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、計算機等專業的一門專業基礎課，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，以節點（3）為輸出節點進行交流分析，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生產中應用最為廣泛的電路系統，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。在三相系統中，短路故障最多，而且會使電路系統發生復雜的暫態現象，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。可以發現A相電壓發生抖動后趨于0，B、C兩相電壓發生抖動后數值變大，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的理解與認識。

3結束語

Multisim軟件不僅在電路課程中發揮著重要作用，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，但是對于培養學生的對于實驗的綜合分析與設計能力卻是發揮著至關重要的作用