仿真技術(shù)在模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究資料免費(fèi)下載
資料介紹
針對模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一、電路原理難理解、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高的問題,結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn),提出了一種將仿真技術(shù)引入模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革思路。以單級共射放大電路和文氏橋振蕩電路為例,詳細(xì)介紹了在 Multisim 中建立仿真電路并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試的方法及過程。實(shí)踐表明,將仿真技術(shù)引入模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué),可構(gòu)建較為完美的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,得到貼近實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,從而取得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。
模擬電路是高校電類相關(guān)專業(yè)的一門重要學(xué)科基礎(chǔ)課,該課程理論復(fù)雜,概念抽象,邏輯性強(qiáng),在課堂教學(xué)中,對基礎(chǔ)電路推理演繹較多,學(xué)生被動地接受知識,難以將理論與工程實(shí)踐聯(lián)系到一起,導(dǎo)致學(xué)生動手能力差,缺乏創(chuàng)新精神 ,解決這一問題的最好辦法就是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。傳統(tǒng)的模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在實(shí)驗(yàn)箱上完成的,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較為單一,僅能在實(shí)驗(yàn)箱上提供的固定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中進(jìn)行選擇 ;實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生只需參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書連線、測試,雖然完成了實(shí)驗(yàn),但對電路工作原理的理解并不深刻,影響了學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的積極性和主動性 ;此外,由于部分學(xué)生操作不當(dāng),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備或測試儀器損壞,為保證每次實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行,教師必須在課前花費(fèi)大量的時間排除設(shè)備故障,不僅影響了實(shí)驗(yàn)效果,而且大大增加了教師的工作量,降低了實(shí)驗(yàn)效率 。仿真技術(shù)是繼數(shù)學(xué)推理與科學(xué)試驗(yàn)之后認(rèn)識世界自然規(guī)律的第三類基礎(chǔ)方法,隨著計算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的飛速發(fā)展,仿真技術(shù)在設(shè)計制造、教育科研等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用 。常用的電子類仿真軟件包括 Spice、 Saber、Multisim 及 Proteus 等,通過提供一種與實(shí)際實(shí)驗(yàn)室相近似的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,學(xué)生可以對電路原理及理論進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)證,對電路進(jìn)行故障分析和測試,掌握簡單應(yīng)用電路的設(shè)計方法,大大提高了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力,同時可有效解決實(shí)驗(yàn)硬件資源緊張的問題 。
Multisim 是美國國家儀器公司(NI)推出的基于 Windows 平臺的交互式電路仿真軟件,由于無可比擬的易用性及其強(qiáng)大的仿真功能,成為業(yè)界最為成功的一款仿真軟件,已得到廣大高校師生、科技工作者和電子愛好者的青睞。它為使用者提供了一個集成的一體化實(shí)驗(yàn)環(huán)境,采用圖形化的輸入方式,只需通過器件選取、儀器選用、導(dǎo)線連接,就可以完成電路的搭建與仿真分析,目前已被廣泛應(yīng)用于各大高校的電子類課程的課堂教學(xué)中。Multisim 提供了豐富的資源,以目前較為流行的 Multisim 12 軟件為例,元件庫提供 15 大類 24800 余種元件,包括各種信號源、基本元件庫、二極管庫、晶體管庫等,并且支持在線更新 ;虛擬儀器庫提供萬用表、函數(shù)信號發(fā)生器、示波器、邏輯分析儀等 18 種虛擬儀器,并且在功能和操作面板上與現(xiàn)實(shí)儀器保持一致 ;此外,擁有 VHDL 和 Verilog 設(shè)計接口和仿真功能、FPGA 和 CPLD 綜合、RF 設(shè)計能力和后處理能力,還可以導(dǎo)出制作 PCB 板的設(shè)計數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)與 PCB 制作軟件的無縫數(shù)據(jù)傳輸 ;可實(shí)現(xiàn)低頻電路和高頻電路、線性電路和非線性電路、模擬電路和數(shù)字電路、分立元件和集成電路的仿真分析,涉及領(lǐng)域包括電子、通信、航空航天、國防軍事等。該軟件幾乎能夠 100% 地仿真出真實(shí)電路的結(jié)果,并且容易制作電路模型,借助高級分析功能,可快速分析電路行為,理解電路基本設(shè)計特征。
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