Multisim在電路課程中的價值

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本文作者：謝東壘、張磊、田亞超 單位：河南理工大學 電氣工程與自動化學院

電路課程是電氣自動化、通訊、電子信息工程、計算機等專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，電路課程理論嚴密、邏輯性強，物理概念多，與工程聯系緊密，對培養(yǎng)學生的科學思維、靈活應用所學知識的能力，樹立理論聯系實際的工程觀點，提高分析問題和解決問題的能力都有重要作用。但是由于實驗條件的限制，不能很好地將所學理論知識與相關實驗相結合，為此可以借助軟件進行仿真實驗，從而提高學生對理論知識的理解和認識。

multisim軟件是加拿大InteractiveImageTechnologies公司推出的Windows環(huán)境下的電路仿真軟件，是一個專門用于仿真與設計的工具軟件，而且還適用于板級的模擬／數字電路板的設計工作。利用Multisim軟件進行電路仿真分析與設計，首先可以省去價格高昂的電子元器件和實驗設備的費用，其次還可以搭建一些實驗室難以完成的電路，而且還可以完成各種電路的設計、性能分析和有關參數的測試等大量的工作，提高學生的綜合分析、設計電路的能力。

1Multisim在頻率特性分析中的應用

為了直觀觀察電路的頻率特性，需要準確描繪出頻率響應曲線，這往往不是一件容易的事。通過運用Multisim軟件不僅能夠有效地解決這個問題，而且可以十分便捷地調整參數以分析各個參數對于頻率特性的影響。建立如圖2的仿真電路，以節(jié)點（3）為輸出節(jié)點進行交流分析，得到如圖3的頻率響應曲線，從圖中可以很直觀地發(fā)現在諧振頻率處出現峰值，即電阻兩端電壓達到最大，在諧振頻率處，輸出輸入同相位。為分析不同的電路參數對頻率特性的影響，利用參數掃描分析，分別取電容值為51nF、1.1nF，得到如圖4所示的掃描結果，從圖中可以清楚的看出當電路參數、保持不變，改變電容值，只是改變了電路的中心頻率，對于電路的通頻帶、選頻特性等其他性能影響不大。同樣分別取電阻值為100Ω、200Ω，利用參數掃描分析，得到如圖5所示的掃描結果，從圖中可以直觀地看出，當電阻值發(fā)生變化時，中心頻率不變，即中心頻率與無關；但電路的通頻帶、選頻特性都將隨著的改變而改變。

2Multisim在三相電路分析中的應用

三相電路是日常生活和工業(yè)生產中應用最為廣泛的電路系統(tǒng)，因此三相電路的學習是電路課程的重要內容。但是由于三相電路的電壓一般都比較高，在進行三相電路實驗時危險性比較大，因此有些實驗很難在傳統(tǒng)的實驗臺上完成，而利用Multisim進行仿真可以有效解決這個難題。在三相系統(tǒng)中，短路故障最多，而且會使電路系統(tǒng)發(fā)生復雜的暫態(tài)現象，這些現象在一般的實驗課程中無法實現，利用Multisim強大的元器件庫可以仿真多種故障現象，而且可以清楚地觀察到故障發(fā)生前后電路電壓和電流的變化情況。利用Multisim搭建如圖6所示的三相仿真電路圖，首先通過觀察四通道示波器XSC2所顯示的如圖7所示的波形來判別三相電源的相序。然后以A相直接接地短路為例，在某一時刻按下開關，發(fā)生A相接地短路故障，通過示波器觀察故障前后輸出波形和電壓的變化，如圖8所示?？梢园l(fā)現A相電壓發(fā)生抖動后趨于0，B、C兩相電壓發(fā)生抖動后數值變大，再在某一時刻斷開開關，故障排除，電壓又重新恢復正常。此外，利用以上的仿真電路，通過增加元器件，還可以仿真如兩相短路、兩相接地短路、三相接地短路等更加復雜的三相電路故障，從而幫助學生加深對三相系統(tǒng)的理解與認識。

3結束語

Multisim軟件不僅在電路課程中發(fā)揮著重要作用，而且在電子電路和通信電路等課程中也得到了廣泛的應用。利用Multisim軟件進行實驗仿真，方便安全，并且結果精確，現象直觀，雖然不能完全取代實際實驗，但是對于培養(yǎng)學生的對于實驗的綜合分析與設計能力卻是發(fā)揮著至關重要的作用