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電路仿真軟件范文第1篇

關(guān)鍵詞：仿真；差動放大電路；共模抑制比；差模輸出

中圖分類號：TP319文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)16-3884-03

模擬電子技術(shù)是電子信息類專業(yè)的一門主干課程，該課程中的核心元件為二極管和三極管。這些器件不同于電阻和電容之處在于它們的非線性，以及分析的過程中往往交直流共存。加上學(xué)生在實驗室的時間有限，缺乏直觀的認(rèn)識，給學(xué)生的認(rèn)識帶來困難。該文以模擬電子技術(shù)課程中基本的差動放大器電路為例，介紹了Proteus在電路仿真中的應(yīng)用，分析了電路參數(shù)的改變對電路的影響。在課堂教學(xué)中引入Proteus，使教學(xué)更加生動，貼近實際。對提高學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力有非常好的促進(jìn)作用。

圖5 2.3輸出波形的觀察

在差模輸入時，如果輸入信號的正極性端接T1管的基極，由于共射電路的倒相性，單端輸出從T1管的集電極對地的輸出電壓是和輸入差模信號倒相的，相反，對于同樣的輸入信號，從T2管的集電極輸出電壓是和輸入電壓同相的，如圖5所示，分別是單端輸出時的兩個輸出電壓及差模輸入電壓。

雙端輸出時，如果選擇T1管的集電極為輸出電壓的正極性端，則輸出電壓與輸入電壓同相，否則反相。

該文以模擬電子技術(shù)中的差動放大電路為例介紹了Proteus軟件在電路模擬和仿真中的應(yīng)用，在課堂教學(xué)中使課堂更加生動，靈活，達(dá)到了幫助學(xué)生理解原理，提高分析問題的能力。相信這種生動的教學(xué)模式在電路分析，數(shù)字電路和單片機(jī)等課程的教學(xué)過程中會發(fā)揮更大的作用。

[1]華成英，童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].4版.北京:高等教育出版社, 2006.

[2]羅映祥.Multisim電路仿真軟件在差分電路分析中的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù),2008,1(1):169-173.

電路仿真軟件范文第2篇

【關(guān)鍵詞】saber仿真；移相全橋DC/DC變換器

一、引言

SABER作為混合仿真系統(tǒng)，可以兼容模擬，數(shù)字，控制量的混合仿真，便于在不同層面上分析和解決問題，其他仿真軟件不具備這樣的功能。Saber軟件主要用于電路的仿真模擬，包括SaberSketch、SaberDesigner兩部分。SaberSketch用于繪制電路圖，而Saber-Designer用于對電路仿真模擬，模擬結(jié)果可在SaberScope和DesignProbe中查看[5][6]。由于移相全橋DC/DC變換器具有鮮明的特點，最近在大功率多電飛機(jī)電源系統(tǒng)中備受關(guān)注。所謂的多電飛機(jī)是指提高使用電力同時將液壓和氣動的使用降到最低。這種改變使多電飛機(jī)比傳統(tǒng)的飛機(jī)有明顯的優(yōu)勢。由于多電飛機(jī)對電力的要求增加，它就需要一個更適合的配電和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，因此電力電子在其中的分量不斷增加[1][2]。移相全橋DC/DC變換器可以為飛機(jī)提供電源，這種類型的轉(zhuǎn)換器拓?fù)湓试S所有的開關(guān)設(shè)備在零電壓開關(guān)下進(jìn)行操作，并且大大減小了開關(guān)損耗。此外它能高頻率的操作開關(guān)來提高功率密度，從而降低了轉(zhuǎn)換器的尺寸[3][4]。

二、移相全橋移DC/DC變換器

相全橋DC/DC變換器是一種典型的零電壓開關(guān)轉(zhuǎn)換器，其基于全橋隔離變壓器模塊的轉(zhuǎn)換器?；緸椋喝珮蜷_關(guān)網(wǎng)絡(luò)、高頻變壓器、整流和LC濾波器?；ジ蠰S也顯示在圖表中。這個電感通常包括變壓器漏感和附加分離原件的電感，并且和變壓器是串聯(lián)的。C1-C4是瞬間關(guān)斷電容，可以和LS一起實現(xiàn)零電壓開關(guān)轉(zhuǎn)換。Ci是輸入濾波電容。

一個循環(huán)的理想輸出電壓可以通過平均濾波輸出電壓Vdd簡化計算得到。忽略互感Ls上的電壓波動，可以得到輸出電壓為：

（2.1）

其中：

（2.2）

輸出電壓化簡為：

（2.3）

輸出電壓可寫成：

（2.4）

（2.5）

對于所需的輸出電壓，占空比可通過以下計算：

（2.6）

三、理想開關(guān)電路模型仿真

理想化的開關(guān)模型參數(shù)設(shè)置如下：

輸入直流電壓：Vin=270v；

換流電感：Ls=580μH；

開關(guān)頻率：fs=20kHZ；

輸出濾波電感：Lf=94μH；

輸出濾波電容：Cf=558μF；

輸入濾波電容：Ci=0.4μF。

二極管的電壓下降被設(shè)置為零，因此，它們是理想的。該變壓器是一種理想的DC/DC變壓器沒有任何損失，它的匝數(shù)比Ns/Np為0.2。開關(guān)的導(dǎo)通電阻Ron被設(shè)為0.001Ω因為此電阻被設(shè)為0時saber軟件將無法仿真，由于它的值很小我們可以忽略它的開關(guān)損耗。要取得28V的輸出電壓和所需的輸出功率，其等效電阻設(shè)置如表3.1所示。由方程可以計算出每一種情況下的占空比。

給定開關(guān)電路占空比，變換器波形如圖3.1所示。

圖3.1（a）為全橋開關(guān)網(wǎng)絡(luò)輸出電壓VAB、一級側(cè)電流Ip和整流輸出電壓Vdd的波形。很明顯看可以看出當(dāng)一次側(cè)電流逆轉(zhuǎn)時二次側(cè)占空比損失。這可能是由于換流時變換器振蕩造成的。從3.2（b）可以看出當(dāng)負(fù)載由100%變到10%時也發(fā)生了同樣的現(xiàn)象，于是比較這兩種負(fù)載下的波形圖由方程2.2可以推測二次側(cè)占空比損失隨著負(fù)載電流減小而減小。

四、總結(jié)

本文是對飛機(jī)直流電源的DC/DC轉(zhuǎn)換器的模型中開關(guān)電路的仿真，根據(jù)各種有關(guān)多電飛機(jī)的文獻(xiàn)選擇了選擇移相全橋零電壓開關(guān)的DC/DC變換器。DC/DC變換器的一個重要特點就是二次側(cè)占空比丟失，這是由于換向電感引起輸出電壓下降。

參考文獻(xiàn)

[1]R.Ericson，and D.Maksimovic，F(xiàn)undamentals of Power Electronic.Norwell，MA：Kluwer，2001.

[2]V.Vlatkovic，J.A.Sabate，R.B.Ridley，F(xiàn).C.Lee and B.H.Cho，“Design considerations for high-voltage high-power full-bridge zero-voltage-switched PWM converter，”Applied Power Electronics Conference and Exposition，1990.Fifth Annual，pp.275-284，11-16 March 1990.

[3]A.Emadi，and M.Ehsani，“Aircraft Power Systems： Technology，State of the Art，and Future Trends，”IEEE AES Systems Mag.，vol.15，no.1，pp.28-32.，Jan.2000.

[4]J.A.Rosero，J.A.Ortega，E.Aldabas，and L.A.R.L. Romeral，“Moving towardsa more electric aircraft，”Aerospace and Electronic Systems Magazine，IEEE，vol.22，pp.3-9，2007.

[5]閆群民，馬永翔，朱娟娟.基于Saber的飛機(jī)動力系統(tǒng)仿真[J].計算機(jī)工程與設(shè)計，2012（1）：312-316.

電路仿真軟件范文第3篇

【關(guān)鍵詞】PROTEUS；單片機(jī)；計算機(jī)輔助設(shè)計；仿真

由于微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，單片機(jī)作為電路設(shè)計的核心器件，其系統(tǒng)設(shè)計包括硬件電路設(shè)計和程序設(shè)計2個方面，調(diào)試過程一般分為軟件調(diào)試、硬件測試、系統(tǒng)調(diào)試3個過程。如果采用作為單片機(jī)系統(tǒng)仿真軟件Proteus，則不用制作具體的電路板也能夠完成以上工作。毫無疑問，在使用Proteus進(jìn)行系統(tǒng)虛擬開發(fā)成功之后再進(jìn)行實際制作，必然可以提高開發(fā)效率、降低開發(fā)成本、提高開發(fā)速度，而這些因素對于企業(yè)來講是非常重要的。

一、Proteus簡介

Proteus軟件是英國Labeenter electronics公司的EDA工具軟件，是一個電子設(shè)計的教學(xué)平臺、實驗平臺和創(chuàng)新平臺，涵蓋了電工電子實驗室、電子技術(shù)實驗室、單片機(jī)應(yīng)用實驗室等的全部功能。它運行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析（SPICE）各種模擬器件和集成電路。

二、使用Proteus軟件進(jìn)行簡單電路的仿真

Proteus軟件仿真簡單的橋式整流二極管穩(wěn)壓電路，軟件提供的虛擬測量儀器，能夠簡單方便的仿真測量電路各處的波形和電壓。

如圖是橋式整流二極管穩(wěn)壓電路的仿真圖。變壓器TRl初級放置兩個正弦波信號源，信號幅值設(shè)置為110V，相位分別設(shè)置為0度和180度，用來模擬220V正弦波交流電。變壓器TRl的初次級變比為10：1，次級兩端在虛擬示波器的顯示窗口可以看到幅值為20V左右的正弦波交流波形。

經(jīng)過D1-D4組成的橋式整流電路以后，正弦波交流電的負(fù)半周被整流橋翻轉(zhuǎn)，變成脈動直流，但是此時的直流分量非常低，直流電壓表指示接近0V。

加入濾波電容后，脈動的直流電在電容兩端建立了直流電壓，大部分的交流分量被濾波電容濾除。

加入12V穩(wěn)壓二極管后，限流電阻后部的負(fù)載兩端電壓被穩(wěn)定在12V左右，電壓更加的穩(wěn)定平直。

使用Proteus進(jìn)行簡單電路的仿真，能夠直觀方便的看到電路的運行狀態(tài)，各點的電壓波形，有助于增強(qiáng)對各類基本電路的理解，為設(shè)計復(fù)雜電路打好基礎(chǔ)。

三、使用Proteus軟件進(jìn)行單片機(jī)的仿真

Proteus軟件對常用的主流單片機(jī)仿真都有很好的支持，把電路調(diào)試和單片機(jī)仿真結(jié)合在一起，單片機(jī)的軟件可以直接加載到Proteus電路圖中的單片機(jī)中運行和仿真。

仿真電路中放置兩片AT89C51單片機(jī)，一片用來運行爬行器主控程序，另一片用來模擬地面接收和指令發(fā)送。測量儀表使用了四路虛擬示波器和虛擬串口窗口。

在四路虛擬示波器中，我們能夠監(jiān)視關(guān)鍵點的波形。虛擬串行窗口中，能夠顯示線路上傳輸?shù)拇行蛄写a，以16進(jìn)制方式分字顯示。

在電路圖中的單片機(jī)器件u1上雙擊，打開編輯元件窗口，選擇需要加載的單片機(jī)程序文（MCU程序.hex），該文件是編譯好的十六進(jìn)制HEX文件；設(shè)定單片機(jī)的時鐘頻率（12Mhz）；確定即可

單片機(jī)的各個端口，用藍(lán)色、紅色和灰色三種色塊表示當(dāng)前的端口電平，藍(lán)色代表低電平，紅色代表高電平，灰色代表電平不定，一般為高阻或者高頻變化。電路仿真中，根據(jù)程序的執(zhí)行情況，端口電平會不斷閃動。

示波器窗口中顯示了關(guān)鍵點的波形，圖中分別顯示了收發(fā)邏輯、上傳編碼、模擬速度脈沖、溫度電平四個波形。能夠通過示波器的刻度，讀出300毫秒的發(fā)送、200毫秒接收的收發(fā)邏輯周期；選擇示波器上的時間旋鈕，還能夠清晰的展開上傳數(shù)據(jù)的每一位，非常直觀方便。串行端口不斷閃動的16進(jìn)制編碼，表示數(shù)據(jù)總線上接收到的串行序列數(shù)值，能夠直觀的判斷單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的正確性。

電路仿真軟件范文第4篇

關(guān)鍵詞：適時教學(xué)；電路分析；主動學(xué)習(xí)；團(tuán)隊討論

中圖分類號：G642 ； ； ； ； ；文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ； ； ； ； ；文章編號：1007-0079（2014）17-0062-02

“電路分析”課程作為工科電氣相關(guān)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程，其內(nèi)容是介紹非時變集總電路的基本理論和方法。該課程知識點內(nèi)容多、原理抽象、知識體系復(fù)雜，在有限的課時之內(nèi)，傳統(tǒng)的“以教為主，以學(xué)為輔”的教學(xué)方式弊端日益顯現(xiàn)。許多學(xué)生或是不能正確理解一些理論概念，或是即使掌握了理論，但在涉及到具體電路設(shè)計時也存在諸多困難。因而，如何提升該課程教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生掌握電路分析的基本概念和基本原理，培養(yǎng)良好的電路分析和電路設(shè)計能力，是一個值得探索研究的問題。本文從“適時教學(xué)”模式出發(fā)，結(jié)合筆者自身教學(xué)對這一問題進(jìn)行了探索。

一、適時教學(xué)模式

1.模式簡介

Just-in-Time Teaching（國內(nèi)將它翻譯為“適時教學(xué)”或“及時教學(xué)”），是20世紀(jì)末在美國高校本科教學(xué)中出現(xiàn)的一種新型教學(xué)模式，是美國航空學(xué)院和普渡大學(xué)的物理學(xué)教授在解決教學(xué)問題的過程中，經(jīng)過八年的實踐總結(jié)出來的一種具有實效性的教學(xué)模式。[1]1999年，來自這兩所大學(xué)的四位教授在有關(guān)適時教學(xué)的第一本專著《適時教學(xué)：主動學(xué)習(xí)與Web技術(shù)的結(jié)合》（Just-in-Time Teaching： Blending Active Learning with Web Technology）中對這一概念進(jìn)行了具體闡釋：“適時教學(xué)”是建立在“基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)任務(wù)”和“以學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)為主的課堂教學(xué)”二者交互作用的基礎(chǔ)上的一種新型教與學(xué)策略。

適時教學(xué)模式的主要實施步驟大致包括：課前，教師在網(wǎng)上預(yù)習(xí)內(nèi)容，提出問題（Warm-up Questions）供學(xué)生思考；學(xué)生在課前認(rèn)真預(yù)習(xí)之后向教師反饋問題或提出建議；教師根據(jù)學(xué)生的反饋調(diào)整授課進(jìn)程、授課內(nèi)容和授課方法。基于這樣的一個反饋環(huán)節(jié)，教師利用課堂開展各式各樣的討論和辯論，以實現(xiàn)以學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)為主的主動課堂。所以，該模式的核心是反饋環(huán)節(jié)。課后，教師組織學(xué)生自主開展基于網(wǎng)絡(luò)的疑難問題團(tuán)隊討論，以鞏固課堂教學(xué)。

2.適時教學(xué)模式是對電路分析課程教學(xué)理念的革新

目前，南京郵電大學(xué)對電路分析基礎(chǔ)課程實施層次化專業(yè)化教學(xué)，[2]即對不同專業(yè)的學(xué)生，對不同知識基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)能力的學(xué)生提出不同的教學(xué)要求，施展不同的教學(xué)方法，力求做到因材施教，讓學(xué)生從學(xué)習(xí)中尋找各自的興趣點去切入點，得到不同的預(yù)期收獲。但同時，層次化教學(xué)也導(dǎo)致某些專業(yè)，如電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的電路分析課程只有48學(xué)時，在授課學(xué)時大幅度縮減的同時，電路分析的基礎(chǔ)重要知識點不能減少，同時還要鼓勵學(xué)生盡可能多地參與實踐動手環(huán)節(jié)。與此同時，隨著學(xué)科的交叉和滲透，邊緣學(xué)科的發(fā)展非?；钴S，計算機(jī)技術(shù)與電工理論的互相滲透與結(jié)合，產(chǎn)生了計算機(jī)輔助分析和設(shè)計這樣的交叉學(xué)科，促進(jìn)了電路理論的新發(fā)展，與計算機(jī)輔助設(shè)計軟件結(jié)合教學(xué)，成為當(dāng)代電路分析教學(xué)中不可忽略的發(fā)展趨勢。綜上所述，授課內(nèi)容多，知識點與課下實踐環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密，學(xué)時少而需課下練習(xí)多的矛盾日益突出，這無疑給教師的授課和學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

適時教學(xué)模式借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，增加了課前預(yù)習(xí)和課后提高的環(huán)節(jié)，彌補(bǔ)了課堂教學(xué)的不足，努力打造學(xué)生主動學(xué)習(xí)的課堂。將學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)由課堂延伸到課外，有效地緩解了課時少、內(nèi)容多的矛盾。同時，在學(xué)生課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，教師可適當(dāng)增刪教學(xué)內(nèi)容，對學(xué)生通過預(yù)習(xí)掌握較好的內(nèi)容簡略帶過，而對學(xué)生存在問題的知識點進(jìn)行重點講授，并有根據(jù)地進(jìn)行拓展強(qiáng)化，進(jìn)一步地提升了教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)質(zhì)量。所以說，適時教學(xué)模式是對電路分析課程教學(xué)的一個重要探索。

二、實施適時教學(xué)模式的資源配置與考核安排

從上述適時教學(xué)模式的定義看出，該模式突出了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。在推廣該模式之前，學(xué)校應(yīng)做好網(wǎng)絡(luò)課程平臺的建設(shè)，課程平臺大致應(yīng)該包含以下模塊：

課前預(yù)習(xí)：該模塊供教師預(yù)習(xí)內(nèi)容和預(yù)習(xí)要求，學(xué)生查看后根據(jù)要求完成預(yù)習(xí)；預(yù)習(xí)反饋：學(xué)生在該模塊向自己的任課教師提交自己的問題或建議；作業(yè)平臺：學(xué)生通過該平臺提交自己的預(yù)習(xí)作業(yè)或課后作業(yè)，授課教師可通過該平臺查看學(xué)生的預(yù)習(xí)效果或了解學(xué)生對授課內(nèi)容的掌握程度；拓展提高：教師一些難度較大的問題供學(xué)生開展“難題探究”（Wrap-up Puzzles），學(xué)生通過課堂所學(xué)的知識點并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源，通過發(fā)帖與同學(xué)開展討論，教師查看后進(jìn)行相應(yīng)回復(fù)或者總結(jié)；相關(guān)鏈接：該模塊包含教師上課所用課件或者教師希望學(xué)生瀏覽的相關(guān)網(wǎng)頁鏈接，以供學(xué)生自學(xué)或復(fù)習(xí)。

此外，通過推行適時教學(xué)方法，有效改變了傳統(tǒng)“輕平時，重期末”的考核方式。在早期的電路分析課程建設(shè)中，南京郵電大學(xué)（以下簡稱“我?！保半娐贩治觥闭n程通常采用“平時成績占25%，期末成績占75%”的考核方式，不少學(xué)生不注重平時學(xué)習(xí)或者平時學(xué)習(xí)往往有疑難問題積攢，依靠考前突擊學(xué)習(xí)又不能真正融會貫通，即使依靠背公式和大量做題來獲得不錯的卷面成績，也不能夠真正理解并熟練應(yīng)用電路分析知識在動手實踐活動中。這樣的學(xué)習(xí)方法可以應(yīng)付考試，但忽略了電路分析能力的培養(yǎng)，這種弊端在后來電工電子實驗等相關(guān)的實驗課程中暴露無遺。而且，平時成績的考核主要以作業(yè)和考勤為主，按時完成作業(yè)不缺勤基本可以獲得不錯的平時成績，對那些好學(xué)的學(xué)生也無法起到鼓勵作用。在適時教學(xué)模式中，教師可以調(diào)整考核比例，包括預(yù)習(xí)完成情況、預(yù)習(xí)反饋的積極度、課堂討論或辯論的參與度以及“難題探究”環(huán)節(jié)的表現(xiàn)等多個方面都應(yīng)被納入考核范圍，綜合給予學(xué)生評價，對那些勤學(xué)好問、自學(xué)能力強(qiáng)的同學(xué)應(yīng)給予鼓勵與支持。

三、結(jié)合仿真軟件激活預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)

MATLAB軟件是科學(xué)研究中常用工具，具有高效的數(shù)值計算及符號計算功能，可以進(jìn)行矩陣運算、實現(xiàn)算法、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語高的程序等。[3]在“電路分析”課程中，隨著電路規(guī)模的加大，微分階數(shù)以及聯(lián)立方程的個數(shù)增多，給解題運算帶來一定困難。而MATLAB提供了高效簡潔的編程方法，其強(qiáng)大而簡易的繪圖功能、矩陣和數(shù)組運算能力以及很強(qiáng)的擴(kuò)充性，能充分滿足基本電路分析、計算的需要，在電路分析研究與工程實踐中具有良好的應(yīng)用價值。

1.在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)中引入MATLAB，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)

預(yù)習(xí)是適時教學(xué)模式非常著重的環(huán)節(jié)，是整個教學(xué)模式的基礎(chǔ)。對學(xué)生而言，課程的進(jìn)行依賴他們預(yù)先的準(zhǔn)備；對教師而言，教學(xué)內(nèi)容是以學(xué)生為出發(fā)點進(jìn)行組織調(diào)整的。因此，學(xué)生的預(yù)習(xí)質(zhì)量直接影響課堂教學(xué)和課后提高的效果。教師在設(shè)計預(yù)習(xí)要求和內(nèi)容時，要注意結(jié)合課程安排和學(xué)生的完成能力，著重考查學(xué)生對概念的理解。以明確的目的入手，可以為構(gòu)建專業(yè)性預(yù)習(xí)問題提供框架或支架。

在講授“節(jié)點電壓法”這一節(jié)內(nèi)容前一周，要求學(xué)生閱讀教材中節(jié)點電壓法的內(nèi)容，包括節(jié)點的概念、節(jié)點的選擇、節(jié)點方程的建立等，然后完成預(yù)習(xí)作業(yè)，如下所示：節(jié)點電壓法的原理比較復(fù)雜，如果出現(xiàn)多個線性方程聯(lián)立求解，計算復(fù)雜。MATLAB軟件具有強(qiáng)大的計算功能，可以解決這一問題。以下給出用MATLAB求解節(jié)點電壓或電流的相關(guān)程序，要求學(xué)生在閱讀后請思考如何用于求解所列其他題目。其程序思路如下：利用input指令獲得電路節(jié)點與支路數(shù)；利用fopen與fscanf指令讀取數(shù)據(jù)文件，其中將節(jié)點鄰居電阻、電流源、電壓源均存為數(shù)據(jù)中獨立一列；計算節(jié)點電導(dǎo)矩陣，自、互電導(dǎo)分別為對角線與非對角線元素；計算節(jié)點相連電壓源和電流源造成的電流的代數(shù)和向量；矩陣計算得到節(jié)點電壓值。

學(xué)生通過對上述程序的學(xué)習(xí)理解，能夠很快理解從數(shù)據(jù)角度看待處理電路中的阻值與電源數(shù)值，從鏈接矩陣的層面加深對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞睦斫?，從矩陣計算角度分析?jié)點電壓對電流的驅(qū)動。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生對MATLAB軟件的電路分析計算功能有了初步的了解，并對其在復(fù)雜電路分析上的應(yīng)用有了一定的認(rèn)識，尤其對課本“電阻電路一般性分析方法”一章的一般化系統(tǒng)化性解題方法有了深刻認(rèn)識。通過在課程建設(shè)網(wǎng)站上附上與MATLAB相關(guān)的鏈接，鼓勵學(xué)生在課余時間自學(xué)軟件使用。

2.在授課與實踐環(huán)節(jié)中應(yīng)用Multisim，加強(qiáng)學(xué)生對器件認(rèn)識

由美國國家儀器有限公司（National Instruments， 簡稱NI）開發(fā)的Multisim系列軟件，具有直觀的原理圖捕獲環(huán)境，可提高學(xué)生對電路圖的觀察與理解，是一款適合教師、學(xué)生和工程師使用的SPICE仿真環(huán)境。[4]新版本的Multisim可以實現(xiàn)眾多功能，此處僅結(jié)合電路分析教學(xué)列出幾點應(yīng)用：可便捷實現(xiàn)電路參數(shù)和參數(shù)掃描分析；結(jié)合 FPGA 對象模塊可進(jìn)行后續(xù)課程數(shù)字電路方面的教與學(xué)；擁有2千多個各種元件的元器件庫，不管是大學(xué)教學(xué)還是動手實踐都能勝任，其廣度和深度對學(xué)生將來進(jìn)行工作或科研都具有一定的可持續(xù)使用性。Multisim提供了廣泛豐富的功能來幫助大學(xué)一年級的學(xué)生輕松理解電路分析的基礎(chǔ)知識，而且掌握這些功能也能極大地幫助高年級大學(xué)本科生實現(xiàn)大學(xué)生創(chuàng)新計劃、電子競賽、本科畢業(yè)設(shè)計等項目的完成。

Multisim系列軟件提供了圖形化互動環(huán)境和各種即用型子板模板，任課教師在較短時間內(nèi)就可設(shè)計制作帶動態(tài)演示效果的教學(xué)課件，將課本靜態(tài)電路圖與動態(tài)輸出波形有效地銜接起來，加深學(xué)生對電路理論的理解。在筆者的教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，Multisim尤其在直流激勵下的動態(tài)電路分析章節(jié)學(xué)習(xí)中，能夠提供形象生動的教學(xué)解決方案，幫助學(xué)生輕松從基本的電路分析運算理解過渡到復(fù)雜深奧的理論理解。通過對動態(tài)元件電容、電感連接示波器，可以清楚地演示電路充放電過程的變化規(guī)律，驗證課本上電壓電流的演變曲線，對時間常數(shù)等參數(shù)指標(biāo)獲得實際體會。

在學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中，通過在Multisim軟件中搭建電路，學(xué)生不僅可以對疑難問題的求解進(jìn)行驗證，還為將來的電工電子實驗課程打下了扎實的實踐經(jīng)驗。從筆者的實踐中，可以發(fā)現(xiàn)將仿真軟件作為學(xué)生課下學(xué)習(xí)電路分析的輔助手段，能夠大大激發(fā)學(xué)生組成學(xué)習(xí)討論小組的興趣。

四、結(jié)論

在筆者對適時教學(xué)教學(xué)方法的推廣中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)電路分析教學(xué)中使用較多的仿真軟件Multisim，對電路元件間的連接關(guān)系、整體電路圖連線都有直觀明了的優(yōu)點，便于檢查電路連接對錯，并且電路各電壓電流數(shù)值一目了然。但與之相比，偏重于數(shù)值計算的MATLAB軟件，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與計算功能更容易讓學(xué)生理解電路元件之間的數(shù)值關(guān)系，從另一個層面去理解電路原理，頗有奇效。筆者在適時教學(xué)模式的實踐中發(fā)現(xiàn)，電子專業(yè)、自動化專業(yè)的學(xué)生選擇Multisim比例較高，興趣也較強(qiáng)烈，而數(shù)理學(xué)院、計算機(jī)學(xué)院學(xué)生選擇MATLAB軟件較多些。在任課教師角度，將其與適時教學(xué)策略融合，從另一方面也達(dá)到了層次化教學(xué)，依興趣針對性教學(xué)的目的。前面所述也啟發(fā)筆者在將適時教學(xué)方法貫徹到實際教學(xué)環(huán)節(jié)時，將已有的教學(xué)經(jīng)驗和手段新的創(chuàng)造性作用發(fā)揮出來，而不必局限于網(wǎng)絡(luò)化這個適時教學(xué)的基本手段上。

參考文獻(xiàn)：

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電路仿真軟件范文第5篇

關(guān)鍵詞：仿真軟件Multisim 數(shù)字電路實驗 應(yīng)用

中圖分類號：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0220-02

在電子專業(yè)數(shù)字電路課程中，實驗教學(xué)是一個非常重要的環(huán)節(jié)，通過理論知識教學(xué)與實踐相結(jié)合的方法，在提升教學(xué)效果的同時也提升了學(xué)生的實踐動手能力，而在傳統(tǒng)的數(shù)字電路實驗教學(xué)中，完全依靠的是純硬件實物進(jìn)行實驗，這種方法存在許多弊端，而現(xiàn)今在結(jié)合計算機(jī)軟件技術(shù)的基礎(chǔ)上，讓數(shù)字電路實驗變得更加靈活方便，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的綜合動手能力，而且還激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，本文主要分析探討的是在底值緶分校計算機(jī)仿真軟件Multisim的具體應(yīng)用。

1 仿真軟件Multisim的概況

計算機(jī)仿真軟件Multisim是根據(jù)美國國家儀器公司電子線路仿真軟件EWB升級而來，其主要目的就是對電路進(jìn)行原理設(shè)計，對電路功能進(jìn)行測試等，在計算機(jī)中，Multisim軟件不僅界面清晰，簡單直觀，而且操作起來也較為簡便，易學(xué)易用。仿真軟件Multisim將原理圖的創(chuàng)建，電路的測試分析以及結(jié)果顯示通過集成的方式統(tǒng)一顯示到一個電路窗口當(dāng)中，對數(shù)字電路和模數(shù)混合電路等進(jìn)行仿直模擬，而且在可視化界面上，其仿真出來的電路環(huán)境與真實情況一般無二，整個操作界面操作起來完全就像是一個實驗室的工作臺，非常具有可實操性，在數(shù)字電路實驗教學(xué)中，深受廣大教師以及學(xué)生的喜愛[1]。

2 在數(shù)字電路實驗中仿真軟件Multisim的具體應(yīng)用

數(shù)字電路實驗首先要了解的是電路的工作原理，對實驗電路中的模塊電路以及每個模塊的具體功能都要有一個具體清晰的認(rèn)識，同時還要明確每個模塊之間的信號傳輸關(guān)系等，在對這些基礎(chǔ)設(shè)施了解清楚之后，再結(jié)合相關(guān)的參數(shù)指標(biāo)以及實驗所需的電路元器件，通過仿真軟件Multisim對各個電路模塊的初步設(shè)計，最后在仿真模擬的過程中邊選擇邊測試，邊修改邊對比，不斷地分析判讀，直到實驗出真正的數(shù)字電路，因此在數(shù)字電路實驗中，仿真軟件Multisim的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下四個方面：

2.1 繪制電路原理圖

本次數(shù)字電路實驗以在時鐘控制下實現(xiàn)八位并行數(shù)據(jù)輸入到串行數(shù)據(jù)輸出的轉(zhuǎn)換電路為例，這個數(shù)字電路主要有三個功能模塊，即LM555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生時鐘脈沖模塊，4位二進(jìn)制加法計數(shù)器74LS163構(gòu)成的計數(shù)器模塊和數(shù)據(jù)選擇器74LS151構(gòu)成的并轉(zhuǎn)器電路模塊[2]，待這三個功能模塊分步設(shè)計完成后，這個轉(zhuǎn)換電路的原理圖就設(shè)計完成了，然后再結(jié)合仿真軟件Multisim中豐富的元器件資源快速的完成所需元器件的找尋工作，其次再將這些元器件進(jìn)行連接，對一些必要的元器件參數(shù)屬性等進(jìn)行相應(yīng)的修改，同時對元器件標(biāo)注出相對應(yīng)的標(biāo)簽，最后這個轉(zhuǎn)換電路的原理圖繪制工作也就完成了，如圖1所示，為繪制的此次實驗轉(zhuǎn)換電路的原理圖。

2.2 電路的仿真分析

在上述的轉(zhuǎn)換電路實驗中，通過仿真軟件Multisim可以提供出虛擬的儀器對電路進(jìn)行仿真分析，在仿真分析中，主要用到的分析儀器包括示波器，邏輯分析儀，字信號發(fā)生器以及邏輯轉(zhuǎn)換器等，其仿真分析主要分為兩部分進(jìn)行：首先仿真分析的是第一個模塊，針對第一個功能模塊LM555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生時鐘脈沖模塊，在實驗教學(xué)過程中，為了讓學(xué)生加深對其的理解與學(xué)習(xí)，可以用仿真軟件Multisim提供的示波器來觀察555定時器充放電的電容波形和輸出時的脈沖方波信號波形等，最后發(fā)現(xiàn)其充電時間要大于放電時間，其仿真波形與理論分析計算得出的結(jié)果保持一致；其次仿真分析的是第二個功能模塊和第三個功能模塊，針對這兩個模塊可用仿真軟件Multisim提供的邏輯分析儀進(jìn)行分析，主要觀測分析的是第二個模塊計數(shù)器的時序波形和第三個模塊數(shù)據(jù)選擇器輸出的波形，如圖2所示，為計數(shù)器時序波形的仿真圖，通過圖2可以看出，在脈沖作用下，計數(shù)器的低三位循環(huán)計數(shù)產(chǎn)生000到111這八種狀態(tài)，而假設(shè)計數(shù)初始的狀態(tài)為000時，那么數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端D0將被選通，而151的輸出將變成1，再來一次CP脈沖上升沿后，計數(shù)器的計數(shù)狀態(tài)就變成了001，而這時數(shù)據(jù)輸入端D1將被選通，151的輸出就又變成了0，同理待第七個脈沖來之后，計數(shù)器的計數(shù)狀態(tài)就變成了111，這時的就是D7被選通，同樣的151的輸出也變成了0，151的8位并行輸出數(shù)據(jù)在時鐘脈沖的控制作用下，來一個時鐘脈沖上升沿就送出一位數(shù)，相應(yīng)的8位并行輸入的數(shù)據(jù)也就一個一個地被串行輸入送出來，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)能夠并行輸入到串行輸出的轉(zhuǎn)換[3]。

2.3 邏輯轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用

邏輯轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用主要體現(xiàn)在組合邏輯電路中，對于組合邏輯電路而言，其特點就是沒有存儲記憶功能，而其設(shè)計就需要根據(jù)邏輯命題，再列出邏輯真值表，寫出邏輯表達(dá)式，然后選擇所用器件，即可完成組合邏輯電路的設(shè)計工作，但是在輸入變量增多時，組合邏輯電路的設(shè)計工作就變得繁復(fù)多雜，經(jīng)常出現(xiàn)各種錯誤，在這時利用仿真軟件Multisim提供的邏輯轉(zhuǎn)換器就可以對組合邏輯電路的設(shè)計過程進(jìn)行簡化，提高電路的設(shè)計效率[4]。

仿真軟件Multisim提供的邏輯轉(zhuǎn)換器支持8輸入變量與單輸出的組合邏輯電路的分析與設(shè)計，根據(jù)邏輯轉(zhuǎn)換器可以將組合邏輯電路中的真值表進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將真值表與邏輯表達(dá)式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將直值表與簡單表達(dá)式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將邏輯表達(dá)式與邏輯電路之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換以及將邏輯表達(dá)式與非門邏輯電路之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換等。

2.4 譯碼器的仿真應(yīng)用

在數(shù)字電路實驗課程中，譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中有著極為廣泛的用途，其在代碼之間的轉(zhuǎn)換，終端的數(shù)字顯示，同數(shù)據(jù)分配，存儲器的尋址以及組合控制信號等都能起到非常重要的作用，在數(shù)字電路實驗課程教學(xué)中，以仿真軟件Multisim提供的74LS138譯碼器為例，為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)地過程中更好的掌握譯碼器的外特征，如圖3所示，通過利用開關(guān)K1，K2和K3來模擬二進(jìn)制數(shù)，來對74LS138譯碼器的譯碼功能的仿真電路進(jìn)行驗證，通過實驗可以看出，在輸出端接上小燈泡后，可以對二進(jìn)制數(shù)經(jīng)過譯碼器后的輸出結(jié)果進(jìn)行直接觀測，從而使學(xué)生在這一過程中可以更好的理解與掌握譯碼器的邏輯功能[5]。

3 在數(shù)字電路實驗中利用仿真軟件Multisim的優(yōu)勢

在數(shù)字電路實驗中，傳統(tǒng)的純硬件實驗教學(xué)方法一般都是事先查找大量的相關(guān)資料，對電路原理進(jìn)行硬性理解，然后再根據(jù)電路指標(biāo)要求對元器件的具體參數(shù)進(jìn)行估算，最后在紙上畫出大概的硬件電路圖，在實驗時一般也是通過面包板或?qū)嶒炏鋪泶罱ㄍ瓿?，然后在觀察分析實驗數(shù)據(jù)時，也是通過實驗室有限的儀器儀表等來進(jìn)行，這樣的實驗方式很難檢查出實驗過程中的某項具體問題，比如所選用芯片是否合適，哪一根線路出現(xiàn)問題等，而一旦真的發(fā)現(xiàn)問題這整個電路實驗設(shè)計也要推倒重來，耗時耗力不說而且還沒有起到應(yīng)有的教學(xué)效果，而利用計算機(jī)仿真軟件Multisim，學(xué)生只需要在對數(shù)字電路的基本原理了解清楚的情況下，利用仿真軟件Multisim直接選出實驗所需的元器件，然后直接進(jìn)行電路搭建，在計算機(jī)操作界面直接進(jìn)行現(xiàn)場實驗操作，而不用擔(dān)心芯片的選擇是否錯誤，實驗消耗材料是否浪費，實驗經(jīng)費是否不足以及元器件等是否出現(xiàn)老化等種種問題，而且實驗結(jié)果還可以通過界面直觀的顯示在學(xué)生面前，同時通過不斷反復(fù)的實驗，學(xué)生在理解力得到增強(qiáng)的同時，實踐動手操作能力也得到了提升，而且這種虛擬的實驗空間也使得學(xué)生的自由創(chuàng)造能力得到了充分的發(fā)揮，最重要的是節(jié)省了實驗時間，提升了數(shù)字電路的教學(xué)效果[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，本文通過對計算機(jī)仿真軟件Multisim進(jìn)行概況分析，探在數(shù)字電路實驗中仿真軟件Multisim的具體應(yīng)用，其具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在四個方面，以在時鐘控制下實現(xiàn)八位并行數(shù)據(jù)輸入到串行數(shù)據(jù)輸出的轉(zhuǎn)換電路為例探討了仿真軟件Multisim的兩種應(yīng)用，即電路原理圖的繪制以及電路的仿真分析，其次還探討了仿真軟件Multisim的邏輯轉(zhuǎn)換器與譯碼器的具體應(yīng)用，最后還分析了在數(shù)字電路實驗中仿真軟件Multisim的應(yīng)用優(yōu)勢，希望本文的分析探討對我國電子專業(yè)中數(shù)字電路教學(xué)以及計算機(jī)仿真軟件Multisim的實際應(yīng)用能起到相應(yīng)的幫助作用。

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