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基于Multisim仿真软件的电工电子实践教学改革

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学 术 论 坛 

基于 Mutsm 仿真软件的电工 电子  lii 实践教学改革 
王 海 波 

( 南职 业技 术 学 院 安 徽 淮 南 2 2 0 ) 淮 301  
摘要 : 讨 利 用M  ts  软件 实现 虚拟 电工 电子 实践 教 学 改革 的 方 法 , 探 li m1 i 1 以具体 实例 说 明利 用 仿 真技 术分 析 电路 的 性 能 实践证 明 : 将  M t i 1 1s iml 应用 到 电工 电子 实践 教 学 中 , 可以有 效 的 弥补现 场 实验 的 不足 , 一种 实现 电工 电 子 实践 教 学 的有 效 办 法。 是  
关键词 : ls 1 仿真 虚拟 仪 器 电工电子 实验  Muti i ml 中图 分 类号 : l   G7   2 文献标 识码 :  A 文章编 号 : 0 79 1 ( 0 10 —2 1 2 1 0 —4 62 1 )90 2 —   0

The Expe i e   a hi   f m       r m ntTe c ng Re or of El c r c a   e t o c Ba e o M ul i i   e t i   nd El c r ni   s d  n  ts m
W ANG  -b   Hai o

( an nVo ain l n   c ncl lg Hu ia  3 0 1Chn ) Hu ia  ct a a dTeh ia Col e, an n2 2 0 , ia   o     e
Abs rct Thep p rd srbe   yofee t ca   lcr ni  xp r e  e c ngw i   ta :   a e  e c i sawa    lc r  nd ee to c e e m ntta hi   t mos d nc d ee to i  sg  o t aem utsm 1 I   i i h ta va e  lc r n cdein s fw r  lii I . n  
s e i c e m p e he vit li tu e sw e e u e  o o s r e a d t s t   a a e e s o  h   i c i ,a  urh r a l i  sc r i d Ot   n t   a e o   p c f   xa l ,t   rua nsr m nt i   r   s d t   b e v   n   e t he p r m t r  ft e c r u t nd f t e   naysswa   a re   l i   he c s  f   t c omp e t r m e e s c a g . th sb e   r v d t a   it a  x rm e   a   a e u  o   f i n y i   x e m e t . t si e d a k n    f c i e wa st   on n   a t r  h n e I  a   e n p o e   h t r u le pe pa v i ntc n m k   p f rde c e c  n e p r i i n s I    nd e    i d of e tv   y  o i e i p e e te e t c a d ee ton c e p rm e tt a hi g. m lm n   l c r   n   l c r i  x e i n  e c n   i

Ke   y wor :m ut i l sm uai   vru lnsr e s lcrca  lcr n ce p rm e   ds lsm   i lt i 1 on i a  tum nt t i  ee t  nd ee to i  x e i nt i

电工 电子 技 术 是 高 职 机 电类 专 业 的一 门实 践性 很 强 的 专 业 技  术 基础 课 , 照 传 统 的 教 学 方 式就 是到 实 验 室 用 实 物搭 接 电路 ,用  按

时也增加了耗 材成 本[ 。 1 随着 电子技术和计 算机信 息技术的发展 , 】   实验室维护管理将更加方便 。 另外 , 仿真软件 内的  我们 可以借 助美国国家仪器有 限公司 ( t n l ntu ns简称  没有元件 的损耗 , Na o a Isrme t, i   虚拟仪器不仅 品种齐全 , 而且技术指标 高 , 最大程度上减小 了实验  NI*来推 出的功 能强大 的E A电路仿真软件Mut i 1来做 仿  ) D ls i m  1   真实验 , 使用软件提供 的元件 、 仪器 完成 电路搭接和结果观察 , 从而  的 误 差 。 () 2高指标的虚拟仪器 。 ls Muti im仿真软件具有很多高指标 的虚  可 以把 抽象 深奥 的理 论知 识直 观 形 象 地 展 现 在 学生 面前 。 时实 验   同


仪 器 、 备 观 察 结 果 得 出 结 论 。 此 同 时 , 于 该 门课 程 的 内 容 之  设 与 由 () 1仿真 实验 没有干扰信 号。 真实验 比真实 的实验更能反映  仿 广、 定律 之 多 , 括 直 流 电路 分 析 、 流 电路 分析 、 拟 电 子 技术 、 包 交 模 数  实 验 的本 质 , 加 准确 、 实 、 象 。 且 仿 真 实验 不 需 要真 实环 境  更 真 形 而 字 电子 技 术 等 等 , 样 不 仅 使 得 教 师 和 实 验 室 的 工 作 量 很 大 , 同  这 的介入 , 软件 中有取之不尽 、 用之不竭 的元器件 , 而且实验过程中也 

2 、M utsm 仿 真软 件 在 电 工 电子 实践 课 教 学 中 的优 势  l i i

比如 说 , 通 道 的 数 字 存 储 示 波 器 高 达 1 0MHZ 可  双 00 , 的过 程 也 可 以搬 上 多 媒 体 屏幕 , ( 与( 电工 电子 技 术  论课 教 学 融 为  拟仪 器 设 备 。 理 用黑、 绿 、 、 、 种颜 色显示波形 , 红、 蓝 青 紫6 可以卷动时间轴 , 用数显  体 , 而使得 电工电子实践教学 更加方便和灵 活。 从   游 标 对 电压 进 行 精 确 测 量 ; 字 万 用 表 电流 量 程 0.   数 01“A 一   1 Mu tsm 仿真 软 件 的特 点  、 lii 99 9 KA, 电压 量 程 00 “ — 9 9 V, 些 指 标 在 实 际仪 器 中是难 以  .1 V 9 K 这 Mut i ls i m仿真软 件是基于 P * 台的 电子设计软件 , C 其内核  实 现 的 。  

是S I E P C 数/模混合仿 真系统。 该软件界面简单 , 通过仿真 , 不需 要  () 3弥补了实验经费 不足的缺憾 。 传统 的实践教学需要有仪器  搭 建真正的电路物理 结构和使用真实的测试仪器 而获得 电路的许  设 备 和 元 器 件 的 支 持 , 得 有 些 学 校 所 能 开 出 的 实 验 项 目受 到 限  使 多 测 试 参 数 , 当 于 一 个 设 备 先 进 、 能 完 备 的 大 型 电子 实 验 室 。 相 功   制 , 仿 真 实 验 弥 补 了 因 实 验 仪 器及 经 费 不 足 造 成 的 缺憾 。 外 , 而 另 仿  Mut i 软 件 的 突 出优 点 是 将 电路 图输 入 、P C 仿 真 器 、 ls im S IE 元  真 实 验 可 以通 过软 件 升 级 就 能保 持 实 验 室 的先 进 性 。 些 需 要 价 格  一 器件库 、 仪表库集成并融合在一起 。 使用时 , 只要找到所要用的元器  昂贵 的 仪 器 而 无法 开 展 的实 验 , 过 仿 真 就 能 够容 易实 现 。 以 ,   通 所 仿 件, 按照设计思想连接线路 , 连接测试仪器 , 再 打开 电源开关 , 可  真软件的使用 , 以极大程度 的开 阔学 生的视野 , 就 可 软件 中提供 了大 
以得到 测试数据 , 并观察到 测试波 形。 在Mut i 软件的元器件库  ls im 中, 提供 了各种无源器件 、 源器件 、 有 晶体管 、 集成运算放大器 、 数字  器件和各种显示器件等。 在仪器库中, 提供 了函数信号发生器 、 数字  万用表 、 示波器 、 字信号发生器 、 逻辑分析仪 、 逻辑转换仪等仪器 。 借  助 该 软 件 可 以进 行 各 种 电路 的仿 真 , 成 各 种 电路 实验 , 不 用 担  完 而
心器件被烧 坏。  

量 的 虚 拟 仪 表 , 些 虚 拟 仪 表 与 现 实 生 活 中 的 仪 表 使 用 方 法相 似 , 这  

而有些仪表 , 价格 非常 昂贵 , 现实中实验室可能无力购买, 而通过仿  真软件 中对这类仪表的使用 , 于学生以后走上工作岗位对这些仪  对 表设备 的直接上手操作使 用大有裨 益。   () 4使学生进行研 究性和探 索性实验成为 可能。 真实验可作  仿 为学 生创 造性 思维的检验* 台。 传统 的实验教学 , 任课老师在课前 

。  

学术 论 坛 
巴 器设 备准备好 , 仪 学生按照实验 步骤按部 就班 的进 行 , 很少有机  容 时 , 仅靠传统 的教学方法对 电流定律的变化理解 存在 困难 。   按 自己的 思 维开 展 设 计 性 实 验 。 仿 真 实验 满 足 了不 同 层 次学 生  而 利 用 Mut i 真 软 件 分 析 基 尔 霍 夫 电 流 定 律 电路 如 图 1 li m仿 s 所  勺 要 , 学生进 行研究性和探索 性实验成为 可能。 需 使   示。 由测试的结果可知 : 电流表Al 的读 数为2 0 9 .8mA, 电流表A 的  2 () l s 5Mut i i m仿真软件具有数字 、 模拟及数字/ 模拟混合 电路的  读数为 19 4 .7mA, 电流表A3 的读 数为40 3 .6 mA, 根据 图l 中电流表  疗 真能力 ; 还提供 了电路 的直流工 作点分析 、 瞬态分析 、 傅立 叶分  的 方 向 , 容 易 验 证 了基 尔 霍 夫 电 流 定 律 。 很   斤 噪声和失真分析等1种 常用的 电路仿 真分析方法 。 些分析 方  、 5 这 3   l i 真 软件 在 电子技 术 中的应 用 . Mut m仿 2 i s   莹 本能满 足一般 电路 的分 析设计要求 。 基   下面通过分压式偏置放大 电路的仿 真分析来说 明Mut i 仿  ls im

} ut i 仿真 软 件 在 电工 电子教 学中 的应 用举 例  、M lsm i 3   ls .Mu i 1 ti 真 软件 在 电路 分 析 中的应 用 m仿  

真软件在 电子技术课程 中的应用【 图2 2 ] 中Rb 为可调 电阻, 。 l 按动A键  可 以将R l b 的阻值变大 , 从而将基极 电位降低 ; 如果 同时按S i hf t键 

下 面通 过 基尔 霍 夫 电流 定 律 的 仿 真 分 析 来 说 明Mut  ̄ 仿 真  lsm i 极 管直流工作点的 目的。 双击 示波器 图标将 其面板展 开 , 即可观察  欠 件在电路分析 中的应用 , 基尔霍夫 电流定律是电路理论 中非常重  到 如 图3 示 的 输 入 与 输 出 波 形 图 。 所   手 的基本定律 , 是电路理论教学的重点内容。 生在 学*这部 分内  学 通过该仿 真 电路可 以达 到以下 目的 :1加深对共射极基 本放  () A1   A2   大 电 路 放 大 特 性 的理 解 ; ) * 静 态 工 作 点Q的测 量 和 调 整 方 法 ; (学 2   () 3观察Rc b 对静态 工作点及交流放 大特性 的影响 ;4学*放  和R l ()

和A键 , 以将R l 可 b 的阻值变小 , 而将基极 电位提 高, 从 达到调整三 

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大器 动态指标Au Au 、ir等 的测量方法 。 、 sr、o  
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4、 结 语 
有人可能也会担心 , 虚拟电子实验室的使用对学生实际动手能  力 的培养很 不利 , 这种担心其实是不必要 的, 因为虚拟 电子实验室 
的应用通常是在实验 的设*锥 , 它并不完全替代真实电路的制作  与测 试 , 不 过 在 制 作之 前 , 只 先对 设 计 进 行 仿真 分 析 , 深 对 电路 结  加 构 的理解 , 熟悉各种测试仪器仪表 的功能用法 , 不仅可以大大提 高  实 际制作的成功率 , 而且对真实仪器仪表的操作也大有益处【 在实  3 】 。 际应 用 中 , l s /真软 件 不 仅能 将 实 验 室 搬 到 理 论 课 堂 的教 学   Mut i / im{ 中, 防止理论与实践 的脱节 , 进行 仿真 , 先 再实 际操作 , 可以少走弯  路, 节省时 间, 减少器件的损耗。 因此 , 将仿真技术 弓入( i 《 电工 电子技  术  教学 中, 不仅能够很好地 培养学生的动手能力 , 更会加强学生的  电路分析水*和综合应用能力[] 电工 电子技术实践教学提高到  4, 把


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R 5  

图 1 基 尔 霍 夫 电 流 定 律 仿 真 分 析 

个新的水* 。  

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参 考 文 献 

[] 1 张丽萍  utsm 1 .仿真软件在模拟 电路实验 中的应用[] M lii  OO J. 实 
验科 学 与技 术 , 0 ( 06 2 91 )1~6   0 2 [] 2 吕玉 明. 横  屯子 技 术[ ]大 连 : 理 工 大 学 出版 社,0 84 ~ M. 大连 2 0 :7  
4 . 8 

图 2 分压 式偏 置 放 大 电 路 的 仿 真 分 析 

[ j伍婧. 3 虚拟 电子 实验 室的应用优势初探[ ]河北软件职业技术  L. 】 学 院 学报 ,0 91 )5 O  2 0 ( 15 ~6 .   [] 斌 盛。 文 婷 .utsm在 电类 实 验教 学 中 的应 用 叩]实 验 室 研  4谢 邓 M lii .
究 与 探 索,0 962 3~2 4  2 0 ()1 1.

基金项 目   淮 南职业技 术学院重点教 学研 究项 目,项 目编 号:H X 8   3 0 —1
作 者 简 介 

王 海 波 (     一 ) 19 3 7 ,男 ,安徽 淮南人 ,讲 师 ,20      6年 毕业  0 于安徽理工 大学 ,获 工学硕 士学位 ,主要从事 单片机及 E A方  D
面 的教 学 研 究 。  

图 3输 入 与输 出 波 形 图 




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