Multisim實(shí)現虛擬實(shí)驗環(huán)境設計

為了達到解決電子技術(shù)課堂教學(xué)脫離實(shí)踐問(wèn)題的目的，采用EDA工具Multisim仿真的方法，以單級阻容耦合共射放大電路為例，搭建仿真電路，建立虛擬實(shí)驗環(huán)境。通過(guò)運行仿真，描述利用此環(huán)境開(kāi)展教學(xué)的過(guò)程，探討電子技術(shù)虛擬實(shí)驗環(huán)境的創(chuàng )設，得到在此環(huán)境下開(kāi)展理論與實(shí)戰相結合的教學(xué)，可以解決課堂教學(xué)存在問(wèn)題，提高教學(xué)效果的結論。

　　1 Moltisim簡(jiǎn)介

　　Multisim是最新EDA工具之一，是以Windows為基礎的仿真工具，包含原理圖和硬件描述語(yǔ)言輸入工具，具有豐富的仿真分析能力，用于板級的電子電路設計。Multisim提煉了SPICE仿真的復雜內容，設計者無(wú)需深入了解SPICE技術(shù)就可進(jìn)行仿真、分析和設計。

　　Multisim的重要特征包括：通過(guò)直觀(guān)的電路圖捕捉環(huán)境，輕松設計電路;通過(guò)交互式SPICE仿真，迅速了解電路行為;借助高級電路分析，理解基本設計特征;通過(guò)一個(gè)工具鏈，無(wú)縫地集成電路設計和虛擬測試;通過(guò)改進(jìn)、整合設計流程，減少建模錯誤并縮短建模時(shí)間。

　　Multisim經(jīng)過(guò)多個(gè)版本的發(fā)展，目前普遍使用Multisim 10。Multisim與Labview完美結合，用戶(hù)可以根據需求制造出屬于自己的儀器，教育工作者可以方便地把理論知識用計算機仿真真實(shí)的再現出來(lái)，解決理論教學(xué)與實(shí)驗相脫節的問(wèn)題。

　　2 電子技術(shù)虛擬實(shí)驗環(huán)境創(chuàng )設

　　電子技術(shù)課程理論系統性強，概念抽象，對學(xué)生實(shí)踐能力要求高。利用EDA工具，選擇課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內容進(jìn)行實(shí)驗仿真，創(chuàng )設虛擬實(shí)驗環(huán)境，開(kāi)展以模擬、仿真實(shí)驗為基礎的計算機輔助課堂教學(xué)，通過(guò)實(shí)驗驗證理論和“實(shí)驗結果”的反復重現，增強抽象概念的直觀(guān)性，加強學(xué)生的認知、理解和記憶強化;通過(guò)學(xué)生參與實(shí)驗過(guò)程，增強課堂的互動(dòng)性和趣味性，達到培養能力，提高教學(xué)效果的目的。

　　模擬電子技術(shù)課程可創(chuàng )設的虛擬實(shí)驗環(huán)境有：阻容耦合放大電路、差分放大電路、兩級阻容耦合放大電路、負反饋放大電路、電壓比較器、互補功率放大電路、正弦波振蕩電路、和整流-濾波-串聯(lián)穩壓電路。

　　數字電子技術(shù)課程教學(xué)中可以創(chuàng )設：集成門(mén)電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路、555定時(shí)器及其應用、D/A及A/D轉換器。

　　3 應用舉例

　　本文以單級阻容耦合共射放大電路為例，介紹基于Multisim技術(shù)的虛擬實(shí)驗環(huán)境的創(chuàng )設。

　　通過(guò)阻容耦合放大電路實(shí)驗環(huán)境，可以開(kāi)展工作在放大狀態(tài)下三極管電流分配關(guān)系，靜態(tài)工作點(diǎn)與三極管飽和、放大、截止三個(gè)狀態(tài)之間的關(guān)系，工作點(diǎn)與溫度的關(guān)系，元件參數對放大倍數、輸入電阻和輸出電阻的影響等實(shí)驗演示教學(xué)。

　　根據教學(xué)需求，創(chuàng )設實(shí)驗環(huán)境，在Multisim上搭建測試電路，圖1為單級阻容耦合共射放大電路，圖2為靜態(tài)測試電路。設置實(shí)驗所需的信號發(fā)生器、電流表和示波器，調整好測試參數。