Multisim仿真软件在非电专业电工学实验教学中的应用,该文是仿真软件论文范文检索与电工学和Multisim仿真软件和实验教学有关论文范文资料.
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摘 要：电工学是一门应用性很强的非电类专业基础课程,教学过程中有大量实验课程.该课程实验教学中存在的问题,可恰当使用Multisim仿真软件来进行教学辅助.本文以Multisim仿真软件在电工学中的两个应用为例,通过分析仿真过程和结果,说明在电工学实验教学中引入Multisim能使学生更好地掌握课程内容,提高学生的学习兴趣,有利于培养学生的综合能力和创新能力,有效提高实验教学质量.
关键词：电工学；Multisim仿真；实验教学
“电工学”即“电工与电子技术”,是电路分析、数字电子技术,模拟电子技术等电类基础学科的共称,是其他非电理工类专业学生学习的基础课程[1].电工电子技术的应用十分广泛,而且发展迅速,学生通过本课程的学习,能够获得电工电子技术的基本理论知识和基本技能,解决本专业相关的一些实际问题.该课程传统的教育模式是重理论、轻实验,已不适合应用性强、技术和产品更新快的“电工学”课程,不能满足社会对应用型复合技术人才的需求[2].传统实验教学的实验设备种类和数量少,而非电理工类专业的学生数量庞大.学生对实验设备往往不能完全按照操作规范操作,对设备的损耗严重,常常满足不了需求.非电专业电工学实验教学改革已迫在眉睫.随着计算机技术的迅速发展,推出了很多电路仿真软件,其中Multisim电子线路仿真软件功能强大,元器件数据库种类众多,标准化的仿真仪器,几乎能够完成实验室所有的电子线路实验.在实验课教学改革中,适当引入Multisim仿真软件,与传统实验有机结合,有利于提高学生的综合能力和创新能力[3~6].
一、Multisim 仿真软件的功能
Multisim是由美国NI公司开发的仿真软件,该软件采用图形操作界面虚拟仿真了一个与实际情况非常相似的电子电路实验工作台,人机界面友好,容易使用和操作.Multisim软件包含12 个元件库,其中电源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟集成元件库、TTL元件库,CMOS元件库,涵盖了几乎电工学实验中会用到的所有元件[7].软件还提供了大量虚拟仪器仪表进行电路的仿真测试和研究,这些虚拟仪器仪表的操作、使用、设置和观测方法与真实仪器几乎完全相同,就像在真实的实验环境使用仪器.这些仪器能够方便地监测电路工作情况并对仿真结果进行显示和测量.软件具有强大的搜索功能,可方便快捷地找到所需元件和仪表,图形化的操作界面,学生在调取所需元件和虚拟仪表后,对电路原理图进行构建,简单直观,不受时间和空间限制.学生可以根据电工学课程内容,实现相关定理和理论的验证型仿真实验,加深对概念、原理的理解；学生也可以根据实际需求实现设计型仿真实验,进一步培养学生的综合分析能力和创新能力.
二、Multisim 软件在电工学实
验教学中的应用举例
(一)验证型仿真实验
基极分压式静态工作点稳定的共射放大仿真实验电路如图1所示,测得小信号晶体管（2N222A）的VBE 等于0.75（V ）,β 等于220 ,分析电路的静态工作点和电压放大倍数.
首先对静态工作点进行理论分析（估算法）如下：
静态工作点的仿真分析：Multisim12的仿真结果如图2所示.
仿真测量估算电压放大倍数 ,示波器仿真测量如图3所示,
根据理论分析和仿真测量数据的对比,可知仿真分析数据与理论估算数据基本一致,说明仿真实验对实际电路的分析具有指导意义,使学生对放大电路的静态分析和动态分析有直观的理解.学生还可以根据电工学课堂讲授的电路定理,比如叠加定理和戴维南定理,自行设计验证型的仿真实验,能使学生更好地掌握课程内容,提高学生的学习兴趣.
(二)设计型仿真实验
设计一个交通指示灯控制电路.选择4位双向移位寄存器74LS194和门电路实现.在一个循环周期内,红、绿、黄三色灯依次点亮24s、20s、4s时长.为简化电路,调整时钟控制脉冲信号CP的周期为4s,则相应红、绿、黄三色灯依次点亮时长的CP周期书为6、5、1；为满足有效状态数（6+5+1）等于12的需要,将两块74LS194级联扩展为8位右移移位寄存器；取输
仿真电路如图4所示.
观测仿真结果发现,红灯、绿灯、黄灯按照规定的CP周期依次点亮,说明仿真实验成功.学生还可以根据自己的专业需求设计仿真实验,若仿真结果正确可制作实际电路,有利于培养学生的综合能力和创新能力.
三、结论
在电工学实验教学中,恰当的引入Multisim仿真软件,与实验室传统实验配合使用,二者相辅相成.Multisim仿真软件可根据需要设计不同类型的仿真实验,在课堂中讲授电路定理和定律的时候,引导学生利用仿真软件自行设计验证型实验,加深学生对相关概念和定理的理解,使枯燥的课堂教学变得生动起来.在熟练掌握电工学基本知识的基础上,可引导学生开展设计型仿真实验,仿真实验中不消耗任何元器件,电路修改方便,实验成本低.仿真测试成功后,可进一步培养学生的实践动手能力,与传统实验相结合制作实际电路,真正完成整体设计,有利于培养学生的综合能力和创新能力.
参考文献
[1] 王新乡.本科高校非电专业电工学课程教学探讨[J]. 集美大学学报,2013,14（1）：119-121.
[2] 职燕.电工电子学在非电专业教学中的改革与研究[J]. 中国电力教育,2014（33）：56,64.
[3] 白乐斌,屈展.Multisim软件在电工电子技术课程中的应用[J]. 天津电大报,2016,20（3）：21-25.
[4] 焦贺彬.基于Multisim的电子电路仿真研究[J]. 技术研发,2015（22）：148-150.
[5] 王结南.Multisim软件在《电工技术》课程教学中的应用[J].鄂州大学学报,2016（4）：106-108.
[6] 刘红晶.Multisim在《电工基础》教学中的应用与实践[J].杭州国际海运职业技术学报,2016（1）：48-51.
[7] 王连英,Multisim12电子线路设计与实验[M]. 北京：高等教育出版社,2015.
归纳上文：这是一篇适合不知如何写电工学和Multisim仿真软件和实验教学方面的仿真软件专业大学硕士和本科毕业论文以及关于仿真软件论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料.
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