Multisim仿真教学模式范文

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《计算机仿真杂志》2014年第六期

1multisim仿真软件介绍

NI公司研发的Multisim是一款专门为用户提供的电子电路设计和测试仿真的软件，目前此种软件应用与各行各业，教育行业也作为电子技术专业教学仿真软件，此软件主要集成了目前世界最新的电子元件和MCU，并以图形化为界面，符合标准的计算机辅助软件应用需求，界面风格借助Windows，让用户具有亲切感，更容易上手操作，此款仿真软件的电路仿真完全符合电子技术相关理论原理，用户可完全进行实际仿真。Multisim仿真软件的优越性主要包括以下几点:1)直观的界面效果Multisim软件借助Windows界面风格，软件采用可视化的、图形化的编辑界面，提供一个电子仿真的人机交互界面，软件界面可形容为一个电子实验工作室，可在其软件界面添加各种电子元件，并通过连线形成各种电子电路，而且软件集成了各种数据显示功能，学生可以直接对所设计的电路进行测试，电路搭建原理完全与实际相结合，让学生充分了解电子元件特效和特性，体会到电子技术实验的真实性。2)种类繁多一款好的仿真软件，需要充分仿真真实的各种电子电路，因此软件内需要集成各类电子元件库，而本文所介绍的Multisim软件就具有这一优点，它提供了当前主流的应用元件库，种类多达18000多种元件，每个元件都具有特定的符合和模型，方便用户识别，而且每个电子元件具有属性设置，用户可以通过修改属性参数对元件重新定位。与微软系统软件一样，Multisim软件还提供了用户自定义元件模式，方便用户进行元件模型的创建，更好的满足用户需求。3)仿真能力强大Multisim的仿真引擎是以SPICE3F5和Xspice两种内核为主，不仅具有庞大的电子元件库，而且还提供了大量的仪器仪表元件，利用Electronicworkbench增强功能，将数字和混合模式进行优化。Multisim软件不仅可以设计仿真普通的电子电路而且可以进行电路分析，如傅里叶分析、失真分析、噪声分析等，而这些分析在显示还无法直接让学生体会，同时也为学校节省了大量的资金来购置仪器仪表。4)多种仿真测试仪器Multisim作为专业的电路和电子元件仿真软件，集成了22种虚拟仪器:比如Multimeter(万用表)、FunctionGenerato-er(函数信号发生器)等，虚拟仪器的使用方法和真实一致，而且可以通过设置其属性参数来显示不同信息，在Multi-sim14版本，将提供虚拟仪器自定义功能，方便用户做到灵活设计搭建和仿真分析实验。5)分析功能强大ACAnalysis(交流分析)、TransientAnalysis(瞬态分析)、FourierAnalysis(傅里叶分析)等这些软件分析功能，是Multi-sim软件的一大特色，用户根据仿真电路设置参数，输出结果数据，Multisim就利用仿真数据进行分析，分析范围可设置，并且其分析的结果可作为下一个分析的起始数据，实现分层累计和逐层沿用的功能。6)强大的MCU模块Multisim作为功能强大的EDA电子元件仿真软件，同时也集成了强大的MCU模块，为用户提供定制单片机芯片组，支持语言包括汇编和C语言以及16进制代码，为外部的RAM/ROM和LCD设备电路的仿真提供有力支持。由上总结，Multisim软件具有六大特点，完全符合当前电子技术教学仿真需求，而且由美国NI公司研发的Multisim软件每年都会更新版本，而且可以在线升级，功能会越来越强大，从单一信号到混合信号系统仿真，从单一软件仿真到多种仿真软件协同仿真。Multisim仿真软件对我国电工电子技术课程教学理念的更新和教学手段的改革提供了条件，同时结合多媒体技术，突破理论教学模式，将理论原理模型搬至虚拟实验室中，教师可以详细地分析各种电路的特性，以及参数对电路的影响，进行相当于实际电路的调试分析，实现了理论与实践一体化的教学模式。

2Multisim模拟软件教学模式分析

本文所阐述的Multisim是一款专业的电子仿真软件，与现代的多媒体教学相结合，理论与实际相结合，在教学模式上可分为:指导性教学、互动性教学、实验性教学，而电子技术教学侧重的是学生对电路和电气原理的理解和搭建能力。本文推荐的Multisim12仿真软件由美国NI公司设计的具有友好的界面、元件库丰富的一款教学实验软件，根据构建主义教学原理和探究式教学模式，采用任务分析和讨论驱动形式，开发学生的综合实践能力。理论课堂侧重原理的分析和设计，老师通过掌握学生的理论进度，分配合理的实验任务，二人一组。以学生为主体，借助仿真软件平台呈现真实的任务模型，让学生体会理论和原理指导问题的分析和解决。学生通过电路的设计，自主的学习，探究问题所在，并解决问题，无须再搭建硬件电路而带来学习负担和增加学校的实验成本，这样既培养了学生的动手能力也提高了学生对原理性知识的理解。Multisim是一款具有很强的实物仿真软件，通过在线注册实现永久使用，在实验室内借助多媒体软件和电脑，展现实验内容，交互式讨论教学是一种有利于学生自主分析问题和解决问题的良好教学模式，老师不需要手把手的教学，抛出问题，带领学生按原理设计电路，有利于提高学生的学习兴趣;利于激发学习的主动性;有利于学生创新思维的培养;有利于师生间交流与合作，下面就Multisim软件的教学模式即任务驱动模式进行分析，任务采用循序渐进模式，逐层加深理论与实际的关联。以上任务才用的电子技术理论第五章的电路原理，采用1－2－3－4任务层次模型，展现分析、讨论并最终完成任务的教学模式，让学生完全掌握此章节所描述的电路指标，同时与老师产生互动，剖析问题并解决问题，即增强了学生对理论的理解也培养了学生的实物设计能力。让学生彻底的了解到电路的结构、功能作用、参数性能指标，无需再搭建硬件电路，实现了成本的最小化，同时也培养了学生的实际动手能力。

3Multisim仿真软件实例应用

Multisim仿真软件的实例应用一般有以下几个步骤，根据具体的实验方法和内容进行实例仿真。参照书本理论知识，在Multisim12中设计电路;设定元件参数，了解元件特性，利用Multisim软件进行测量分析;实验过程观察，仿真电路分析并总结，如果设计电路所测结果不正确，可重复步骤2。结果正确，则进行理论分析，写实验实验分析报告，结束。按照上述所描述的实验步骤和内容，可在Multisim软件中利用仿真技术以单管共射极放大电路的仿真为例来分析。步骤1:参照实验方法和内容，第一步了解单管共射放大电路理论知识和原理。在共射极放大电路中含有电流增益和电压增益，是放大倍数控制端，在电路的输入端给定Ui后，加入的为电压增益，而在单管共射放大电路中的输出端会有一个与输入电压相位相反、幅度增大的输出电压信号Uo。为保证电路电压放大不失真，则电路中的电流应保持一定范围。步骤2:确定所要做的实验内容，在Multisim软件中绘制单管共射极放大电路，设定各个元件的参数和性能指标，具体电路设计仿真效果如图2所示。步骤4:在做上述实验的过程中，老师提出修改何种指标可导致输出电压波形发生失真或得到与理论计算一致的答案，由学生动手调节电路中的元件参数，自主分析并实验结果，通过示波器直观的看到输出电压波形与输入电压波形变化，具有实际动态显示效果。培养了学生的分析、动手的能力。经过上述实例仿真分析，可以清楚的了解和认识到Mul-tisim是一款具有多元件库、多仪器仪表、多功能分析的综合性超强的仿真软件，完全符合目前我国电子技术专业的实验教学需求，完全可结合当前电子原理设计需求和社会电工设计人才需求，培养专业性极高的社会性人才。

4总结

Multisim12是NI公司近1年的步骤3:设计并加载电路如图2所示后，调节变阻器Rb1阻值，实行微调，观察仿真软件界面的示波器使输出和输入电压不失真，根据电路原理的计算，可分析出实际的电压放大倍数为1.5倍，相位相反，幅度增大，具体如图3所示。最新仿真软件，更新了MCU模块和补充了电子元件库。Multisim12仿真软件的实验过程是近似实际操作。集成了众多的电子库和虚拟仪器，方便学生进行实际环境模拟和查看，实验过程不需要实物搭建电路，耗时也耗物，由于是全软件仿真，因此可以实现组合式电路仿真，让学生体验更多的实际实验效果，而且教师可以借助多媒体教学方式，展现Multisim的强大功能，将实验课程搬至理论课堂，为学生进行实例讲解，充分的展现电子电路的原理和各种电气分析，理论与实践相结合，使学生充分理论课堂知识的同时，掌握了电子电路的实际应用。Multism仿真技术的教学实例证明，突破了传统的理实一体教学模式;解决了学校在电子实验实践设备成本高，资源匮乏等问题。即满足了当前各类学校的电子专业的教学需求，也培养了新一代社会需求性人才。

作者：张藤予单位：华北电力大学