1断开时,电阻R6引入电流串联负反馈,万用表测得反馈后的输出、输入电压,UO=269mV,Ui=10mV,计算反馈后电压放大倍数Auf=26.9,总谐波失真为1.429%,除此以外,还可以运用虚拟波特仪分析电路的频率响应,(J1闭合)放大电路的波特图,通过波特仪可测得电路的通频带,反馈前通频带BW=24MHz,反馈后通频带BW=31MHz。

对比发现,采用Multisim虚拟仿真平台可以非常直观的分析电路的静态、动态、频率响应和反馈的特点,引入反馈后,放大电路的电压放大倍数降低,但是非线性失真减小,通频带展宽。从而将放大电路的相关知识点整合起来,便于学生理解,有利于树立学生理论联系实际的工程观点,培养学生的创新意识,提高其分析问题和解决问题的能力。

4 总结

Multisim软件丰富的资源,克服了电子设计受实验室客观条件限制的局限性,且具有随时、随地的特点,应用Multisim软件进行理论教学,能有效增强学生对电路的感性认识,使抽象的内容形象化,克服了传统理论教学的不足,对提高教学质量、激发学习热情、增强学习的主动积极性具有重要作用。同时对于完善实践教学管理体制和运行机制,构建与应用技术型大学相适应的实践教学体系,着力提高学生的学习能力、实践能力和创新创业能力具有非常重要的意义。

参考文献

[1]华中理工大学电子学教研室编.康华光主编,陈大钦副主编.电子技术基础.模拟部分(第4版)[M].北京:高等教育出版社,1999.

[2]清华大学电子学教研组编,杨素行主编.模拟电子技术基础(第3版)[M].北京:高等教育出版社,2005.

[3]唐小洁.Multisim在模电教学中的应用[J].现代电子技术,2011,34(22).

[4]郑宾.Multisim仿真在模拟电路实验教学中的应用[J].实验室研究与探索,2013,32(2).

作者单位

武汉东湖学院电子信息工程学院 湖北省武汉市 430212

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