电路仿真软件在电工电子实验中的应用

（西安工业大学北方信息工程学院，710032）

电路仿真软件在电工电子实验中的应用

郑三婷,胡晓霞,白燕燕

（西安工业大学北方信息工程学院，710032）

就当前电工电子实验教学模式，提出将Multisim电路仿真技术应用于实验教学中，将理论教学、电路仿真和实验环节紧密结合，达到理论与实践结合，理论应用于实践的目的，锻炼了学生的综合实践能力，提高实验教学质量。同时介绍了Multisim软件的功能特点、仿真调试过程等。

电路仿真 ；电工电子 ；实验研究

0 前言

电工电子实验属于专业基础性实验，是高校电类相关专业学生开设的必修基础实验教学环节，在学生理论知识的基础上着重培养其动手能力、综合分析能力、设计创新能力，达到理论与实践结合，理论应用于实践的目的。而传统的教学模式已不能达到教学目标，因此很有必要对电工电子实验教学手段进行适当改革。

随着EDA (电子设计自动化)技术的迅猛发展，出现了使用虚拟仪器设备或器件在电脑上设计电路并对其进行仿真分析的新教学手段。这类仿真软件种类繁多，其中Multisim仿真软件在电类教学过程中更受青睐。它以Windows为基础，可以简单方便地输入硬件电路原理图，配备适当的虚拟测量仪器，具有极强大的电路仿真分析能力。目前，已经有越来越多的高校在电类课程教学和部分实践教学过程中使用该仿真软件。这种教学手段，可以将学生所学理论知识通过仿真清晰形象地显示在电脑上，便于学生理解掌握相关教学内容，同时帮助他们了解电子技术中一些常用测量仪器的使用方法，提高他们的学习热情，也锻炼了他们对理论知识的综合应用能力及实践动手能力，在很大程度上提高了教学质量。

1 Multisim仿真软件的功能特点

Multisim仿真软件，具有如下特点：

第一：Multisim的整个操作界面就像是一个实验操作平台，在同一个标签窗口中进行绘制原理图、测试分析电路并将测试分析的结果以图表的形式展现出来，这一过程直观明了，易学易用。

第二：有自己的元器件库，包含多种元器件及测试仪表，有各种操作指令可根据要求对电路进行不同的仿真测试分析。并且，这些测试仪器以及存放的元器件的外形都跟现实存在的物品十分相似，便于使用。通常在对电路进行仿真分析测试时，有诸如信号发生器、万用表、示波器等众多的虚拟仪器仪表，使用过程与实际电子线路测试可相媲美。

第三：对于元件属性，用户可以根据自己要求自行定义，有现实的和虚拟的之分，能够为用户提供扩展和保障元件模型。拥有傅立叶分析、交流分析、瞬态分析等十八种分析功能。

第四：利用该软件进行仿真分析，由于不需要真实电路环境，相比较而言，其仿真结果不仅快速、准确、显示效果更为形象，而且成本较低、效率较高。

第五：电路仿真是利用Multisim系统工具的模拟功能对电路环境和电路过程进行仿真。这个工作对应着传统电子设计的电路搭试和性能测试。目前，Multisim的这种电路仿真软件已经在许多高等学校中应用于实验教学中，实现理论教学与计算机分析相结合的实践教学。这种仿真环境里面对实验环境进行模拟，是理想化的模拟过程，不存在实物参数的变化，不存在由于实验者的错误操作而对一些电路元器件和仪器设备的损坏，一切都是理想条件不存在元器件的接触不良，不存在由于设备精度而产生的仿真影响等。通过仿真使得学生快速、形象掌握相关理论知识，实现理论与实践的完美结合。

2 基于M ultisim的电工电子实验教学过程

在Multisim软件的基础上，遵循理论教学、实验仿真与实际实践教学相结合的教学手段，学生根据电工电子实验内容，首先在计算机上的Multisim软件环境中绘制完整的实验电路，配备相应的测试仪器仪表后对该电路进行仿真与测试，记录保存各模块实验结果；然后，学生再在具体实验设备上利用实物构建相同的硬件电路进行实际操作，对其进行调试并观察该实际电路得到的实验运行结果，最终对照分析软件仿真结果和实物运行结果。由于仿真用到的仪器和元器件等都是理想化的，因此两者结果会有一定的误差，只要在一定的误差范围内即可。这种实验教学方式在一定程度上激发了学生的学习热情和积极性，将理论教学与实际操作完美结合，实验结果一目了然，学生很容易掌握相关理论知识，达到了提高电工电子实验教学质量的目标。

在具体的电路设计中，根据理论知识设计相关电路，对实际设计出来的电路通常都应进行相应的模拟实验操作，以检验所得设计是否符合实践要求。而这一模拟过程，在实际过程里需要对元件参数进行多次试验，这就用到了多种元件，其结果不仅费时费力，花费的成本相对也较高。如果利用仿真软件进行实验分析验证，则可以省时省力省钱。利用Multisim软件在电工电子实验中的仿真调试过程如图1所示。

3 结论

利用软件Multisim软件进行电工电子实验，这是一种新的实验教学手段，实验过程不但简单易行，且与实际搭建的电路基本相同，其实验仿真测试分析结果快速、准确、形象，同时对于电路设计，其参数修改方便，省时省力省成本。学生通过这个虚拟的仿真实验操作平台验证相应的理论知识，结合实物搭建的电路进行测试结果对比分析，促进学生对理论知识的理解掌握，提高了他们对于实验的积极性和学习热情，在很大程度上可以提高电工电子实验教学质量。这种电路仿真软件在未来教学科研，尤其是在理工科学校的应用前景更为广阔。

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The application of circuit simulation software in electrical and electronic experiment

Hu Xiaoxia,Zheng Santing,Bai Yanyan
(North China College of information engineering,Xi'an Technological University，710032)

On the current electrical and electronic experimental teaching mode,put forward the Multisim circuit simulation technology applied in the experimental teaching, the theoretical teaching,circuit simulation and experimental link closely,to achieve the combination of theory and practice,the theory applied to practice,exercise the students' comprehensive practical ability,improve the quality of experimental teaching.At the same time, the functional characteristics of Multisim software,the process of simulation and debugging are introduced.

circuit simulation;electrical and electronic;experimental study

图1 Multisim软件在电工电子实验中的仿真调试过程