摘要:介紹了Multisim10仿真軟件的功能和特點,并通過對差分放大電路零點漂移現(xiàn)象的分析闡述了Multisim在模擬電子技術課程模塊化教學的應用。實踐表明,Multisim仿真能夠克服傳統(tǒng)教學的不足,提升模擬電子技術課程的教學質量。
關鍵詞:Multisim10;模擬電子技術;仿真
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2012)28-6856-03
模塊化教學是根據不同的教學目標將教學內容按培養(yǎng)能力型人才的要求設計成若干個可以相互組合的模塊實施教學的一種方法。它以任務為驅動,以模塊化的項目為形式,循序漸進,有效的簡化教學程序,突出能力要求。
模擬電子技術是高職高專電類學生的一門專業(yè)基礎課,工程實踐性強,要求學生不僅有較強的理論知識還要有一定的動手能力。教師單純的填鴨式教學,學生理解難度大、興趣不高。結合實際需要根據課程教學要求,將知識點分解為整流濾波電路、共射放大電路、射極跟隨器、差分放大電路、功率放大電路、反饋電路、運算放大電路、振蕩電路、穩(wěn)壓電路等多個模塊,通過計算機仿真輔助教學,有助于學生理解,提高學習興趣。
1 Multisim軟件介紹
Multisim10是美國NI(National Instruments)公司開發(fā)的一款用于電子線路設計與仿真的EDA工具軟件。具有以下特點:
?。?)元器件數(shù)據庫豐富,除了擁有數(shù)量繁多的基本電路元器件外,還可以通過元器件編輯器自行創(chuàng)建和修改元件模型。
?。?)虛擬測試儀器儀表種類齊全,通用和專用實驗儀器儀表兼有且支持多臺同時調用。
?。?)分析手段完備,仿真功能強大,通過電路的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)、時域和頻域以及器件的線性和非線性等分析手段實現(xiàn)模擬、數(shù)字、射頻電路的仿真功能。
(4)圖形界面直觀,操作簡潔明了,存儲方式多樣,兼容能力強。
利用Multisim 10構建虛擬實驗電路輔助教學,可以實現(xiàn)教學與實驗同步,方便地對電路原理圖進行修改,測試和分析其不同的技術指標,實現(xiàn)實驗數(shù)據及結果、測試曲線的實時輸出,效率高、速度快;而且實驗中元件的種類和數(shù)量不受任何限制,不消耗實際的電子元器件,成本低廉。它是解決理論教學的呆板和實物實驗過程中效率低、成本高的一種非常有效的方法。
2 實例驗證
差分放大電路是集成運算放大電路中的重要組成部分,一般做為輸入級起到抑制“溫漂”等零點漂移現(xiàn)象的作用,但在理論教學中如何介紹“溫漂”現(xiàn)象,卻存在難點,單純的定義性講述,不好理解,實物實驗驗證也存在實驗條件限制的缺點,而利用Multisim10仿真軟件卻可以很好的解決這個問題。
這里采用兩種狀態(tài)進行對比,一種是如圖1所示的共射放大電路,一種是如圖2所示帶恒流源差分放大電路。
仿真之前,首先設置電路的分析類型為瞬態(tài)分析;掃描方式為線性;掃描溫度為20℃至 90℃;掃描點數(shù)為2點;掃描時間為一個信號周期(即0Sec至0.001Sec)。通過仿真,可以得到圖1待分析節(jié)點V[5]和圖2待分析節(jié)點V[3]的結果分別如圖3和圖4所示。
從圖3和圖4所示的曲線及參數(shù)中可以看出:(1)在輸出電壓上,共射放大電路和差分放大電路均呈現(xiàn)負溫度系數(shù)變化。(2)在電壓偏差比上,當外界溫度從20℃上升到90℃時,共射放大電路大約變化了9.21%;同等條件下,帶恒流源差分放大電路僅變化了0.74%。與共射放大電路相比,差分放大電路共模抑制比KCMR明顯提高了1個數(shù)量級。從而形象生動的驗證差分放大電路具有抑制“溫漂”等“零點漂移”現(xiàn)象。
3 總結
通過以上分析,可以發(fā)現(xiàn)Multisim10仿真軟件在模擬電子技術模塊化教學中應用效果明顯,能夠形象直觀的解決這種專業(yè)基礎課枯燥繁瑣的教學進程,在教學中值得推廣。
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