仿真软件Multisim在电子技术基础教学中的应用.docx

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1、仿真软件Mu1tisim在电子技术基础教学中的应用国家级培训结业论文仿真软件MU1tiSi1n在电子技术基础教学中的应用作者姓名：何继贤单位：望城县雷锋职业中学所学专业：电子技术应用邮政编码：4102时间：2008年全国重点建设职业教育师资培训基地电子科技大学仿真软件MU1tiSiin在电子技术基础教学中的应用摘要本文根据作者在职业中专的电子专业教学实践,介绍了在职业中专电子技术基础课程教学中应用电子仿真软件MU1tiSim9.O进行虚拟教学实验的通常方法与几个实例。通过这些实例，我们能够看到仿真软件MUItiSim在职业中专电子技术基础课程教学中，其直观的虚拟仪器、强大的分析功能与方便的修改

2、电路结构与更换元件参数的能力，使我们能够很好的熟悉各类基本电路的特性，从而成为一种极好的直观教学方法，同时也解决一部分学校的教学仪器设备不足或者有些电子实验不容易看到过程的问题。利用计算机的电子设计自动化(EDA)技术也是电子技术基础课程教学未来的进展趋势。关键词：Mu1tisim,电子技术，电路仿真，虚拟实验室。弓I言：电子技术基础是职业中专电子专业一门要紧的专业基础课程，长期以来，职业中专电子技术基础课程的教学，是以理论课教学、课程实验等教学环节构成。随着电子技术的飞速进展，新器件与新的实验方法层出不穷，传统的实验教学方法有点落后于时代的进展。因此我们在专业教学实践的过程中，逐步确立了实际

3、操作与计算机模拟仿真相结合的实验教学方式，利用现代科技条件并充分挖掘现有仪器设备的潜力，从培养学生运用知识与提高实际工作能力出发，突出创新教育，注重对学生创新能力的培养，形成一个灵活多样、习惯不一致层次、不一致专业要求的新型的实验课教学体系，以习惯面向21世纪人才培养的需要。我们在专业教学实践的过程中，结合理论教学，利用电子仿真软件MUItiSin1在微机上进行基础验证与模拟实验，作为教学的补充。使学生增强对电路的感性认识，掌握各类常用仪器的基本使用、电路参数的测试方法。我们使用工作在WINDoWSXP平台上的MU1tiSin19.0软件。实验可由教师结合教学内容通过多媒体教学演示完成也可由学

4、生在课外参照有关课后实验完成。通过人机交互的方式，能使每个人都能动手连接电路,进行元件接线，参数设定。连线后就能够用软件提供的虚拟仪器进行测试，同时能够随时修改与分析电路，并与理论计算结果进行参照。通过MU1tiSim9.0软件可随时修改电路结构与调整各元件参数的特点,分析电路结构及各元件参数对电路的作用与影响。学生通过使用虚拟软件，能够同时学习电子技术与计算机的使用技巧，不仅掌握了通用电路的测试技巧，加强对电路原理的懂得，同时还接触了先进的信息技术，从而更有信心面对将来工作中遇到的挑战。方法与内容：用Mu1tisim来进行仿真实验的方法通常有下列几个步骤:1、根据所学电路的原理图，在MUIt

5、iSim9.O中画出电路图，模拟连接电路;2、确定元件参数，用软件所提供的虚拟仪器或者各类分析方法进行测量分析；3、观察实验结果是否正确，假如不正确或者想看元件改变后对结果的影响，重复第2步;4、得到正确结果，与理论计算进行参照比较，写实验分析报告，结束。下面我们通过几个实例来看仿真软件Mu1tiSim的应用：一、二极管伏安特性曲线的测试：(1)测试二极管的正向特性按下图在MUItiSim9.O中画出实验电路如下：U2改变V1的电压值分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、5V等数值时，每次均打开仿真开关观测仿真电压表与电流表的计数，并记入下表中。正向电压V1(V)00.20.40.

6、60.81235正向电流Iv(mA)00.278u0.0140.5672.0623.821132343二极管两端电压V2(V)00.20.3990.5430.5910.6180.6670.6880.713然后按表中所记录数据，学生能够在直角坐标系上逐点描出二极管正向特性曲线。(2)测试二极管的反向特性按下图在MU1IiSim9.0中画出实验电路如下：U2改变V1的电压值分别为0、20、40、60、80、100、120、140V等数值时，每次均打开仿真开关观测仿真电压表与电流表的计数，并记入下表中。反向电压VI(V)020406080100120140反向电流Iv(mA)00.0210.0430

7、.0640.0850.1540.1980.398二极管两端电压V2(V)019.99839.99659.99479.99299.985100.199100.218从表中能够看出此二极管的反向击穿电压大约为IOOVe按表中所记录数据，学生能够在直角坐标系上逐点描出二极管反向特性曲线。二、共射放大电路有关参数的测试实验电路如图所示:5R43.0k实验内容：(1)在MUItiSin19.0中画出电路图，将QI的放大倍数设为60,先将V2设为短接，即电路处于静态。然后打开仿真开关，调节R3使VC(即电压表读数)为57V,为三极管建立静态工作点。(2)将V2设为5mV、IkHZ的正弦信号，同时在输出端R

8、4上端接入示波器，观察输出电压波形。打开仿真开关后观测到的波形如下：A、将负载电阻R4正常接入时的波形如下:从上图中能够看出输入电压幅值为5mV,而输出电压幅值约为484.785InV,因此这时的放大倍数Av=VoVi=484.785/5=96.96倍B、将负载电阻R4设为开路：双击R4,在出现的对话框中选择FaUIt（故障），然后设置故隙类型为Open（开路），选择故隙的对象1、2引脚（也就是1、2引脚之间开路），然后确定即可。这时的测得的波形如下:从上图中能够看出输入电压幅值为5mV,而输出电压幅值约为727.8mV,因此这时的放大倍数Av=VoVi=727.8/5=145.56倍从上面的

9、波形图同时也能够看出输入输出波形的形状、大小、相位关系及当负载电阻R4对输出波形大小的影响。与实验室做的真实实验并没有什么两样。（3）将放大器继续接入负载R4,然后进行交流分析，以分析出此放大电路的频率特性曲线。方法如下：A.选择菜单SimUIate（仿真）AnaIySeS（分析）ACAna1ysis（交流分析）Simu1ateTransferToo1sReportsOptionsWindowHe1pRunF5PauseF6InstrumentsInteractiveSimu1ationSettings.Digita1Simu1ationSettings.Hc阿省4/园了恒Ana1ysesDC

10、OperatingPoint.图Postprocessor.Simu1ationError1og/AuditTrai1ACAna1ysisTransientAna1ysis.在弹出对话框中填入频率范围等参数如下:再选择OUtVariabIeS（输出变量），选择输出端5（即R4的上端）为分析对象:然后点Sinnnate（仿真）按钮开始仿真分析，得到下面的结果图:(W3P)3SFqdFrequency(Hz)图中上为该电路的幅频特性曲线，下为相频特性曲线。再看看加上游标值的结果图(点VieWShow/hideCursor)：ACAna1ysis单管放大器ACAna1ysis100_“W=S.二一二

11、!:=!1ISiiiiis;一=i111ii-=iI=M.;:I=I=-IOO(MSP)(Dsyqd100x1yix2y2c1xdy1/dx1/dyminxmaxxminymaxyoffsetoffsety24.3424I70.2427I35.1119HI70.7607I35.1119MI517.9384mI28.4804nI1.9307b-1.0000I10.0000GI186.1792mI99.736310.0000100.0000I单管放大器ACAna1ysis100-10-1-100m1100IOkIMIOOMIOG从图能够大致看出此电路频带宽度约为dx=35.IB1Zo三、示波器测量

12、电容的充电特性电容充电过程由于时间过短，是一个在实际实验中用普通示波器比较难以测量与观测到的波形，借助于Mu1tisim提供的虚拟示波器能够方便地加以观察。实验内容：（1）绘制电路图，并给电路中添加上示波器；（2）在打开模拟开关前，为了看清晰很短时间内显示的波形，要进行下面的测量时间设置,当测试时间到了，其示波器就停止测试了,下：.2-10k中汰这样我们才能看到想看到的波形，其设置步骤如IIExiTrigXSC1之ABIri手1OnF电容充电测量电路A、选择SimU1ate菜单下的InteraCtiVeSimU1ationSettings（当前仿真设置）,窗口中会弹出如下图的仪器环境设置对话框

13、;B、在对话框Initia1ConditiOnS（初始环境设置）中选择:USe1defined（用户定义）；C、设置AndySiS（分析）的参数中的Endti1ne为OoOOIs,其余取消选中,作用是将仿确实时间设为从0到0.OOO1S这段时间，以方使我们观测;(3)打开模拟开关，能够看到当时间一到0.00OIS时，这时模拟就停止了，调整示波器的水平及垂直刻度的比例，这时屏幕上能够显示波形；(4)调整Y的衰减与X的时基值及时间轴的左右滚动条，使显示器的波形显示到合适的大小，这时就能够显示出一个完好的电容充电的过程。小结:1、用Mu1tisim9.O进行仿真实验，实验过程是非常接近实际操作的效果

14、的。各元器件选择范围广，参数修改也很方便，不可能象实际操作那样多次地把元件焊下而损坏元件与印刷电路板，使电路调试变得快捷方便。对电子技术基础课程中的大部分电路都能应用，不仅能用于对单个电路特性与原理进行验证，也能就用于多级的组合电路。2、MU1IiSim9.0软件不但提供了各类丰富的分立元件与集成电路等元器件，还提供了各类丰富的虚拟仪器：数字万用表、双踪示波器、信号发生器、波特图示仪（扫频仪）等。是一个全开放性的仿真实验平台,给我们提供了一个实验器具比较完整的电子仿真实验室。能够在任意组合的实验环境中，搭建实验。可用常规的调试方法如测量各点电压、电流、波形等来调试与测量电路。关于较大规模的电路，可分级接线与调试。通过元件复制或者单级电路的复制来完成整个电路的组装，同样也就适用于较大型的设计性电路实验。3、MUItiSim9.0为我们提供了一个很好的有用工具，使我们能够在教学过程中随时提供实验、演示与电路分析。教师能够在多媒体教室中直观地分析