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在模拟电子技术多媒体课堂教学中Multisim2001的应用
摘要：本文介绍Multisim2001仿真功能，并将Multisim2001引入理论教学中，作为理论教学的辅助手段，结合具体实例说明Multisim2001仿真过程，给出了相应的仿真波形和仿真结果，经实践，在理论课堂上使模拟电子技术教学更形象、灵活、更贴近电子工程实际，以达到帮助学生理解原理，提高分析能力的目的。
关键词：Multisim 模拟电子技术 仿真 应用
Abstract:The paper gives a brief introduction of the emulational function of Mulitisim2001.It takes Multisim2001 as a supplemental method in theoretical teaching .Through examples it illustrates the emulation process of Multisim2001.The paper also presents the relevant emulational wave and reault .The use of analog electronic technology in classroom teaching is more vivid ,more flexible and even closer to read electronic engineering,thus can help students to understand its working theory as well as to improve their ability to analyse.
Key wordes:Mulitisim,Analog electronic technology,Emulation,Util
引言
《模拟电子技术》是一门实践性很强的专业基础课，长期以来，《模拟电子技术》理论课堂教学，是以黑板加粉笔的传统教学方法，教师授课时只能对电路原理和运行结果进行讲解和描述，由于很多学生在此之前没有接触过电子元器件和电子电路，这样会使学生较难理解电路的原理和实际功能，不能达到最佳的教学效果，同时也影响学生的学习兴趣。如果教师使用多媒体教学将计算机仿真技术（multisim2001）运用到电路或元件的分析中，在讲解电路原理的同时使用仿真软件模拟电路的运行过程和输出曲线，通过实时改变电路元件的参数输出一系列仿真曲线，可以使学生直观地看到各元件的作用，促进学生对电路原理的理解和元器件在电路中的作用的充分认识，使学生更容易掌握所学的内容，从而提高课堂教学质量。
1 Multisim2001简介
Multisim2001是加拿大Interactive Image Technologies公司于2001年推出的最新版Electronic Work-bench，最具有特色的电路输入/仿真模块；Multisim2001具有友好的用户界而.虚拟仪器齐全.包括示波器、万用表、功率计、函数发生器、扫频仪、失真度分析仪、频谱分析仪、逻辑分析仪和网络分析仪等等；能进行多种仿真分析: DC分析、AC分析、瞬态分析、傅立叶分析、噪声分析、失真度分析、灵敏度分析、参数扫描分析、温度扫描分析、零极点分析、转换参数分析等16种，非常适宜模拟电子技术教学中的演示教学。它较常用旧版EWB5.0和EWB5.12有很大的改进.主要有:1)重新验证元件库中所有元件模型，使其更加准确可靠；2)允许用户自定义元器件的属性；3)提高数字电路仿真的速度；4)允许子电路当作一个元器件使用，从而增大了电路的仿真规模；5)根据电路图形的大小程序能自动调整电路窗口尺寸，不需要人工干预；6) 除具备EWB原有的数字万用表、信号发生器等通用仪器外，还新增了失真分析仪、频谱分析仪、网络分析仪等在一般实验室难得一见的高档仪器;并且所有仪器都可多台同时调用。7）开设EDA parts.com网站，为用户提供元器件模型的扩充和技术支持。
2 Multisim2001在模拟电子技术多媒体课堂教学中辅助作用
在《模拟电子技术》理论教学中，可以用Multisim2001软件仿真电路性能的电路很多，现仅举几例加以说明。
2.1在讲解PN结单向导电性时的应用
在讲解PN结单向导电性时，传统的教学方法，教师只能对PN结在正偏、反偏时内部的微观现象加以讲解和描述，最终得到PN结正偏时处于导通状态，反偏时处于截止状态。如果辅加计算机仿真，可以使学生对教师的讲解理解的更透彻。例如：实验电路如图（一）所示。（说明二极管就是由PN结构成）
图（一）PN结单向导电性的测试电路
拨动仿真开关，按space一次连接电路中的开关，可见电路（a）中的灯亮，说明二极管导通；电路（b）中灯不亮说明二极管截止。
2.2在讲解三极管输入特性曲线时的应用
实验电路如图（二）所示
图（二）三极管输入特性曲线的测试电路
输入信号为1kHz，10V的三角波信号。打开电源开关，即可观察三极管输入特性曲线的形成。如图（三）所示。
图（三）三极管输入特性曲线的波形
2.3在讲解NPN共射放大电路时的应用
实验电路如图（四）所示
输入信号为1kHz，10mV的正弦波信号，直流电压为12V。
图（四）NPN共射极放大电路的测试
通过电路仿真可得以下结论：
（1）可测试出静态工作点的电压和电流，对直流计算结果进行验证；如图（四）所示
（2）测试输入输出电压的波形，可以验证共射极放大器是倒相器，并可验证输入信号与输出信号相反。如图（五）所示
图（五）输入与输出波形的比较
2.4 在讲解放大电路的非线性失真时的应用
实验电路如图（四）所示。
图（六）静态工作点设置不合适产生的波形失真
通过电路仿真可得以下结论：
当调整基极电阻时（单击R键增大基极电阻，单击shift+R键减小基极电阻），可观察波形产生失真的变化情况，可调整Q点的位置，Q点过高产生饱和失真，Q点过低产生截止失真，从中也可了解到，要想消除失真，调整基极电阻即可。波形如图（七）所示。（蓝色为输入波形，红色为输出波形）
图（七）失真后的波形
3结论
由以上应用可以看出，我们在理论教学过程中，利用Multisim仿真软件，在计算机上进行基础理论验证的模拟实验，把实验与理论有机地结合起来，使学生在学习模拟电子技术课程的过程中对教学内容感到言之有物，真实可信，不仅增加了教学的层面，提高了学生学习的兴趣，而且可以收到事半功倍的效果。
参考文献：
[1] 付植桐，《电子技术》[M]。 北京： 高等教育出版社，2000
[2] 赵世强、许杰、荆炳礼、王兴亮、王瑜，《电子电路EDA技术》[M]。西安：西安电子科技术大学出版社，2000
[3]吴恒玉，《ＥＷＢ在电子技术中的应用之研究》[J]，渤海大学学报2005.1
[4]郑步生，吴渭，MuItisin 2001电路设计及仿真人门与应用[M].北京:电子工业出版社，2002.
作者简介：唐民丽，女，1967，5，12，辽宁阜新人，讲师，硕士在读，1989、7毕业于阜新矿业学院电气自动化专业，现从事电子商务和电子技术教学及研究工作联系方式：
关键词：Multisim 模拟电子技术 仿真 应用
Abstract:The paper gives a brief introduction of the emulational function of Mulitisim2001.It takes Multisim2001 as a supplemental method in theoretical teaching .Through examples it illustrates the emulation process of Multisim2001.The paper also presents the relevant emulational wave and reault .The use of analog electronic technology in classroom teaching is more vivid ,more flexible and even closer to read electronic engineering,thus can help students to understand its working theory as well as to improve their ability to analyse.
Key wordes:Mulitisim,Analog electronic technology,Emulation,Util
引言
《模拟电子技术》是一门实践性很强的专业基础课，长期以来，《模拟电子技术》理论课堂教学，是以黑板加粉笔的传统教学方法，教师授课时只能对电路原理和运行结果进行讲解和描述，由于很多学生在此之前没有接触过电子元器件和电子电路，这样会使学生较难理解电路的原理和实际功能，不能达到最佳的教学效果，同时也影响学生的学习兴趣。如果教师使用多媒体教学将计算机仿真技术（multisim2001）运用到电路或元件的分析中，在讲解电路原理的同时使用仿真软件模拟电路的运行过程和输出曲线，通过实时改变电路元件的参数输出一系列仿真曲线，可以使学生直观地看到各元件的作用，促进学生对电路原理的理解和元器件在电路中的作用的充分认识，使学生更容易掌握所学的内容，从而提高课堂教学质量。
1 Multisim2001简介
Multisim2001是加拿大Interactive Image Technologies公司于2001年推出的最新版Electronic Work-bench，最具有特色的电路输入/仿真模块；Multisim2001具有友好的用户界而.虚拟仪器齐全.包括示波器、万用表、功率计、函数发生器、扫频仪、失真度分析仪、频谱分析仪、逻辑分析仪和网络分析仪等等；能进行多种仿真分析: DC分析、AC分析、瞬态分析、傅立叶分析、噪声分析、失真度分析、灵敏度分析、参数扫描分析、温度扫描分析、零极点分析、转换参数分析等16种，非常适宜模拟电子技术教学中的演示教学。它较常用旧版EWB5.0和EWB5.12有很大的改进.主要有:1)重新验证元件库中所有元件模型，使其更加准确可靠；2)允许用户自定义元器件的属性；3)提高数字电路仿真的速度；4)允许子电路当作一个元器件使用，从而增大了电路的仿真规模；5)根据电路图形的大小程序能自动调整电路窗口尺寸，不需要人工干预；6) 除具备EWB原有的数字万用表、信号发生器等通用仪器外，还新增了失真分析仪、频谱分析仪、网络分析仪等在一般实验室难得一见的高档仪器;并且所有仪器都可多台同时调用。7）开设EDA parts.com网站，为用户提供元器件模型的扩充和技术支持。
2 Multisim2001在模拟电子技术多媒体课堂教学中辅助作用
在《模拟电子技术》理论教学中，可以用Multisim2001软件仿真电路性能的电路很多，现仅举几例加以说明。
2.1在讲解PN结单向导电性时的应用
在讲解PN结单向导电性时，传统的教学方法，教师只能对PN结在正偏、反偏时内部的微观现象加以讲解和描述，最终得到PN结正偏时处于导通状态，反偏时处于截止状态。如果辅加计算机仿真，可以使学生对教师的讲解理解的更透彻。例如：实验电路如图（一）所示。（说明二极管就是由PN结构成）
图（一）PN结单向导电性的测试电路
拨动仿真开关，按space一次连接电路中的开关，可见电路（a）中的灯亮，说明二极管导通；电路（b）中灯不亮说明二极管截止。
2.2在讲解三极管输入特性曲线时的应用
实验电路如图（二）所示
图（二）三极管输入特性曲线的测试电路
输入信号为1kHz，10V的三角波信号。打开电源开关，即可观察三极管输入特性曲线的形成。如图（三）所示。
图（三）三极管输入特性曲线的波形
2.3在讲解NPN共射放大电路时的应用
实验电路如图（四）所示
输入信号为1kHz，10mV的正弦波信号，直流电压为12V。
图（四）NPN共射极放大电路的测试
通过电路仿真可得以下结论：
（1）可测试出静态工作点的电压和电流，对直流计算结果进行验证；如图（四）所示
（2）测试输入输出电压的波形，可以验证共射极放大器是倒相器，并可验证输入信号与输出信号相反。如图（五）所示
图（五）输入与输出波形的比较
2.4 在讲解放大电路的非线性失真时的应用
实验电路如图（四）所示。
图（六）静态工作点设置不合适产生的波形失真
通过电路仿真可得以下结论：
当调整基极电阻时（单击R键增大基极电阻，单击shift+R键减小基极电阻），可观察波形产生失真的变化情况，可调整Q点的位置，Q点过高产生饱和失真，Q点过低产生截止失真，从中也可了解到，要想消除失真，调整基极电阻即可。波形如图（七）所示。（蓝色为输入波形，红色为输出波形）
图（七）失真后的波形
3结论
由以上应用可以看出，我们在理论教学过程中，利用Multisim仿真软件，在计算机上进行基础理论验证的模拟实验，把实验与理论有机地结合起来，使学生在学习模拟电子技术课程的过程中对教学内容感到言之有物，真实可信，不仅增加了教学的层面，提高了学生学习的兴趣，而且可以收到事半功倍的效果。
参考文献：
[1] 付植桐，《电子技术》[M]。 北京： 高等教育出版社，2000
[2] 赵世强、许杰、荆炳礼、王兴亮、王瑜，《电子电路EDA技术》[M]。西安：西安电子科技术大学出版社，2000
[3]吴恒玉，《ＥＷＢ在电子技术中的应用之研究》[J]，渤海大学学报2005.1
[4]郑步生，吴渭，MuItisin 2001电路设计及仿真人门与应用[M].北京:电子工业出版社，2002.
作者简介：唐民丽，女，1967，5，12，辽宁阜新人，讲师，硕士在读，1989、7毕业于阜新矿业学院电气自动化专业，现从事电子商务和电子技术教学及研究工作联系方式：
