电路仿真软件在电工电子实验中的应用

时间:2022-09-29 10:32:06

电路仿真软件在电工电子实验中的应用

【关键词】电工电子技术 电路仿真软件 实验

电子设计正朝向自动化方向发展,使电路设计教学中开始采用一些虚拟设备,通过仿真分析使原本抽象的教学内容更为直观。电工电子实验教学中引入了电路仿真软件,可以使电路设计更为直观,且有助于教师在教学中针对设计电路进行分析,以提高学生对设计电路的理解能力。

1 Multisim 仿真软件是电子类课程教学中的常用软件

在众多的电路仿真软件中,Multisim 仿真软件是较为常用的,主要在于其操作方便,且电路的仿真分析能力很强。具体操作中,Multisim 仿真软件可以在Windows基础上配备虚拟测量仪器,将电路原理图输入软件操作平台上,就可以启动仿真软件进行仿真教学了。很多开设电子类课程的学校都逐步引进了Multisim 仿真软件,仿真电路在电脑显示器上清晰地呈现出来,不仅激发了学生的学习兴趣,而且还让学生的实践操作能力得到了训练,大大地提高了电工电子教学效率。

2 Multisim软件简述

Multisim软件是Electronics Workbench(简称:EWB)的升级版。作为仿真设计软件,主要用于电子电路的设计,其仿真功能是非常强大的。目前所普遍使用的Multisim软件为Multisim 12.0,与其他的仿真软件相比,Multisim的功能性更强,在虚拟操作中,软件可以提供电路元器件达几千个,还可以提供各种电路设计中所使用的虚拟仪器,包括信号发生器、万用表以及示波器等等,而且这些电路元件和虚拟仪器的图形与实物具有很高的相似性。操作功能上,Multisim软件可以对所设计的电子电路进行演示,对电子电路的操作情况进行测试,且能够设计所需要类型的电路诸如,数字电路、基础电路、射频电路、微控制器电路、接口电路等等。设计者在进行电路设计的时候,可以将Multisim所提供的虚拟元器件利用起来进行电路设计,并将所选择的各种设备连接起来。电路就通过计算机绘制出来。当电路设计完毕之后,还要对各种元器件的参数进行确定,还要测试元器件的性能指标。从电子类课程教学的角度而言,由于Multisim操作简单,学生在短时间内就可以进行基本操作。由于操作简单且仿真软件所涉及的电路直观性较强,因此而在电子类教学中广泛使用。

3 电工电子试验中电路仿真软件的应用

3.1 学生应用Multisim 软件绘制电路仿真图

电工电子试验教学中,以试验教学为主,将理论教学内容融入到实验教学中,以提高学生的理论应用能力。学生应用Multisim 软件绘制电路仿真图,在计算机上启动Multisim 软件,根据试验内容将实验电路绘制出来之后,选择所需要的虚拟电子元器件配备到电路中,并进行仿真操作和测试,将实验结果记录下来。对电路的仿真测试合格之后,学生课可以利用实物将与虚拟电路相同的实际电路构建起来,对电路进行调试,并将调试结果详细地记录下来。在实验操作总,还要仔细观察实际电路的运行状态,以及所获得的运行结果,采用对比分析法对虚拟电路的方针结果与实物运行中所获得的结果进行比照。由于虚拟仿真电路所连接的元器件以及各种仪器设备都是处于理想运行状态,因而虚拟电路和实际电路的运行结果会存在一定的误差。如果误差范围没有超过规定的范围,这个试验操作所获得的结果就是有效的。在电工电子试验中,采用电路仿真软件进行仿真操作,实现了电子类课程的理论教学与实际教学的有效结合,而且还使试验结果更为清晰,加之学生亲自参与虚拟仿真试验,学生对相关理论知识通过试验得到了验证,不仅可以提高电工电子实验教学的质量,还使学生的学习积极性被激发起来。

3.2 Multisim 软件仿真试验的动态观测

对Multisim 软件仿真试验进行动态观测,以流水灯实验为例。

使用Multisim 软件所设计的电路为自行振荡电路和显示器对各种电路轮流显示。按照规定的设计内容,流水灯电路设计需要使用的器具包括四位二进制计数器、译码器、LM555、发光二极管显示器8个。其中,四位二进制计数器是将74IS163连接成为二进制的计数形式。使用指示灯监测其对74IS163的计数进行检测。将三个指示灯接入到地址控制端,使能端都处于使能状态。输出端所连接的是发光二极管显示器,共8个,都连接在LED显示管的负极上。当进行仿真调试的时候,可以看出三个指示灯都按照三位二进制数进行计数发光。与此同时,还将LED显示管依次点亮。当两边的灯都亮起来的时候,就现实译码器5处于低电平状体的时候,所连接的发光二极管就会亮起来,这就可以证明电路设计是有效的。

4 总结

综上所述,计算机技术的发展,人们的生产生活方式都发生了变化。为了促进教学与实践有效结合,一些学校在电工电子实验教学中使用了电路仿真软件,以使学生可以在实验室模式实验,不仅可以激发学生的学习积极性,还能够激发学生对知识探索的兴趣。Multisim软件是电子类实验教学中的常用工具,由于操作简单,学生能够利用软件自主设计电路,由此而使得学生的操作能力得以增强。

参考文献

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