Multisim软件在《电路基础》教学中的应用研究

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摘 要： 本文针对《电路基础》课程的特点，在教学实践中引入multisim仿真软件，活跃课堂氛围，激起学生对电路学习的兴趣，增强教学效果，同时提高学生解决实际问题的动手能力，培养创新能力，强化学生作为未来工程师必须具有的工程思想。

关键词： 《电路基础》 multisim软件 应用研究

电子技术课程是电气信息类及相关专业的主干课程，包括电路基础、模拟电子技术、数字电子技术等。而电路基础又是电子技术课程的基础，内容丰富，具有较强的实践性。电路基础通常是大多数院校为相关专业学生开设的第一门工程类课程，所以在教学中应突出工程性，培养学生解决实际问题的能力。本文基于电路基础课程的特点，把Multisim仿真软件运用到教学实践中，不仅活跃课堂氛围，而且培养学生的动手能力和创新能力，强化作为未来工程师必须具有的工程思想。

一、Multisum仿真软件及其特点

Multisim仿真软件由美国国家仪器有限公司开发，是一款专门用于电子线路仿真与设计的EDA工具软件，也是一个完整的集成化设计环境[1][2]。基于虚拟仪表技术对电路进行仿真与分析，使理论教学与实验教学得以结合。软件主要特点如下：

1.图形界面直观

整个操作界面如同电子实验工作台，元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线也和真实仪器一致。

2.元器件库丰富

除基本元件、半导体器件、运算放大器、TTL和DAC、ADC及其他各种部件外，用户还可通过元件编辑器自行创建或修改所需元件模型。

3.测试仪器丰富

除通常的数字万用表、函数信号发生器、双通道示波器、扫频仪、字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪外，还具有瓦特表、失真分析仪、频谱分析仪和网络分析仪等。

4.分析手段完备

除直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真分析、参数扫描分析等功能外，还具有直流扫描分析、批处理分析、用户定义分析、噪声图形分析和射频分析等功能，完全可以符合一般电子电路的分析设计要求。

二、Multisim仿真软件在《电路基础》课程中的应用

1.Multisim软件在教学中的应用

传统电路基础的教学，主要以理论教学为主，注重原理的分析。教学实践中原理的分析又辅以大量复杂的公式推导，多数学生感觉枯燥，提不起学习的兴趣，教学效果不是很理想。为了加深学生对知识点的理解，强化其掌握程度，课程一般会有配套实验。

理想情况下理论教学和实验应当同步，在课堂上讲解完成相关理论知识后当堂即进行相应实验，加深学生对于相关内容的理解。此外也可先进行相关内容的演示实验，以实验结果为基础，分析相应理论知识。在实践中理论教学和实验教学并不能完美地配合，主要原因在于传统的实验都是实物的实验。对于传统的实物实验，首先，实验的准备需要耗费大量的时间，包括器件的准备、连接、调试等过程；其次，实验需要占用较大的空间，实验室的那一套电路实验设备完全搬到课堂上进行实验教学比较困难；再次，即使在课堂上搭建了实物演示电路，实验结果也会因为一般仪表显示屏幕的尺寸限制而不能展示给所有的学生。如果将教学的场所放到实验室则会造成实验室资源的浪费，毕竟在整个电路基础课程教学中还是以理论教学为主，以实验教学为辅。

使用Multisim仿真软件可在理论教学的同时，通过多媒体平台进行实验教学，并可对虚拟仪表显示屏幕自由放大，将结果展示给所有的学生。Multisim软件能够仿真出实物实验相同的实验现象和实验结果，使抽象的概念具体化、形象化、直观化、简单化，加深学生对知识的理解，增强教学效果。

2.MUTISIM软件的应用案例及其分析

课程教学中发现学生初次接触RLC电路时对于各器件上电量的数值、相位关系不能很好地掌握。为使学生深入理解该部分内容，本文利用Mutisim设计了如图一所示的电路，通过虚拟实验的方式分析电量的关系[3]。

图一 RLC交流仿真电路

仿真电路中使用电压表和电流表测出相应器件和支路的电量，使用四通道示波器采集R、L、C两端的波形。图二为示波器一采集的电容和电阻两端的波形，可以直观地掌握RLC串联电路中电容的相位超前电阻90度；同样通过示波器二的波形则可以得到电感的相位滞后电阻90度。此外通过理论计算求得R、L、C两端的电压及电流值，和仿真实验得到的电量值进行比较。理论教学和实验教学相结合，可加深学生的理解。

图二 电阻和电容波形

三、结语

本文基于《电路基础》课程的特点和教学现状，研究Multisim仿真软件在课程教学中的应用。通过教学实践发现，Multisim仿真的引入能够有效结合理论教学和实验教学，加深学生对内容的理解，避免枯燥的纯理论教学，活跃课堂氛围，激发学生的学习兴趣，增强教学效果。如何恰当地把握和利用好包括Multisim仿真软件在内的教学资源，需要不断地实践与探索。

参考文献：

[1]卢艳红.基于Multisim10的电子电路设计、仿真与应用[M].人民邮电出版社，2009.

[2]符强，任风华.Multisim10在《电路与电子学》理论课程中的应用[J].现代计算机，2011（12）：32-34.

[3]祁国权.RLC串联电路谐振特性的Multisim仿真[J].电子设计工程，2012，20（1）：39-41.