Multisim10仿真軟件在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應用

摘要：為了提高學(xué)生的學(xué)習積極性，加深學(xué)生對模擬電子技術(shù)的學(xué)習興趣，本文詳細介紹Multisim10在模擬電子技術(shù)中的具體應用，通過(guò)教學(xué)實(shí)例闡述Multisim10在教學(xué)過(guò)程中的應用方法和實(shí)際意義。實(shí)踐結果表明，在教學(xué)過(guò)程中采用Multisim10進(jìn)行電路的仿真分析與計算，使得理論教學(xué)更加直觀(guān)、靈活，從而學(xué)生能夠更好的掌握基礎理論知識，取得良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞：Multisim10；模擬電子技術(shù)；反饋放大電路；仿真分析

0 引言
模擬電子技術(shù)是大學(xué)電子、自動(dòng)化、計算機類(lèi)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎課，它是介于基礎課和專(zhuān)業(yè)課之間的一門(mén)過(guò)渡課程，該課程的教學(xué)效果直接影響到后續專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習。傳統的教學(xué)模式以板書(shū)為主，教學(xué)手段比較單一，而該課程的內容比較抽象，這就使得學(xué)生對基本概念和基本分析方法缺乏清晰的認識。為了提高教學(xué)效果，加深學(xué)生對基礎理論知識的掌握，我們將Multisim10仿真軟件引入到課堂教學(xué)過(guò)程中，及時(shí)幫助學(xué)生接受課堂教學(xué)內容，使學(xué)生感性理解模擬電路知識，將抽象變具體，激發(fā)學(xué)生學(xué)習模擬電子技術(shù)的興趣，強化學(xué)生的自體作用，提高了教學(xué)質(zhì)量。

1 Multisim10功能特點(diǎn)
Multisim10仿真軟件是美國國家儀器(NI)有限公司2007年推出的以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬、數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。作為專(zhuān)業(yè)的應用軟件，它具有以下功能特點(diǎn)。
(1)直觀(guān)地圖形界面。Multisim10把電路原理圖的創(chuàng )建、電路的測試和仿真分析都集成在一個(gè)電路窗口中，整個(gè)操作界面像是一個(gè)電子實(shí)驗工作平臺，實(shí)現“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。
(2)豐富的元器件庫。Multisim10的元器件庫提供數千種電路元器件供實(shí)驗選用，同時(shí)也可以新建或擴充已有的元器件庫，而且建庫所需的元器件參數可以從生產(chǎn)廠(chǎng)商的產(chǎn)品使用手冊中查到，因此也很方便在工程設計中使用。
(3)功能強大的虛擬儀器。Multisim10的虛擬測試儀器儀表種類(lèi)齊全，有一般實(shí)驗用的通用儀器，如萬(wàn)用表、函數信號發(fā)生器、雙蹤示波器、直流電源；而且還有一般實(shí)驗室少有或沒(méi)有的儀器，如波特圖儀、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉換器、失真儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò )分析儀等。
(4)完善的分析功能。Multisim10具有較為詳細的電路分析功能，可以完成電路的瞬態(tài)分析和穩態(tài)分析、時(shí)域和頻域分析、器件的線(xiàn)性和非線(xiàn)性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析等電路分析方法，以幫助設計人員分析電路的性能。
(5)強大的仿真功能。Multisim10可以設計、測試和演示各種電子電路，可以對被仿真電路中的元器件設置各種故障，從而觀(guān)察不同故障情況下的電路工作狀況。在進(jìn)行仿真的同時(shí)，軟件還可以存儲測試點(diǎn)的所有數據，列出被仿真電路的所有元器件清單，以及存儲測試儀器的工作狀態(tài)、顯示波形和具體數據等。
(6)豐富的幫助功能。幫助系統不僅包括軟件本身的操作指南，更重要的是包含有元器件的功能解說(shuō)，Help中的元器件功能解說(shuō)有利于使用EWB進(jìn)行CAI教學(xué)。另外，Multisim10還提供了與國內外流行的印刷電路板設計自動(dòng)化軟件Protel及電路仿真軟件PSpice之間的文件接口，也能通過(guò)Windows的剪貼板把電路圖送往文字處理系統中進(jìn)行編輯排版。支持VHDL和Verilog HDL語(yǔ)言的電路仿真與設計。

2 Multisim10在反饋放大電路教學(xué)中的應用
反饋在電子技術(shù)中得到廣泛的應用，在各種電子設備中，人們經(jīng)常采用反饋的方法來(lái)改善電路的性能，因此反饋放大電路是模擬電子技術(shù)課程中的重點(diǎn)內容之一，但這一章的內容比較抽象，學(xué)生不易理解，將Multisim10仿真軟件引入到課堂教學(xué)中，通過(guò)仿真結果形象生動(dòng)地展示，加強了學(xué)生對基本知識的掌握，達到了良好的教學(xué)效果。本文以負反饋放大電路為例，詳細介紹Multisim10在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應用。
2．1 電壓并聯(lián)負反饋放大電路的仿真分析
利用Multisim10對電壓并聯(lián)負反饋放大電路進(jìn)行仿真分析時(shí)，首先創(chuàng )建電路原理圖，如圖1所示，構建了由集成運放組成的電壓并聯(lián)負反饋放大電路，集成運放選擇理想運放。

加上輸入信號U1，由虛擬雙蹤示波器觀(guān)察輸出電壓U0的波形無(wú)明顯的失真，并且輸入與輸出波形反相，如圖2所示。利用虛擬萬(wàn)用表測得，當輸入電壓UI=999．848mV時(shí)，輸出電壓U0=4．999V，得到閉環(huán)電壓放大倍數為：

由圖1可得到理論計算值，仿真結果與理論計算結果基本一致。