基于Multisim的电子技术课程虚拟实验环境创设

摘要：为了达到解决电子技术课堂教学脱离实践问题的目的，采用EDA工具Multisim仿真的方法，以单级阻容耦合共射放大电路为例，搭建仿真电路，建立虚拟实验环境。通过运行仿真，描述利用此环境开展教学的过程，探讨电子技术虚拟实验环境的创设，得到在此环境下开展理论与实战相结合的教学，可以解决课堂教学存在问题，提高教学效果的结论。
关键词：Multisim；虚拟实验环境；电子技术；教学；仿真

电子技术课程实践性强，必须用大量的实验来辅助和加深理论学习，但受到实验学时分配和实验室资源配置的限制，教学过程中存在理论教学与实践教学脱节的问题，课堂教学的效果不好，效率不高。
利用EDA仿真工具Multisim，搭建实验仿真电路，在课堂教学中创设虚拟实验环境，并在此环境下采用理论与实践相结合的教学模式开展教学，以解决传统教学模式下存在的问题。

1 Moltisim简介
Multisim是最新EDA工具之一，是以Windows为基础的仿真工具，包含原理图和硬件描述语言输入工具，具有丰富的仿真分析能力，用于板级的电子电路设计。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，设计者无需深入了解SPICE技术就可进行仿真、分析和设计。
Multisim的重要特征包括：通过直观的电路图捕捉环境，轻松设计电路；通过交互式SPICE仿真，迅速了解电路行为；借助高级电路分析，理解基本设计特征；通过一个工具链，无缝地集成电路设计和虚拟测试；通过改进、整合设计流程，减少建模错误并缩短建模时间。
Multisim经过多个版本的发展，目前普遍使用Multisim 10。Multisim与Labview完美结合，用户可以根据需求制造出属于自己的仪器，教育工作者可以方便地把理论知识用计算机仿真真实的再现出来，解决理论教学与实验相脱节的问题。

2 电子技术虚拟实验环境创设
电子技术课程理论系统性强，概念抽象，对学生实践能力要求高。利用EDA工具，选择课程中的重点和难点内容进行实验仿真，创设虚拟实验环境，开展以模拟、仿真实验为基础的计算机辅助课堂教学，通过实验验证理论和“实验结果”的反复重现，增强抽象概念的直观性，加强学生的认知、理解和记忆强化；通过学生参与实验过程，增强课堂的互动性和趣味性，达到培养能力，提高教学效果的目的。
模拟电子技术课程可创设的虚拟实验环境有：阻容耦合放大电路、差分放大电路、两级阻容耦合放大电路、负反馈放大电路、电压比较器、互补功率放大电路、正弦波振荡电路、和整流-滤波-串联稳压电路。
数字电子技术课程教学中可以创设：集成门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、555定时器及其应用、D／A及A／D转换器。

3 应用举例
本文以单级阻容耦合共射放大电路为例，介绍基于Multisim技术的虚拟实验环境的创设。
通过阻容耦合放大电路实验环境，可以开展工作在放大状态下三极管电流分配关系，静态工作点与三极管饱和、放大、截止三个状态之间的关系，工作点与温度的关系，元件参数对放大倍数、输入电阻和输出电阻的影响等实验演示教学。
根据教学需求，创设实验环境，在Multisim上搭建测试电路，图1为单级阻容耦合共射放大电路，图2为静态测试电路。设置实验所需的信号发生器、电流表和示波器，调整好测试参数。