MultiSim在電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程

MultiSim在電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程 摘 要文章對MultiSim仿真軟件進(jìn)行了介紹,探討了其在電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用,利用該虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué),可以克服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的一些不足,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加方便、靈活、直觀,能取得更好的教學(xué)效果。 關(guān)鍵詞電子設(shè)計自動化(EDA) 虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺 MultiSim 仿真 TP391.1A1007-9416(xx)02-0127-01 在科學(xué)技術(shù)日新月異的背景下,隨著教育改革的深入,如何實(shí)現(xiàn)教育技術(shù)現(xiàn)代化、教學(xué) 手段現(xiàn)代化已經(jīng)成為我國教育改革所面臨的一個重要課題。目前,在電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面,國內(nèi)多數(shù)高校仍主要采用實(shí)物元器件進(jìn)行硬件連線測試,大多數(shù)采用面包板或者各種現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)箱。這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式由于受實(shí)驗(yàn)室條件的限制,在給學(xué)生開設(shè)一些擴(kuò)展型、設(shè)計型以及綜合型實(shí)驗(yàn)時將會遇到困難,特別是新器件,新設(shè)備價格昂貴,一般院校的電子學(xué)實(shí)驗(yàn)室更是無法承受。 隨著電子設(shè)計自動化(EDA)技術(shù)的發(fā)展,開創(chuàng)了利用“虛擬儀器”、“虛擬器件”在計算機(jī)上進(jìn)行電子電路設(shè)計和實(shí)驗(yàn)的新方法。目前,在這類仿真軟件中,“虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺”MultiSim較為優(yōu)秀,其應(yīng)用逐步得到推廣。這種新型的虛擬電子實(shí)驗(yàn)技術(shù),在創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)電路時,元器件和測試儀器均可以直接從屏幕圖形中選取,而且軟件中的測試儀器的圖形與實(shí)物外形基本相似。利用MultiSim仿真軟件進(jìn)行電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué),不僅可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)儀器、元器件短缺以及規(guī)格不符合要求等因素,還能利用軟件中提供的各種分析方法,幫助學(xué)生更快、更好地掌握教學(xué)內(nèi)容,加深對概念、原理的理解,并能熟悉常用的電工電子儀器的測量方法,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。 1 仿真實(shí)驗(yàn)操作步驟 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從元件庫選擇元件放到工作區(qū); (2)將工作區(qū)中的元件按照電路布局進(jìn)行放置,并設(shè)置好元件參數(shù),用導(dǎo)線將元件連接起來; (3)在電路中需要觀測的節(jié)點(diǎn)放置、連接電壓、電流表計和示波器、信號發(fā)生器等觀測儀器; (4)根據(jù)測試要求設(shè)定儀器參數(shù),進(jìn)行電路仿真、觀測。 2 電路仿真運(yùn)行 電路創(chuàng)建完畢,點(diǎn)擊“運(yùn)行”開關(guān)后,就可以從萬用表、示波器等測試儀器上讀得電路中被測數(shù)據(jù)。整個仿真運(yùn)行過程可分成以下幾個步驟: (1)數(shù)據(jù)輸入:將已創(chuàng)建的電路圖結(jié)構(gòu)、元器件數(shù)據(jù)讀入,選擇分析方法; (2)參數(shù)設(shè)置:檢查輸入數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),以及電路中的闡述內(nèi)容,對參數(shù)進(jìn)行設(shè)置; (3)電路分析:對輸入信號進(jìn)行分析,形成電路的數(shù)據(jù),并將所得數(shù)據(jù)送至輸出級; (4)數(shù)據(jù)輸出:從測試儀器如示波器或萬用表等上獲得仿真運(yùn)行的結(jié)果。記錄測量的波形圖。 3 MultiSim在電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用舉例 3.1 測試與非門的邏輯功能 (1)首先選擇電子仿真軟件元器件,再選擇“Component”欄中選中“74LS00D”。完成相應(yīng)設(shè)置,將它置于電子平臺上;所示元件部件條其中有A、B、C、D四個按鈕,表示集成4個獨(dú)立的與非門部件。單擊其中一個按鈕選出“AD”任一個鈕,虛化表示被調(diào)出。 (2)單擊電子仿真軟件Multisim 10基本界面元器件欄符號(Place Source信號源庫)按鈕,選取彈出對話框中“Family”欄下的“POWER-SOURCES”系列,再在“Component”欄中分別選中“VCC”和“GROUND”。單擊對話框右上角的“OK”按鈕完成選擇,將電源線和地線調(diào)出,置于電子平臺上。 (3)單擊電子仿真軟件Multisim 10基本界面元器件欄符號(Place Basic)按鈕, 選取彈出對話框中“Family”欄下的“SWITCH”系列,再在“Component”欄中選中“SPDT”,將單刀雙擲開關(guān)調(diào)出,置于電子平臺上,共需4個。調(diào)整開關(guān)水平轉(zhuǎn)向,排列整齊,依次雙擊開關(guān)圖標(biāo),分別將它們的“Key”設(shè)置成1、2(或者A、B)即可。將它們置于電子平臺。 (4)單擊電子仿真軟件Multisim 10基本界面元器件欄符號(Place Indicator)按鈕,選取彈出對話框中“Family”欄下的“PROBE”系列,再拉動“Component”欄下的流動條選中“PROBE-RED”如圖一所示。單擊對話框右上角的“OK”按鈕,將紅色指示燈調(diào)出1個,置于電子平臺上。 (5)單擊電子仿真軟件Multisim 10基本界面虛擬儀器工具條上的“Muleimeter”按鈕,調(diào)出虛擬萬用表“XMM1”,將其放置在電子平臺上,將所調(diào)出元件和儀器組建仿真電路。 (6)雙擊虛擬萬用表圖標(biāo)“XMM1”,將出現(xiàn)它的放大面板,按下放大面板上的“電壓”和“直流,即”兩個按鈕,將它用來測量直流電壓。將以上調(diào)出元件經(jīng)移動后連好仿真電路如圖二所示。 (7)打開仿真開關(guān),按右表所示,分別按動鍵盤上的“A”和“B”鍵,使與非門的兩個輸入端為表中4種情況,從虛擬萬用表的放大面板上讀出各種情況的直流電位,并將電位轉(zhuǎn)換成邏輯狀態(tài)。 4 用與非門組成其他功能門電路 4.1 用與非門組成或門電路 按要求,分別按動鍵盤上的鍵,觀察并記錄指示燈的發(fā)光情況,并將其轉(zhuǎn)換為邏輯狀態(tài)。 4.2 用與