Multisim在电工教学中的应用论文

　　〔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POWERSOURCE（电源），在元件中选择DCPOWER（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20和30，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Multisim7amp；Ultiboard7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Protel2004〔M〕。北京：清华大学出版社，2006。4。