基于multisim 10的模拟电路教学初探

摘要:随着电子技术的飞速发展和各种仿真软件的不断涌现,电路仿真也越来越多的应用到模拟电路课堂教学中来。Multisim 10是一款专业的电路仿真软件,利用其自带的元件库搭建多种电路,不仅能真实地分析电路的工作过程,还可生成PCB板。

关键词:模拟电路 Multisim 10 共射放大电路

一、前言

模拟电路是一门实践性很强的电类专业技术基础课程,内容比较抽象,不易理解,在传统课堂教学中需用实际器件搭建各种电路。实验室的电子元器件由于教学班级较多、利用率较高容易损坏,而且元器件的更新和淘汰非常迅速,所以单独依赖实际的元器件来完成模拟电路教学比较被动。从培养学生运用知识和提高动手能力出发,采用传统教学和计算机模拟仿真相结合的方式,可以方便实现模拟电路的分析和设计,使模拟电路的教学更为直观和高效。Multisim 10就是这样一款功能非常强大的电路仿真软件。

二、Multisim 10及其应用

(一) Multisim 10简介

Multisim是加拿大图像交互技术公司(简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具,它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。Multisim 被美国NI公司收购以后,其性能更是得到了极大的提升。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学的教学工作。通过Multisim和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。目前在各高校教学中普遍使用Multisim2001,网上最为普遍的是Multisim 9,NI于2007年08月26日发行NI系列电子电路设计软件,NI Multisim v 10作为其中一个组成部分包含于其中。本文以multisim 10实现共射放大电路电路为例,介绍其在模拟电路教学中的应用。

(二) Multisim 10应用步骤

用Multisim 10完成仿真的一般步骤是:创建仿真电路图确定仿真分析手段启动 Mmutisim 10仿真完成仿真分析。

三、教学实例

(一) 创建仿真电路图

首先确定电路原理图;然后打开Mmutisim 10,通过元件工具栏(Component Toolbar)选择合适的元器件;通过仪表工具栏(Instrument Toolbar)选择合适仪表;再用导线把所选用的元器件、仪器仪表进行连接;最后根据需要合理地调整元器件和仪器仪表的位置,最后得到图1所示的仿真电路。

(二)工作过程仿真

1.时用仿真电压表测得 , 静态工作点处于放大区;

2.打开仿真开关,用双踪示波器显示输入和输出电压波形(图2)。

3.观察输入、输出电压波形,可看出放大后波形基本上不失真,移动指针到信号的最大值处,从双踪示波器的数据栏中读出相关数据。

不失真电压放大倍数,与理论计算值相差不大。

4.改变的值,使三极管工作在截止区和饱和区,可观察饱和失真与截止失真波形。

5.频率特性如图3所示。可看出该放大电路的下限频率约为19Hz,上限频率为21MHz。

(三) PCB板生成

首先确保电路中所有元器件都有合适的封装,打开transfer菜单下面的transfer to ultiboard 10即可转到制版环境,可利用其提供的自动布线也可手动布线完成制版,如图4所示。其中J1、J2是信号源端子和直流电源端子,

四、结束语

由以上示例可知运用Multisim 10软件进行仿真设计,不仅可以提高模拟实验教学的质量以及学生们的实验兴趣;同时还能解决传统实验教学中存在着的设备紧张、仪器陈旧等问题;同时对于开发学生的学习潜能、拓展设计内容和思维空间有着很大的帮助。但由于虚拟器件存在着虚拟的特点,在真实性方面与实际的硬件仪器仪表存在着比较大的差距,并不能完全替代传统的实验手段。所以在实际的模拟实验教学过程中,只有要把硬件的仪器仪表和Multisim 10仿真软件结合起来,把现代化手段与传统实验有机的结合起来,发挥各自的优势,才能收到事半功倍的效果。

参考文献:

[1]熊伟、侯传教、梁青等:《Multisim 7 电路设计及仿真应用》[M].北京:清华大学出版社,2005;

[2]李冬生:《EDA仿真与虚拟仪器技术》[M].北京:高等教育出版社,2004。