高校电工电子实验教学中仿真软件的运用分析

朱颖莉

（南京铁道职业技术学院，江苏南京210031）

高校电工电子实验教学中仿真软件的运用分析

朱颖莉

（南京铁道职业技术学院，江苏南京210031）

随着社会经济的快速发展，企业对于人才的需求不断提升，尤其在实用人才需要方面，数量不断增多。文章结合当下电工电子教学实际情况，分析了高校电工电子实验教学过程中，如何将仿真软件进行有效应用。

电工电子；实验教学；Multisim软件

前言

电工电子实验教学设计，注重把握教学设计的简便化，能够对教师设计的电路知识更好地进行展现，使学生对电路设计更好地理解。Multisim软件在应用时，能够对实验数据进行有效搜集，对学生操作的故障次数进行汇总，保证实验教学能够提升学生动手能力，并通过数据分析，对学生学习电工电子过程中存在的问题进行较好把握。基于这一点来看，如何发挥Multisim软件的功能，使其与实验教学进行结合，成为高校电工电子实验教学仿真软件应用的一个关键问题。

一、高校电工电子实验教学仿真软件特征分析

（一）丰富性

Multisim软件具有丰富的元件库，能够为实验提供大量的元件模型数据，用户可以设置元件编辑器，建立自己的元件库[1]。

（二）类型齐全

高校电工电子实验教学过程中，使用的仿真软件类型要求较多，在选择过程中，仿真软件必须具有多种类型，能够实现模拟电路仿真需要。Multisim软件可以将数字元件和模拟元件进行有效连接，可以更好地满足电工电子实验需要[2]。

（三）强大的图像显示能力

高校电工电子实验教学过程中，需要保证仿真软件对图像信息进行清晰反映，以满足学生对电路设计理解的需要。Multisim软件具有高度集成的操作界面，能够对电路原理图进行清晰反映，并能够进行相关操作[3]。

（四）分析功能强大

电工电子设计过程中，需要结合电路图对相关功能进行分析，在仿真软件选择过程中，分析功能强大的软件，可以更好地满足电工电子实验教学需要。Multisim软件具有交流分析、瞬态分析、傅里叶分析等功能，能够对设计的电路性能进行快速分析，从而缩短分析时间，提升实验教学的效率和效果。

（五）信息输出方便

从Multisim软件的输入输出接口情况来看，Multisim借助于Spice软件，能够利用网表文件对电路原理图进行自动形成，能够将Multisim环境下创设的电路原理图利用PCB软件进行输出，以满足电路仿真设计需要。

二、高校电工电子实验教学中仿真软件的运用分析

（一）电路仿真图绘制

结合高校电工电子实验教学发展情况来看，学生掌握电路图绘制，是电工电子实验教学必须把握的一个重要内容。电路仿真图绘制时，要注重对教学理论内容进行把握，能够将理论与实验进行有机结合，使学生能够对相关理论进行更好的理解和认知。在这一过程中，学生在进行电路仿真图绘制时，可以利用Multisim软件，根据实验的内容，将电路图进行绘制出来。电路图绘制完成后，就需要根据电路设计的功能，对电路图中涉及到的电力元器件进行加入，能够保证电路设计具有实用性。借助于Multisim软件，学生可以根据自己对知识的理解，进行相应的仿真操作和调试，从而对电路图绘制有一个较好的认知。当学生绘制的电路图符合实际需要后，根据电路图进行实际电路构造，并对组装完成的电路性能进行检测，使学生掌握电路组装的能力[4]。在组装完成后，对电路性能进行测试，这一过程中，学生要注重对电路的运行状态进行把握，并能够对测试的结果进行记录，以此对比虚拟电路与现实电路之间的差异性，使学生对理论知识进行较好的理解和消化。通过虚拟电路图的设计与实际电路图的设计进行结合，学生们能够发现实际电路图设计与虚拟电路图设计存在较大的差异性，实际设计的运行结果可能与理想的状态存在一定的差异性。在分析差异结果时，学生们能够发现，实际设计过程中存在一定的误差，这些误差值是导致差异存在的根本原因。电路仿真图绘制实验的应用，注重提升学生实际动手能力，使学生在具体的操作过程中，对自身设置的电路仿真图缺陷进行发现，有利于加深学生的印象，并提升学生电路图绘制能力。

除此之外，电路设计实验要坚持多元化的教学理念，使学生掌握更多的电路设计。高校电工电子实验教学过程中，涉及到的数字电路设计性实验较多，这一过程中，要求学生能够对多种数字电路有着较好的认知。高校电工电子实验教学时，由于电路设计性实验涉及到的元器件较多，并且种类颇多，想要准备符合实验要求的材料较为困难，这就需要利用仿真软件实现。学生在进行电路设计性实验时，可以借助于Multisim软件的丰富性和类型多样性特点，结合自己的设计思路，进行电路设计。例如设计一个三变量的多数表决电路，在仿真电路设计时，可以借助于3-8编译器的74IS138D实现。具体内容，如图1所示。

图1　三变量多数表决电路

（二）仿真试验动态观测

1.流水灯观测实验

仿真试验动态观测是电工电子实验教学的一个重要组成部分，通过仿真试验动态观测，能够使学生对电工电子设计内容进行更好的理解和掌握。例如在进行流水灯实验时，利用Multisim软件设计自行振荡电路和显示器，实现对电路的轮流显示。流水灯电路设计过程中，首先需要对设计的器具进行准备，之后根据电路对设备性能进行调试。流水灯电路设计需要准备计数器、译码器、发光二极管显示器、LM555。在设计过程中，计数器以二进制计数器为主，将74IS163连接为二进制计数形式。同时，利用指示灯对二进制计数器进行观测，并将流水灯涉及到的三个指示灯接入地址控制端，保证指示灯处于运行状态。发光二极管连接的位置是输出端，设置8个二极管显示器，将其连接在LED的负极上。在对流水灯性能进行检测时，当启动按钮打开后，三个指示灯应该按照二进制数进行计数发光。这一过程中，LED上的显示灯会依次亮起。但是经过仿真试验后，由于在设计或是实际操作过程中，可能导致误差的存在，使LED显示灯在亮起的时候，不是依次亮起，三个指示灯存在灭掉的问题。这一过程中，就需要学生对流水灯设计时可能存在的问题进行探讨，并进行改进，最终保证达到实验目的。

2.晶体管单级放大电路实验

高校电工电子实验教学过程中，晶体管单级放大电路实验是一个较为典型的实验，在实验过程中，要求学生对电路各项性能指标进行测量，从而使学生对电路知识有一个较好的认知。传统的晶体管单级放大电路实验所需要的设备较多，并且检测的时间较长，影响到了实验教学的效率和效果。Multisim软件在应用过程中，能够发挥Multisim软件的分析功能，对晶体管单级放大电路个性指标进行较好的测试和分析，从而使学生对相关理论知识进行更好地理解和掌握。晶体管单级放大电路实验过程中，主要涉及到了双踪示波器、多功能信号发生器、波特图示仪等主要元器件。测量过程中，需要对测量点进行有效选择。一般来说，在进行晶体管单级放大电路测试时，首先需要对静态工作点进行选择，之后调节静态工作点，观察电路输出波形变化，之后分析其对通频带的影响。通过晶体管单级放大电路的观测性实验，加深学生对电工电子理论知识进行理解，强化学生的实践动手能力，使学生更好地发展和进步。

三、结束语

通过上文的分析，可以看出当下高校电工电子实验教学过程中，注重对仿真软件进行有效利用，从而解决实验过程中存在的难题。这一过程中，Multisim软件发挥了日益重要的作用。Multisim软件具有丰富的元器件库、类型齐全、操作界面高度集成等优势，在应用时，能够满足电工电子实验对仿真软件的需求，从而提升实验教学的效率和效果。基于这一点，高校电工电子实验教学过程中，要注重对Multisim软件进行科学、合理的应用，能够将电工电子实验教学的重点、难点、疑点问题进行有效讲解，以满足实际教学需要。

[1]时述有.仿真实验软件与电工电子智能化网络实验教学装置的结合应用[J].中国现代教育装备，2006，8：58-60.

[2]邵辉.电路仿真软件在电工电子实验中的应用[J].电子技术与软件工程，2016，9：88.

[3]白云，柴钰.加强开放式实验教学培养学生的创新能力[J].实验室研究与探索，2010，8：109-112+118.

[4]《中国教育技术装备》2012年总目录（一）（2012年第1期-第21期）[J].中国教育技术装备，2013，1：126-144.

With the rapid development of social economy,the demand for talents is increasing,especially in the area of practical talents.In this paper,based on the actual situation of the current electrical and electronic teaching, the paper analyzes how to use the simulation software in the process of the experiment teaching of the university.

electrical and electronics;experimental teaching;Multisim software

G642

A

2096-000X（2016）24-0098-02

朱颖莉（1969，07-），女，江苏南京人，学历：研究生，毕业于南京航空航天大学，现有职称：中级工程师、中级实验师，研究方向：电机控制。