Multisim仿真在電工電子教學(xué)中的應(yīng)用

林世平

摘 要：近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也得到了較快的發(fā)展，它是現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用到的方法，是進(jìn)行電子工程設(shè)計(jì)的重要工具，如果用它來做電工電子實(shí)驗(yàn)，可以解決實(shí)驗(yàn)室元器件缺乏和實(shí)驗(yàn)室儀器不合格等問題。將該技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以讓學(xué)生更好地理解和應(yīng)用各種概念及原理，并更好地應(yīng)用各種電工電子儀器的測(cè)量技術(shù)。

關(guān)鍵詞：Multisim 仿真技術(shù) 電工電子實(shí)驗(yàn) 職業(yè)學(xué)校

中圖分類號(hào)：G712.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）02（b）-0190-02

隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，在現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)中常用的一種方式就是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，Multisim 仿真技術(shù)已經(jīng)成為了電子工程設(shè)計(jì)的常用工具。如何在電工電子教學(xué)中應(yīng)用這些計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，讓其為教學(xué)服務(wù)，以此提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，成為當(dāng)前職業(yè)學(xué)校教師面臨的重要問題。

1 電工電子教學(xué)中應(yīng)用Multisim 仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

1.1 通過Multisim 仿真技術(shù)可以直觀展現(xiàn)抽象的內(nèi)容，便于學(xué)生掌握

電工電子課程相對(duì)來說具有很強(qiáng)的抽象性，有很多的概念單純依靠講解學(xué)生很難理解和掌握，學(xué)生在這樣的情況下容易對(duì)課程產(chǎn)生厭煩情緒，課堂效率和課堂質(zhì)量難以得到保證。如果采用Multisim 仿真技術(shù)仿真一些基本電路，通過對(duì)偏置電阻的改變，將輸出波形和靜態(tài)工作點(diǎn)的關(guān)系通過虛擬示波器表現(xiàn)出來，學(xué)生可以通過觀察波形變化，將最佳工作點(diǎn)找到，進(jìn)而了解放大器的輸入和輸出信號(hào)的關(guān)系，對(duì)于飽和失真和截止失真等概念也能很好地理解。這種教學(xué)方式不僅生動(dòng)形象，同時(shí)還便于學(xué)生的理解和掌握[1]。

1.2 Multisim 仿真技術(shù)可以在理論課堂上引入工程實(shí)例，便于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在電工電子課程中有很多的電路概念和分析方法等，這些內(nèi)容具有很強(qiáng)的理論性，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中具有較大難度，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，學(xué)生僅僅能學(xué)習(xí)基本的理論，不能對(duì)其進(jìn)行實(shí)踐性的應(yīng)用，所以學(xué)生也就難以得到感性認(rèn)識(shí)，也就缺乏相應(yīng)的學(xué)習(xí)積極性。如果通過Multisim 仿真技術(shù)動(dòng)態(tài)的演示出555定時(shí)器的各種應(yīng)用來，采用Multisim 仿真技術(shù)對(duì)其進(jìn)行演示后，學(xué)生可以對(duì)其有著更加感性的認(rèn)識(shí)，同時(shí)還增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣。在教師對(duì)555計(jì)數(shù)器進(jìn)行講解時(shí)，學(xué)生就可以更加認(rèn)真的聽講，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自主性得到了很大的提高，變被動(dòng)接受為主動(dòng)學(xué)習(xí)。此外，在學(xué)習(xí)計(jì)數(shù)器和譯碼器等課程時(shí)，教師也可以采用同樣的實(shí)例演示方式，這樣取得的教學(xué)效果更為顯著[2]。

1.3 Multisim 仿真技術(shù)可以更好地鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和綜合能力

在電工電子技術(shù)課程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)相輔相成，缺一不可。將Multisim 仿真技術(shù)應(yīng)用在教學(xué)中，就相當(dāng)于在教室中將各種的元器件和實(shí)驗(yàn)器材等搬入，同時(shí)還可以將課上分析所需的電路實(shí)時(shí)在屏幕上反映出來，儀器可以隨時(shí)調(diào)用，這樣便于學(xué)生對(duì)儀器特性的觀察，同時(shí)也便于對(duì)理論的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。將理論教學(xué)融合于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使得兩者間沒有明確的時(shí)間和空間界限，真正實(shí)現(xiàn)了學(xué)做統(tǒng)一。因?yàn)镸ultisim 具有較強(qiáng)的無損性，所以其電路參數(shù)可以隨時(shí)進(jìn)行改變，這樣可以對(duì)電路在不同參數(shù)時(shí)的不同特性進(jìn)行分析，能夠有效提高學(xué)生的分析和解決問題能力。教師還可以增加一些設(shè)計(jì)型的項(xiàng)目，學(xué)生可以就此進(jìn)行實(shí)用電路的設(shè)計(jì)，能夠有效提高學(xué)生的創(chuàng)新精神。

2 Multisim 仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

對(duì)于Multisim 仿真技術(shù)來說，它可以很好地輔助實(shí)訓(xùn)和教學(xué)。首先，仿真基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生更好地對(duì)課堂教學(xué)中的一些原理和概念等進(jìn)行理解；此外，仿真電路時(shí)，學(xué)生可以熟悉實(shí)驗(yàn)室中常見電子儀器的使用步驟和使用方法，仿真中出現(xiàn)的一些問題，學(xué)生在解決的過程中能夠很好地提升自身的分析和解決問題能力及創(chuàng)新意識(shí)。在Multisim 仿真技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一般會(huì)采用理論教學(xué)-仿真-實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，所謂的理論教學(xué)指的是教師對(duì)課程中的一些基本原理和概念等進(jìn)行講解，仿真指的是學(xué)生在Multisim 仿真技術(shù)環(huán)境中，根據(jù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)要求，采用適合的元器件設(shè)計(jì)相關(guān)原理圖，再將虛擬電路模型構(gòu)建好，然后進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)以此得出仿真結(jié)果。實(shí)驗(yàn)指的是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真時(shí)所構(gòu)建的電路，調(diào)試并對(duì)最終的實(shí)際結(jié)果進(jìn)行觀察。最后，對(duì)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。這種實(shí)驗(yàn)方式完美地結(jié)合了課上學(xué)習(xí)和課下學(xué)習(xí)，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣方面具有很好的效果，同時(shí)還鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，便于課堂效率和課堂質(zhì)量的提高[3]。

3 Multisim 仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用

3.1 滯回比較器實(shí)驗(yàn)

滯回比較器電路，它的輸入信號(hào)是正弦波，通過示波器對(duì)輸入和輸出電壓進(jìn)行觀察。輸入信號(hào)是正弦波，且其幅值是5 V，頻率是1KHZ，將滯回比較器的輸入信號(hào)接入到示波器A中，輸出信號(hào)接入到示波器B通道中，將仿真開關(guān)開啟，將示波器打開，其輸入和輸出波形可以看出，其輸入波形和輸出波形是正弦波和矩形波，滯回比較器的兩個(gè)閾值電壓可以通過游動(dòng)游標(biāo)測(cè)量得到電壓值[4]。

3.2 16進(jìn)制計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)

利用Multisim 仿真技術(shù)將16進(jìn)制計(jì)數(shù)器改進(jìn)成6進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它可以使用異步清零的方式來完成，具體線路圖如圖1所示，采用Multisim 仿真技術(shù)后可能使得實(shí)際呈現(xiàn)效果呈現(xiàn)0-3環(huán)的顯示情況，所以實(shí)現(xiàn)的是4進(jìn)制計(jì)數(shù)器。為什么會(huì)出現(xiàn)該情況呢，清零條件可以通過輸出QC、QB來實(shí)現(xiàn)，但是當(dāng)計(jì)數(shù)由3跳到4時(shí)，QC的狀態(tài)變化為0→1，QB的狀態(tài)變化為1→0，QC此時(shí)會(huì)出現(xiàn)瞬間跳至1的情況，QB此時(shí)并沒有來得及跳到0，所以清零端此時(shí)是0態(tài)，計(jì)數(shù)器全部清零。要想讓這種狀況得到改變，需要將兩個(gè)與門加在QC端，防止QB和QC發(fā)生順態(tài)的現(xiàn)象，可以將其線路圖調(diào)整為圖1。

4 結(jié)語

實(shí)踐證明，在電工電子實(shí)驗(yàn)課程中應(yīng)用Multisim 仿真技術(shù)取得的教學(xué)效果是十分顯著的。在教學(xué)中不僅增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，同時(shí)還便于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到提高，同時(shí)還提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。因?yàn)镸ultisim 仿真技術(shù)不受到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的束縛，對(duì)學(xué)生的主觀能動(dòng)性發(fā)揮具有很好的作用，同時(shí)還便于學(xué)校實(shí)驗(yàn)成本的降低，它已經(jīng)成為了我國當(dāng)前電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的重要方向。

參考文獻(xiàn)

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