Multisim仿真在电工电子教学的应用

摘要:近年来,随着经济的发展和科技的进步,计算机仿真技术也得到了较快的发展,它是现代工程设计中经常使用到的方法,是进行电子工程设计的重要工具,如果用它来做电工电子实验,可以解决实验室元器件缺乏和实验室仪器不合格等问题。将该技术应用到实验教学中,可以让学生更好地理解和应用各种概念及原理,并更好地应用各种电工电子仪器的测量技术。

关键词:Multisim；仿真技术；电工电子实验；职业学校

随着科技的进步和发展,在现代工程设计中常用的一种方式就是计算机仿真技术,Multisim仿真技术已经成为了电子工程设计的常用工具。如何在电工电子教学中应用这些计算机仿真技术,让其为教学服务,以此提高教学效率和教学质量,成为当前职业学校教师面临的重要问题。

1电工电子教学中应用Multisim仿真技术的优势分析

1.1通过Multisim仿真技术可以直观展现抽象的内容,便于学生掌握

电工电子课程相对来说具有很强的抽象性,有很多的概念单纯依靠讲解学生很难理解和掌握,学生在这样的情况下容易对课程产生厌烦情绪,课堂效率和课堂质量难以得到保证。如果采用Multisim仿真技术仿真一些基本电路,通过对偏置电阻的改变,将输出波形和静态工作点的关系通过虚拟示波器表现出来,学生可以通过观察波形变化,将最佳工作点找到,进而了解放大器的输入和输出信号的关系,对于饱和失真和截止失真等概念也能很好地理解。这种教学方式不仅生动形象,同时还便于学生的理解和掌握[1]。

1.2Multisim仿真技术可以在理论课堂上引入工程实例,便于激发学生学习兴趣

在电工电子课程中有很多的电路概念和分析方法等,这些内容具有很强的理论性,学生在学习的过程中具有较大难度,采用传统的教学方法,学生仅仅能学习基本的理论,不能对其进行实践性的应用,所以学生也就难以得到感性认识,也就缺乏相应的学习积极性。如果通过Multisim仿真技术动态的演示出555定时器的各种应用来,采用Multisim仿真技术对其进行演示后,学生可以对其有着更加感性的认识,同时还增强了学习兴趣。在教师对555计数器进行讲解时,学生就可以更加认真的听讲,学生的学习积极性和自主性得到了很大的提高,变被动接受为主动学习。此外,在学习计数器和译码器等课程时,教师也可以采用同样的实例演示方式,这样取得的教学效果更为显著[2]。

1.3Multisim仿真技术可以更好地锻炼学生的创新意识和综合能力

在电工电子技术课程中,实验教学和理论教学相辅相成,缺一不可。将Multisim仿真技术应用在教学中,就相当于在教室中将各种的元器件和实验器材等搬入,同时还可以将课上分析所需的电路实时在屏幕上反映出来,仪器可以随时调用,这样便于学生对仪器特性的观察,同时也便于对理论的正确性进行验证。将理论教学融合于实验教学中,使得两者间没有明确的时间和空间界限,真正实现了学做统一。因为Multisim具有较强的无损性,所以其电路参数可以随时进行改变,这样可以对电路在不同参数时的不同特性进行分析,能够有效提高学生的分析和解决问题能力。教师还可以增加一些设计型的项目,学生可以就此进行实用电路的设计,能够有效提高学生的创新精神。

2Multisim仿真技术实验教学

对于Multisim仿真技术来说,它可以很好地辅助实训和教学。首先,仿真基础实验可以让学生更好地对课堂教学中的一些原理和概念等进行理解;此外,仿真电路时,学生可以熟悉实验室中常见电子仪器的使用步骤和使用方法,仿真中出现的一些问题,学生在解决的过程中能够很好地提升自身的分析和解决问题能力及创新意识。在Multisim仿真技术实验教学中,一般会采用理论教学-仿真-实验的教学方式,所谓的理论教学指的是教师对课程中的一些基本原理和概念等进行讲解,仿真指的是学生在Multisim仿真技术环境中,根据相关的实验要求,采用适合的元器件设计相关原理图,再将虚拟电路模型构建好,然后进行仿真实验以此得出仿真结果。实验指的是在实验室进行计算机仿真时所构建的电路,调试并对最终的实际结果进行观察。最后,对实际的实验结果和仿真结果进行对比。这种实验方式完美地结合了课上学习和课下学习,在提高学生学习兴趣方面具有很好的效果,同时还锻炼了学生的自主学习能力,便于课堂效率和课堂质量的提高[3]。

3Multisim仿真技术在实验教学中的具体应用

3.1滞回比较器实验

滞回比较器电路,它的输入信号是正弦波,通过示波器对输入和输出电压进行观察。输入信号是正弦波,且其幅值是5V,频率是1KHZ,将滞回比较器的输入信号接入到示波器A中,输出信号接入到示波器B通道中,将仿真开关开启,将示波器打开,其输入和输出波形可以看出,其输入波形和输出波形是正弦波和矩形波,滞回比较器的两个阈值电压可以通过游动游标测量得到电压值[4]。

3.216进制计数器实验

利用Multisim仿真技术将16进制计数器改进成6进制计数器,它可以使用异步清零的方式来完成,具体线路图如图1所示,采用Multisim仿真技术后可能使得实际呈现效果呈现0-3环的显示情况,所以实现的是4进制计数器。为什么会出现该情况呢,清零条件可以通过输出QC、QB来实现,但是当计数由3跳到4时,QC的状态变化为01,QB的状态变化为10,QC此时会出现瞬间跳至1的情况,QB此时并没有来得及跳到0,所以清零端此时是0态,计数器全部清零。要想让这种状况得到改变,需要将两个与门加在QC端,防止QB和QC发生顺态的现象,可以将其线路图调整为图1。

4结语

实践证明,在电工电子实验课程中应用Multisim仿真技术取得的教学效果是十分显著的。在教学中不仅增强了学生的动手操作能力,同时还便于学生对理论知识的理解和掌握,学生的学习兴趣得到提高,同时还提高了学生的创新能力。因为Multisim仿真技术不受到实验场地和实验设备的束缚,对学生的主观能动性发挥具有很好的作用,同时还便于学校实验成本的降低,它已经成为了我国当前电工电子实验教学发展的重要方向。

参考文献

[1]付洋.Multisim仿真在电工电子实验中的应用[J].实验室研究与探索，2011(4):120-122,126.

[2]冯宝珍.Multisim仿真在电工电子实验中的应用思考[J].电源技术应用,2014(3):120.

[3]陈利恒.Multisim仿真在电工电子实验中的应用[J].无线互联科技,2013(1):184.

[4]肖如杏,房俊龙,杨方,等.基于LaVIEW和Multism的电子电路虚拟实验室[J].东北农业大学学报,2011(4):106-108.

作者：林世平 单位：湛江机电学校