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职业教育论文-Multisim在电工教学中的应用.doc

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职业教育论文-Multisim在电工教学中的应用.doc

职业教育论文Multisim在电工教学中的应用摘要本文在介绍Multisim9基本功能的基础上,结合电工电子教学实践,进行大胆的尝试,通过一些典型的实例,提出仿真方法和并给出仿真结果,达到了直观教学,一定程度上替代实验实习教学,以达到帮助学生理解原理,提高分析能力的目的。关键词EDA仿真Mulitisim电工电子教学本人从事电工电子教学十数年,深知电工电子理论对于学生的困难,所以在教学中,力求把能开的实验、能上的实习课均尽量开设,虽然因陋就简,或者只是蜻蜓点水,但学生兴致很高,取得了较好的效果。可是学生往往只是满足于好奇心,并不能弄清个中道理。因而直观的实验并不能完全替代理论教学,那么能否兼顾基础理论和直观性呢笔者选择了仿真的手段,从早期的ElectricityWorkBench到后来的Multisim2001,直到现在的Multisim9,都进行了适时的了解与应用,下面就一些典型的电工电子问题举例说明。一、Multisim9的快速入手启动Multisim9后,首先要绘制出一个电路,建立电路主要用到两个工具栏元件和仪器,那么我们就要认识这两个工具栏。如果没有这两个工具栏,可以在菜单栏中的视图工具栏的下拉菜单中勾选元件和仪器即可。1.元件工具栏元件工具栏主要让我们放置一些常用的电路元器件,各图标的含义是电源元件、模拟元件、基础元件、三极管、二极管、TTL集成电路、CMOS集成电路、机电类元件、指示器和三种杂项元件、射频元件等。其中我们常用到的是电源元件和基础元件,基础元件中包括电阻、电容和电感等。2.仪器工具栏仪器工具栏主要用于放置各种虚拟仪器,这些仪器分别是万用表、失真分析仪、功率表、示波器、信号发生器、频率计、四踪示波器、安捷伦信号发生器、波特图示仪、字发生器、逻辑转换器、IV分析仪、逻辑分析仪、安捷伦万用表、网络分析仪、安捷伦示波器、测量探针、频谱分析仪、泰克示波器等。3.绘制简单电路我们以最简单的串联电路为例,先单击元件工具栏中的电源元件图标,将弹出选择元件的对话框,在系列中选择POWER_SOURCE电源,在元件中选择DC_POWER直流电源,再单击确定,然后在电路窗口的适当位置单击,就向Multisim仿真软件中引入了一个直流电源,双击它的图标,可以在参数中改变其电压Voltage大小,或者在标签改变它的名称,在这里我们没作任何改动,就用它的默认值。接下来再添加两个电阻单击元件工具栏中的基础元件图标,同样也弹出选择元件的对话框,在系列中选择RESISTOR电阻,在元件中分别选择20Ω和30Ω,放入电路窗口,为美观一点,单击电阻的图标,可在菜单编辑的下拉菜单中选择90°顺时针方向将它们竖直放置。Multisim仿真中必须要有接地点以便于仿真分析中计算各节点电位,所以一定要向电路中引入一个接地端,方法和引入电源的基本相同,只是在元件中选择DGND数字地或GROUND即可,如果没有引入接地端就会出现电路没有接地,仿真需要至少一条地线的错误提示。为能观察仿真的结果,还必须添加一些测量仪表,这里我们添加两个万用表分别用来测量电路中的电流和R1两端的电压,添加的方法是在仪器工具栏中选择万用表的图标单击,然后在电路窗口适当位置单击便放置了该万用表,双击万用表的图标,会出现该万用表的面板,使万用表XMM1工作于直流电流A的测量方式,万用表XMM2工作于直流电压V的测量方式这是默认的工作方式。最后将电路元件和测量仪器连接起来,连接它们只要单击其引脚,然后移动鼠标到欲连接的另一引脚并单击即可,很是方便,连好的电路后,打开仿真开关,或按快捷键F5便开始运行仿真程序,两表测量出电路中电流为240mA、R1的电压为4.8V,这个结论我们很容易用电工基础的知识来验证。二、基本定理定律的验证电路原理中有很多定理、定律,这些基本定理、定律的掌握和应用对学生学习电路原理有着莫大的帮助,下面我们通过Multisim9来验证其中的一些定理、定律。下面以叠加原理为例加以说明。叠加原理是分析线性电路的一个重要规律,它是指多个电源组成的线性电路,各支路电流或各元件电压等于各电源单独作用时产生的相应电流或电压的代数和。如图所示电路,两个电压源V1、V2和电阻R1、R2、R3构成复杂电路,两个开关J1和J2用于控制这两个电压源是否起作用,首先按A键使电压源V1起作用,而V2则不接入电路用导线替代,相当于电压源V1单独作用,如a图所示,此时测得电流表示数为0.300A,同样使电压源V2单独作用,如b图所示,测得电流表示数为0.450A,然后再让两个电压源均起作用,如c图所示,测得电流表示数为0.750A。显然0.750A0.300A0.450A,故验证了叠加定理。Multisim9仿真软件的功能非常强大,不仅有大量的元器件库、逼真的虚拟仪器,甚至还具有一些3D效果的元件笔者使用的是汉化了的Multisim9教育版,仿真分析方法也比较全面,既可在电子教学中充分展示其才能,也可以在EDA中大显身手。但仿真软件也不是万能的,它只是作为一种辅助手段为我们的教学或设计服务,我们应该将仿真与实践相结合,努力培养出符合社会需要的应用型人才。参考文献1周凯.EWB虚拟电子实验室Multisim7Ultiboard7电子电路设计与应用M.北京电子工业出版社,2005.6.2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,2000.7.3杨欣,王玉凤,刘湘黔.电路设计与仿真基于Multisim8与Protel2004M.北京清华大学出版社,2006.4.

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