Multisim軟件在電類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用.pdf

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1、Mukisim軟件在電類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用口北部灣職業(yè)技術(shù)學(xué)校李加旺【摘要】介紹Multisim軟件的優(yōu)點(diǎn)及其在仿真實(shí)驗(yàn)中的Muhisim軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的流程，如圖1所示。首先，根據(jù)電應(yīng)用，利用其對LC串聯(lián)諧振回路進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，分析其諧振路的要求或工作原理設(shè)計(jì)正確的原理圖。其次，根據(jù)原理圖在頻率、總電壓與電流相位角、品質(zhì)因數(shù)、選頻特性和通頻帶等，探Multisim工作區(qū)創(chuàng)建仿真電路原理圖，設(shè)置電路參數(shù)，并根據(jù)電討在電類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用Multisim仿真軟件替代真實(shí)實(shí)驗(yàn)，路參數(shù)求出理論結(jié)果及有關(guān)波形圖，從而調(diào)出虛擬儀器進(jìn)行數(shù)增強(qiáng)電類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)

2、的效果。值測量及檢測波形是否正確，如果仿真結(jié)果不正確，應(yīng)分析原因【關(guān)鍵詞】Multisim虛擬仿真LC串聯(lián)諧振實(shí)驗(yàn)教學(xué)并檢查電路參數(shù)設(shè)置及電路連線是否正確。再次，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿【中圖分類號】G【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A真分析，直到仿真結(jié)果與理論完全一致為止。最后，記錄有關(guān)仿【文章編號]0450—9889(2014)03B-0093-03真結(jié)果，進(jìn)行總結(jié)交流并寫出實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告。Multisim是美國liT公司開發(fā)的EDA軟件ElectronicsWorkbench(簡稱“EWB”)的升級版，該軟件專門用于電路仿真設(shè)計(jì)，是目前常用的操作方便、界面直觀、分析功能強(qiáng)大的仿真軟

3、件，它主要完成電路設(shè)計(jì)的原理圖輸入、電路仿真和PLD設(shè)計(jì)等功能。一、Multisim軟件的優(yōu)點(diǎn)及其在仿真實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用(一)Multisim軟件的優(yōu)點(diǎn)Muhisim軟件的主要優(yōu)點(diǎn)有：一是將原理圖的創(chuàng)建、電路的測試分析和結(jié)果的圖表顯示等全部集成到同一個(gè)電路窗口，整個(gè)操作界面如同一個(gè)實(shí)驗(yàn)工作臺，實(shí)驗(yàn)所需的元件、儀表等都存放在一個(gè)平臺上，便于操作。二是該軟件配備了大部分常用電路實(shí)驗(yàn)所需的儀器，如數(shù)字萬用表、函數(shù)信號發(fā)生器、示波器、波特圖示儀、失真儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀和字信號發(fā)生器等虛擬儀器。在MuhisimDatabase元件庫中還存放包括電源類、基本元件

4、類、數(shù)字元件類、模擬元件類、指示部件、控制部件等多種虛擬元件模型，基本滿足一般電路的實(shí)驗(yàn)仿真要求。三是具有直流電路工作點(diǎn)分析、瞬時(shí)分析、傅里葉分析、噪聲分析、失真分析、參數(shù)掃描分析、溫度掃描分析、零極點(diǎn)分析、傳輸函數(shù)分析、靈敏度分析、最壞情況分析、蒙特卡羅分析、直流掃描分析、批處理分析、用戶定義分析、噪聲圖形分析和射頻分析等多種電路基本分析方法，適用于各種基本電路的分析設(shè)計(jì)。在教學(xué)中，如何將這些先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真手段運(yùn)用到電類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)圖1仿真實(shí)驗(yàn)流程圖中去，使之為教學(xué)服務(wù)，改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)手段和方法，提高實(shí)驗(yàn)二、基于Multisim的LC串聯(lián)諧振電路分析

5、(一)LC串聯(lián)諧振電路特I占、教學(xué)質(zhì)量，是教師所面臨的新課題。在RLC串聯(lián)電路中，如果=Xc，電路就發(fā)生串聯(lián)諧振。(--)Multisim軟件在仿真實(shí)驗(yàn)的流程應(yīng)用l在電類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使用Muhisim軟件替代部分真諧振頻率fo=實(shí)實(shí)驗(yàn)，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)基本相同的效果，達(dá)到掌握電路工作諧振時(shí)，因=xc，所以阻抗Izl_=尺，電路呈純原理、驗(yàn)證電路定理、了解電路動態(tài)響應(yīng)過程等的目的。運(yùn)用電阻性，且最小。=arctg=0，即電路的電流總電壓同相位?？梢?，仿真值與理論值基本相同。同理，當(dāng)R=100F~，Q的RU理論值為11．24，測量值為11．21，仿真值理論

6、值也很接近。同喈振時(shí)，兇Z=R，H為最小，所以，電路中的電流，。=lZ}=時(shí)也說明R值越大，Q值就越小。，為最大。1QUur)一2~foCR一．R其中，Q為品質(zhì)數(shù)，其值可達(dá)幾十到幾百。即諧振時(shí)，電感或電窬f的電壓可比輸入電壓大幾十至幾百倍。(二)LC串聯(lián)諧振電路虛擬仿真分析圖3R=20Q相頻特性1．諧振頻率分析。在Muhisim軟件中建立LC串聯(lián)諧振電路圖，并添加寧信號發(fā)生器和伯德圖儀對LC電路進(jìn)行幅頻特性和相頻特性分析，如圖2所示。圖3為仿真運(yùn)行時(shí)伯德圖儀l：顯示的相頻特性曲線，從網(wǎng)3可以看出，當(dāng)f=707．816kHz時(shí)，電路的總電壓與電流相位差接近

7、零，即總電壓與電流相位相同，電路發(fā)生諧振?？筛鶕?jù)圖2電路中參數(shù)計(jì)算：，：———————1————————一：7．0753×105Hz：707z：=．·53kHz-圖4R=200幅頻特性由此可，仿真值理論值基本吻合。4．選頻特性和通頻帶分析。圖4為R=20f~時(shí)的幅頻特性，圖5為R=100f~時(shí)的幅頻特性，根據(jù)圖2的電路參數(shù)可計(jì)算出通頻帶△廠的理論值：Af=fH-fL：。L：—707530Hz—：12589Hz：12．59kHzQ56．2根據(jù)圖4幅頻特性曲線，在低頻端移動游標(biāo)，當(dāng)幅值下降3db時(shí)測得的頻率fL=700．13kHz；在高頻端移動游標(biāo)，當(dāng)幅值下

8、降3db時(shí)測得的頻率=712．987kHz，如岡6所示，通頻帶△戶-TL=712