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摘要电子线路是一门实践性较强的电子通信类专业基础课程,如何使学生能够对抽象及平淡的电子线路基础知识感兴趣一直是棘手解决的问题。笔者结合教学实践,分析了Multisim9.0在电子线路教学中的应用,以引入负反馈减轻放大器输出信号非线性失真为例,使虚拟实验与电子线路课堂教学相结合,为电子线路情境教学探索出了一种教学模式。
中图分类号:G71文献标识码:A
电子线路是一门电子通信类实践性较强的专业基础课程,该课程中包含了对诸多功能电路的分析。这其中有些电路结构较为复杂,理论分析有一定的难度。那么如何使学生对电路原理的分析感性趣、如何使学生很快掌握电路的工作原理,一直是棘手解决的问题。随着时代的发展,电子仿真技术在电子线路设计中发挥着越来越大的作用。上世纪80年代后期,PSPICE、EWB、Multisim等软件的面世,极大的丰富了电子设计技术,尤其近年来Multisim软件的升级(Multisim9.0的出现),通过引入课堂教学,教师在课堂教学中通过软件设计电路,模拟各种电路的功能,并根据需要进行控制,使教学模式形象生动,这对充分调动学生学习的积极性,提高课堂教学效果有着重要的意义。
1 Multisim9.0软件简介
Multisim9.0软件可以仿真模拟、数字和模拟数字混合电路,通过该软件用虚拟的元件搭建各种电路,用虚拟仪器、仪表进行各种参数和性能指标的测试,很好的克服了传统电子线路的设计受实验室客观条件限制的局限性。因此,一经推出就受到好评,尤其在电子通信类专业基础课程教学中取得了巨大的成功。该软件不仅具有界面直观、操作方便、元器件库丰富、电路分析手段完备等优点,还增加了3D元件以及安捷伦的万用表、示波器、函数信号发生器等仿实物的虚拟仪表,使得虚拟实验更加接近实际的实验,可以应用到电工电路、模拟电路、数字电路、射频电路等课程的教学。
2 Multisim9.0在电子线路教学中的巧妙应用
通过电子线路这门课程的学习,旨在培养学生研究电子元器件原理,使学生掌握分析电子电路方法,是学生学习电子通信类专业知识重要的理论基础。该课程概念多、原理抽象、难懂难学,许多学生对该课程感到畏惧,老师在授课过程中感到困惑。笔者认为如果仿真软件能够在教学中得到合理运用,可以有效扩充教学信息,增强课程吸引力,从而使教学更加生动形象。下面以电压串联负反馈放大器仿真为例,讨论Multisim9.0软件在课堂教学中的应用。
电子线路理论知识中我们只能想象电压串联负反馈引入后能减轻放大器输出信号的失真,但学生无法有感性认识。有时候实验条件不具备,运用Multisim9.0软件平台,通过虚拟实验可以达到增强学生感性认知的目的。这里首先运用Multisim9.0软件构建如图1所示的仿真电路,其中基本放大器是一只集成运放,这里我们选用的型号是LM307H,选用一个开关控制电路有无负反馈的存在。用一个示波器来观察反馈时的情况。其中输入信号V1是一个交流电压源信号。示波器所的A通道接输入信号,B通道接输出信号。开关打向左边时,没有负反馈,点击运行按钮,输入、输出的信号波形如图2所示。上面A通道的波形是输入信号波形,下面B通道的波形是输出信号波形。不难看出,此时输出信号波形已经严重失真。
开关打向右边时,加入电压串联负反馈,输入、输出的信号波形如图3所示。上面A通道的波形是输入信号波形,下面B通道的波形是输出信号波形。不难看出,此时输出信号波没有失真,但其幅度减少了,与理论相符。
通过仿真生动形象地体现引入电压串联负反馈对放大器输出波形的影响,这是传统的语言教学和幻灯图片投影所远远不能达到的。
3 结束语
Muhisim9.0虚拟仿真在电子线路课堂教学中巧妙应用,为教师改进、完善、发展和创新教学方法提供了前所未有的条件,同时学生在具体操作过程中不回因为元器件接错,导致元器件烧毁等,这又很好地培养了学生敢于实践的能力。此外该软件所提供的仿真环境使学生摆脱传统复杂数学推理的压力,从而让学生的学习更加具有主动性和创造性。由此我们不难看到电子线路教学中引入虚拟仿真可以克服传统教学过于抽象和枯燥、教学内容难以扩展的缺点,同时在一定程度上弥补了实验、实训环节/条件的不足,为提高教学质量发挥了重要的作用。
参考文献
[1]唐智松.推进教学手段现代化的策略[J].教育与现代化,2000(1).
[2]熊伟,等.Multisim7电路设计及仿真应用[M].北京:清华大学出版社,2005.
[3]马永兵.模拟电子技术基础.北京:人民大学出版社,2010.
中图分类号:G71文献标识码:A
电子线路是一门电子通信类实践性较强的专业基础课程,该课程中包含了对诸多功能电路的分析。这其中有些电路结构较为复杂,理论分析有一定的难度。那么如何使学生对电路原理的分析感性趣、如何使学生很快掌握电路的工作原理,一直是棘手解决的问题。随着时代的发展,电子仿真技术在电子线路设计中发挥着越来越大的作用。上世纪80年代后期,PSPICE、EWB、Multisim等软件的面世,极大的丰富了电子设计技术,尤其近年来Multisim软件的升级(Multisim9.0的出现),通过引入课堂教学,教师在课堂教学中通过软件设计电路,模拟各种电路的功能,并根据需要进行控制,使教学模式形象生动,这对充分调动学生学习的积极性,提高课堂教学效果有着重要的意义。
1 Multisim9.0软件简介
Multisim9.0软件可以仿真模拟、数字和模拟数字混合电路,通过该软件用虚拟的元件搭建各种电路,用虚拟仪器、仪表进行各种参数和性能指标的测试,很好的克服了传统电子线路的设计受实验室客观条件限制的局限性。因此,一经推出就受到好评,尤其在电子通信类专业基础课程教学中取得了巨大的成功。该软件不仅具有界面直观、操作方便、元器件库丰富、电路分析手段完备等优点,还增加了3D元件以及安捷伦的万用表、示波器、函数信号发生器等仿实物的虚拟仪表,使得虚拟实验更加接近实际的实验,可以应用到电工电路、模拟电路、数字电路、射频电路等课程的教学。
2 Multisim9.0在电子线路教学中的巧妙应用
通过电子线路这门课程的学习,旨在培养学生研究电子元器件原理,使学生掌握分析电子电路方法,是学生学习电子通信类专业知识重要的理论基础。该课程概念多、原理抽象、难懂难学,许多学生对该课程感到畏惧,老师在授课过程中感到困惑。笔者认为如果仿真软件能够在教学中得到合理运用,可以有效扩充教学信息,增强课程吸引力,从而使教学更加生动形象。下面以电压串联负反馈放大器仿真为例,讨论Multisim9.0软件在课堂教学中的应用。
电子线路理论知识中我们只能想象电压串联负反馈引入后能减轻放大器输出信号的失真,但学生无法有感性认识。有时候实验条件不具备,运用Multisim9.0软件平台,通过虚拟实验可以达到增强学生感性认知的目的。这里首先运用Multisim9.0软件构建如图1所示的仿真电路,其中基本放大器是一只集成运放,这里我们选用的型号是LM307H,选用一个开关控制电路有无负反馈的存在。用一个示波器来观察反馈时的情况。其中输入信号V1是一个交流电压源信号。示波器所的A通道接输入信号,B通道接输出信号。开关打向左边时,没有负反馈,点击运行按钮,输入、输出的信号波形如图2所示。上面A通道的波形是输入信号波形,下面B通道的波形是输出信号波形。不难看出,此时输出信号波形已经严重失真。
开关打向右边时,加入电压串联负反馈,输入、输出的信号波形如图3所示。上面A通道的波形是输入信号波形,下面B通道的波形是输出信号波形。不难看出,此时输出信号波没有失真,但其幅度减少了,与理论相符。
通过仿真生动形象地体现引入电压串联负反馈对放大器输出波形的影响,这是传统的语言教学和幻灯图片投影所远远不能达到的。
3 结束语
Muhisim9.0虚拟仿真在电子线路课堂教学中巧妙应用,为教师改进、完善、发展和创新教学方法提供了前所未有的条件,同时学生在具体操作过程中不回因为元器件接错,导致元器件烧毁等,这又很好地培养了学生敢于实践的能力。此外该软件所提供的仿真环境使学生摆脱传统复杂数学推理的压力,从而让学生的学习更加具有主动性和创造性。由此我们不难看到电子线路教学中引入虚拟仿真可以克服传统教学过于抽象和枯燥、教学内容难以扩展的缺点,同时在一定程度上弥补了实验、实训环节/条件的不足,为提高教学质量发挥了重要的作用。
参考文献
[1]唐智松.推进教学手段现代化的策略[J].教育与现代化,2000(1).
[2]熊伟,等.Multisim7电路设计及仿真应用[M].北京:清华大学出版社,2005.
[3]马永兵.模拟电子技术基础.北京:人民大学出版社,2010.