二、Multisim7在教学中的应用 模拟电子技术是综合性基础理论课程,知识点丰富,不 仅涉及许多元器件内部导电性能的物理分析和数学分析,还 包括静态分析和动态分析,静态工作点分析、交流瞬态分析、 频率分析等。传统讲授法往往先在课堂上通过板书进行理论 分析,再到实验室进行典型电路实验的验证,受到诸多限制。
新兴的集计算机技术和信息技术于一体的多媒体课件又因 其冷漠的面孔有许多负面影响,而Multisim7能解决传统讲 授法和多媒体课件所不能解决的实时动态仿真分析。
1.丰富的学习资源,强大的教学功能。由于Multisim 构建了极其庞大的元器件库模块,每个元器件库模块中又含有数量不等的元件族(Family)。常用的元件族有:电源元件、 基本元件、二极管元件、三极管元件、集成电路元件、CMOS 电路元件等。这些应有尽有的元器件为各类电路的建模创造 了足够的条件,无论是电工基础、模拟电子技术、数字电子 技术的演示和实验,都可以通过建模(放置元件、完成电路 连接)、选择电压或波形测试点、放置测试仪器、运行仿真 分析等步骤(如仿真结果与设计值不符,应重新调整元器件 参数,直至仿真时与设计值相符为止)。在仿真过程中,各 层次的设计都能扩展地了解和掌握更多的知识。如元器件的 名称、种类、性能参数及功能。在电路的测量时,打开仪器 仪表库,对仪器仪表也会有全部的认识和了解,极大地丰富 了书本上没有的信息。
2.打破原有的教学模式,实现理论和实践教学的同步。
在课程的讲授中,由于不受实验室和实验仪器的限制,在多 媒体教学的条件下,随堂即可进行仿真实验,仿真效果最能 吸引学生的注意力,而且能及时地把空洞的理论和看不见、 摸不着的各种参数值、电压值及实际波形活灵活现地展现出 来,清晰地给出了电压及信号的特征和变化的过程。解决了 理论说教与实验结合能同步进行的教学模式,及时地消除了 学生对结论所持的怀疑,做到了一步到位,从而使学生对知 识的理解更加深刻和牢固。’ 3.便于调动学生的学习积极性和创造性。由于这一软 件的功能强大,元器件库齐全,仪器仪表种类充足,就好像给学生提供了一个取之不尽、用之不竭且没有消耗的强有力 的经济支撑。学生只要有灵感,有创造精神就可以自行设计 电路,并能及时地通过试验验证自己的设计是否正确、合理, 是否达到设计目的。从而提高学生的学习兴趣和激发他们的 科技创新欲望,较好地培养具有创新能力的高技能人才。
三、Multisim环境下的电路设计 用Multisim7进行电路设计,无须专门学习计算机控制 语言和各种输入输出指令,无须编写电子电路图的程序,其 逼近真实的集成实验环境,好像在实验室搭接电路。只须在 Multisim7电路设计窗口内放置所设计的虚拟电子元件和虚 拟仪器,并用连线和节点连接相应的虚拟元器件与仪器仪表 的测量接口,就能从虚拟仪器仪表上观察到各种仿真波形和 参数的结果,非常直观方便。其设计步骤如下:
1.进入Multisim7工作环境界面,可方便放置元件和仪 表:从“Transistor”元件箱中调出晶体管,从“Basic” 元件箱中调出电阻、可变电阻、电解电容,从“Source”元 件箱中调出直流电压源和接地符号等,从工作界面的右侧仪 器箱中调出“双踪示波器”“数字万用表”等。按照电路原 理图排列各个元件及测量用的仪表。
2.电路布线:将鼠标器放于元件管脚上或仪器接口上, 鼠标指示变为“+,’形状后,移动鼠标至另一元件管脚, 即完成两者之间的连接。
3.设置参数:用鼠标双击被编辑的元件,在弹出的对话框中设置元件参数。如要设置晶体管的B值为80,则只要 双击该晶体管,点击Value页上EditModel按钮,出现 EditModel对话框,将其中的BF值改为BF=80,即完成对晶体 管的p值的修改。根据表的条件进行实验,填好表,再根据 表中所测数据,在方格纸上画出晶体管的输出特性曲线族。
四、Multisim在教学方面的不足Multisim7优点很多,但也 有不足之处,其主要体现在以下两个方面:1.缺乏实物参 照,难以提高学生的动手能力。2.过于理想化,难以培养 学生如何面对复杂因素和环境的心态。实践表明,在电子技 术的教学中,应用EDA技术软件能有效地解决演示教学中由 于实物演示实验所带来的不确定因素,确保演示成功,有利 于培养学生逻辑思维、工程观点和分析问题与解决问题的能 力,使教学效果显著提高。但是,软件实验不能代替硬件实 验,软件教学只有作为理论教学与硬件实验之间的一个中间 环节,同时也需要在实物实验中加以验证演示电路,以加深 学生对仿真分析的进一步认识。
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