multisim在模拟电子中的应用-本科毕业设计（论文）

西安石油大学本科毕业设计（论文）

Multisim在模拟电子技术教学中的应用研究

摘 要：模拟电子技术是电气工程及其自动化非常关键的一门专业基础课，该课程的教学效果直接影响后续专业课的学习。传统的教学模式已经无法满足课堂的教学质量，学生对基本概念和基本分析方法缺乏清晰的认识。为了弥补传统教学的不足，提高教学效果，加深学生对基础理论知识的掌握，从而引入Multisim仿真软件。可以帮助学生更好的接受课堂教学内容，感性理解模拟电路知识，将抽象变具体，激发学生学习模拟电子技术的兴趣，提高教学质量。实践结果表明，在教学过程中采用Multisim进行电路的仿真分析与计算，使理论教学更加直观灵活，从而学生能够更好的掌握基础理论知识，取得良好的教学效果。

本文应用Multisim仿真软件，贯穿教材中模拟电路的每个单元，对其中的重点、难点内容进行了仿真实验和分析。论文共分为五章:第一章主要介绍选题的背景、课题研究的目标及内容、研究的目的和意义，以及采用的主要研究方法；第二章简单介绍了Multisim技术的发展、软件特点及功能；第三章简单介绍了Multisim在教学中的应用与研究；第四章按照模拟电子技术基础课本顺序对各章主要内容进行具体的仿真和分析；最后一章是对毕业设计的总结。

关键词：Multisim；模拟电子技术；仿真分析

I

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The Application and Research of Analog Electronic

Technology Teaching in Multisim

Abstract：Analog electronic technology is a basic course of the major electrical engineering and automation.The performance of this course largely affects studying effects of other courses.Now the traditional teaching mode can not satisfy the quality we wanted.To overcome the defects of traditional teaching mode and improve teaching quality so that the learners can master the skills.Multisim simulation is introduced.Multisim is a tool that helps students better understand the details, comprehend the analog electronic technology, interest the students and improve the teaching quality.The practice shows that applying Multisim in circuit simulation analysis and calculation makes teaching more intuitive and more flexible.The students would better master theoretical knowledge and the teaching effects get improved.

In this paper，Multisim simulation tool is used in each unit of analog circuit of the course, it carries out simulation analysis and calculation in difficult parts.The paper includes five chapters：chapter 1 introduces the background, target, contents and significance of the topic and the main methods adopted.Chapter 2 presents the development, characteristics and functions of Multisim.Chapter 3 simply introduces Multisim applying in teaching.Simulation and analysis are executed according to sequence of the book titled Analog Electronic Technology in chapter 4.The last part is conclusion of the design.

Keywords：Multisim；Analog electronic technology； Simulation analysis

II

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目 录

1 绪论 ............................................................................................................. 1

1.1 选题的背景 .......................................................................................... 1 1.2 研究的目标及意义 ............................................................................... 1 1.3 可行性分析 ......................................................................................... 2 1.4 主要研究内容 ....................................................................................... 3 1.5 采用的研究方法 .................................................................................... 3 2 Multisim软件介绍 ......................................................................................... 4

2.1 Multisim软件的技术发展 ....................................................................... 4 2.2 Multisim软件的特点 ............................................................................. 4 2.3 Multisim软件的功能 ............................................................................. 6 3 Multisim在教学中的应用研究 ......................................................................... 9

3.1 在理论教学中的应用研究 ...................................................................... 9 3.2 在实验教学中的应用研究 .................................................................... 11 4 Multisim在模拟电子技术中的应用及效果分析 ............................................... 14

4.1 三极管放大电路的仿真与分析 .............................................................. 14

4.1.1 共射极放大电路的仿真与分析 ..................................................... 14 4.1.2 共集电极放大电路的仿真与分析 .................................................. 18 4.2 负反馈电路的仿真与分析 .................................................................... 22

4.2.1 电压串联负反馈的仿真与分析 ..................................................... 22 4.2.2 负反馈放大电路的仿真与分析 ..................................................... 27 4.3 集成运放电路的仿真与分析 ................................................................. 30

4.3.1 加法运算的仿真与分析 ............................................................... 30 4.3.2 减法运算的仿真与分析 ............................................................... 33

5 总结 ........................................................................................................... 35 参考文献 ....................................................................................................... 36 致谢 .............................................................................................................. 38

III

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1 绪论

1.1 选题的背景

从20世纪80年代开始，随着信息技术的快速发展，电子电路的分析与设计方法发生了革命性的变化。虚拟仿真实验技术作为一种新兴的技术迅速崛起，诞生了一大批各具特色的电子电路自动设计(EDA)软件，改变了传统的定量估算及真实的电路实验为基础的电路分析和设计方法。摆脱了在常规电子电工实验室对电路的验证和设计，轻松的把实验室搬到讲台、微机房。国外很多传统实验条件很好的学校，电子电路自动设计软件方面应用已非常广泛，虚拟仿真电子实验在电子类课程的教学中也已普遍使用，电子电路自动设计(EDA)软件作为教学手段和学习探索工具在教学中发挥了很好的功效。据国外研究报告表明，大约有70%以上的中低年级的学生非常乐于使用电子电路自动设计(EDA)软件进行电路的分析和设计，对电子产品的设计基本都要走过模拟仿真这一步，从概念的确立到包括电路原理、PCB版图、机内结构、单片机程序、FPGA的构建及仿真、热稳定分析、外观界面、电磁兼容性分析在内的物理设计，最后到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部都能在计算机上完成[1][2][3]。美国NI公司Multisim软件就是这方面很好的一个工具。在学习电子技术这门课时，往往受教学课时和实验室条件限制，不可能做大量的电子电路实验，脱离了实验，光学抽象的理论知识，非常枯燥。若能一边学习理论知识一边进行虚拟仿真实验验证，不仅可以加深对抽象枯燥概念的理解，同时从计算机屏幕上能直观地看到虚拟仪表显示的实验数据和虚拟示波器显示的波形。把书本上死的、静止的概念转化为活的、生动的、能看得见的数据和波形。解决理论电子技术难教与难学的矛盾问题。学生可以很好、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表，从而学生的成就感得以体现，激发了学生的学习兴趣。

1.2 研究的目标及意义

对Multisim与模拟电子技术课程教学整合问题进行探讨，具有实践意义。信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，信息技术己经日益成为人类能力拓展的有力工具。信息技术与课程整合是我国教育教学改革的新视点，国家教育部门明确提出教育教学改革内容之一就是对信息技术与课程进行创造性整合[4]。它的研究与实施将对发展学生主体性、创造性和培养学生创新精神、实践能力具有重要意义。虚拟电子仿真工具与电子类课程的整合在国外已经大量应用于各级各类学校的相关课程的教学之中，并且各种教学资源也十分丰富，但是由于国内外教育制度、教学模

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