针对电子技术课程的教学特点,Multisim 10提供了许多适合教学的功能,从而协助教师发现崭新而有创意的方式来讲授课程内容。下面从几个方面介绍Multisim 10在教学方面的应用特点。
(1)完全交互式的仿真器
Multisim 10具备完全交互的仿真器,允许使用者进行实时的电路参数改变,观察仿真结果,了解电路性能的变化。仿真界面如图1-29所示。
(2)多种不同的虚拟仪器
Multisim10提供了二十多种与真实仪器外观一致的虚拟仪器(包括示波器、万用表、频谱分析器等)。此外,用户还可以在Multisim10中使用仿真Agilent及Tektronix各种仪器,仿真仪器和真实仪器的外观及操作方式都完全相同,如图1-30所示。这为学生今后使用这些厂商真实仪器提供了训练的机会。
图1-30 仿真厂商提供的电子测试仪器
利用LabVIEW程序,在Multisim10中还可以自定义虚拟仪器,以扩充其仿真及分析能力。例如,对于难以讲解与不易理解的复杂问题,可以利用LabVIEW设计专用虚拟仪器仿真,从而让学生一目了然如图1-31所示设计的相位器(Phasor)。
图1-31 LabVIEW仪器中的相位器图表
(3)强大的分析功能
Multisim10为用户提供了多达24种分析功能,包括Monte Carlo,Worst Case,I-V Analyzer等。图1-32所示为瞬态分析的图形显示界面,有助于深入了解和探讨电路的时域响应。
图1-32 瞬态分析的图形显示界面
(4)功能强大的教学选项
教师可以完全自行定制Multisim10的使用接口,并能定制选用的仪器和分析,控制学生在画面中看见的电路,以及存取的功能。据此,就可以根据学生的学习程度或课程内容对Multisim10作适当调整,即拥有强大的教学选项控制权。还可以轻易地将旁白和图表加入到电路的档案中,以便在实验室或课堂教学中进一步解释。此外,用户还可以建立并发送可重复使用的仿真数据文件(Simulation Profile),其中包含完整的SPICE参数设定。图1-33为一个带旁白的仿真电路。
图1-33 带旁白的仿真电路(www.daowen.com)
(5)电路限制及隐藏错误
Multisim10的(Circuit Restriction)电路限制功能为教师提供了隐藏电路中错误的手段,从而培养学生排除电路故障的技能;而锁定并隐藏子电路的功能,也为“解决黑盒子”问题提供了方法。同时,容易使用的Electrical Rules Check,具备了视觉错误标记及“缩放至错误”的功能,能帮助学生迅速寻找并修正自己的接线错误,提高了实验效率,节省了实验时间。此外,可以放置在电路中任何位置上的Measurement Probes,使动态电压和电流能被随时标注。图1-34所示为某一电路图的错误标记。
图1-34 电路图的错误标记
在Multisim的NI ELVIS Breadboard View虚拟面包板环境中允许学生制作自己的电路进行实验,实验的效果与真实的实验效果相仿,如图1-35为3D虚拟面包板。在学生进入实物实验之前,利用3D虚拟面包板进行虚拟实验,可以帮助学生快速掌握实验技能,建立真实的实验感觉,提高实验效率。
图1-35 3D虚拟面包板
使用Multisim10新增的Ladder Diagrams(梯形图)功能,可以帮助学生在熟悉的Multisim环境中认识控制理论。学生可以用梯形图编程语言完成一个工程系统的控制,并在Multisim10中仿真,就像在真实的工程中控制各种机械设备一样。图1-36表现的是用梯形图编程语言,对一个交通灯系统的控制。
图1-36 虚拟交通灯系统的控制
(8)基于MultiMCU的单片机仿真
MultiMCU是Multisim10的一个嵌入组件,可以支持微控制器(MCU)的仿真。对于很多的电路设计,MCU都是一个不可缺少的部分,大多数的嵌入式控制系统或智能设备,都是以某种MCU为控制核心的。所以,在电路仿真中加入对MCU仿真的支持可以大大拓展Multisim10电路仿真的适用范围,将电路实验的仿真范围扩展到系统级。图1-37为单片机控制的交通灯管理仿真电路图。
图1-37 单片机仿真控制的交通灯管理电路图
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