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伴随时代的不断发展和科学技术的不断进步,人们越来越关注社会生产力的提升。采取科学的方式进行电子电路的设计与工作流程的部署和管理,能够满足当下社会生产力发展的基本需求,也能够促进行业的生产进步。当下我国电子行业发展的过程当中都越来越重视相关的技术升级,采取高效率的生产和设计模式才能够实现对理论的进一步应用,也能够满足实际的生产工作需求。模拟的设计构想在实践工作的验证体系下常常显示出各种问题,需要以更加科学、安全、有效的方式实现对相关工作体系的完善,并在具体的工作当中以实践经验论证设计理念,保证电子行业发展的前景要求。
1电子电路设计的原理
电子电路的设计工作具有相关的工作原理和原则,需要遵循一定的制度和规律进行相关工作的设计,以此实现对工作体系的完善性需求。首先,电子电路的设计工作原理要求,设计的相关内容需要符合整体性要求,在实际的设计工作当中要针对电路工作的各个节点进行监督与功能实践。其次,设计的工作要保证具体功能的落实,针对每个电路的工作职能进行细致的划分。再者,应当进行电路设计的最优化选择,保证电路设计的稳定性和完善性,在实际的工作应用中具备可靠的特征。最后,应当实际的考量到市场经济的价值和效益需求,进行性价比的研究分析并最终完成设计。
2电子电路设计的流程
电子电路的设计工作流程比较复杂,具体的工作内容也具有较高的严谨性和准确性。在实际工作进行的过程当中,应当重视对设计目标的确认,在具体工作中明确电子功能的设计。针对电子产品的核心功能应用进行整体的考量,设计的电路能够符合单一操作的要求,进行优化的职能选择。在设计形成初期进行整体研究,包含对电子电路的测试实践。重视对电子电路的调试和功能定位,保证未来工作进行的顺利要求。重视电子电路功能的设计才是保证产品能够高效率工作和服务的基础,也是确认核心功能和辅助功效的重要工作内容。实现设计初期的检查和测试,能够保证设备未来使用的优越性。
3调试仪器概述
具体的电子电路设计功能测试与调节工作要求的比较准确和细致,在实际的工作过程当汇总需要进行相关仪器的使用和完善,避免当中一些环节出现问题。在调试仪器使用的过程中涉及到众多的零部件,包含万能用的工具表,显示波动幅度的器械,以及信号发出的设备等。针对具体的调试工作进行观察,玩能用的工具表主要是为了测量设备使用期间的电流量和电压力,以及存在的电阻等元素。显示波动幅度的器械主要是为了更准确的测量信号,关注波动变化。信号的发出设备是为了在监测过程中收集信息,确定监测工作准确性和保证基本交流。
4电子电路调试具体流程
电子电路的调试工作可以划分为诸多细致的流程,在具体工作开展的过程中还需要进行整体工作的完善和优化。调试的工作需要进行电路的线路监测,在实际的工作验收中观察通电的效果。调试的工作还需要确保对电子设备的功能监测,保证实际的工作过程能够正常的运作,充分实现对信息传播的要求。在实际工作开展的过程当中要进行电源的调试,减少工作阻碍,进行指标的规范和数据的验收。除此之外,调试工作还可以划分为两种方式,分别是整体和分区域的调试工作。细致的划分主要是为了给保证验收工作的严谨性要求。最后需要针对环境进行监测,考量实际工作需求进行优化处理。
5调试工作需要重视问题
在调试工作进行过程当中还需要重视对工作细节的优化处理,保证人员施工的科学性安排,在实际的操作过程当中需要进行设备功能的优化,确保功能的准确性要求。重视对细节工作的监督和管理,在调试的信息记录中掌握数据中存在的差异,为维护系统工作提供良好的基础,也有助于及时的解决系统工作出现的问题。除此之外,还需要认识到系统调试工作反复执行的重要性,针对测量工作进行反复的操作才能够保证电子电路的设计符合实际生产需求。
6结论
综上所述,本次研究针对电子电路设计的相关工作展开分析和研究,希望在实际的工作过程当中掌握实践的工作经验,在未来的电子电路设计工作当中采取先进的科学手段,实现对相关工作内容的整合,满足时展的进步要求。在传统电子电力设计的相关工作基础上实施切实有效的完善策略,保证基本工作的流畅性原则,在实施科学有效的方式和方法进行相关设计工作的管理,满足实际工作的需要,进行不同线路的测试和验收,保证电子电线设计工作的优越功能。重视对电子电路工作的设计工作,在实际工作开展的过程中进行调试工作的监督与管理,进一步促进我国现代化生产效率的提升。
参考文献
[1]许小飞,方桦.电子电路设计的原则、方法以及步骤探讨[J].电子制作,2016(10):45.
[2]丘嵘,涂用军.基于工作过程的学习情境设计的关键要素及途径与方法——以“电子电路调试与应用”课程为例[J].职教通讯,2013(12):5-8.
关键词:电子电路;设计;调试
在进行电子电路设计时,要在理论基础上结合实践,并且要通过调试使之更加完善。对于电子器件来说,电路设计的好不一定安装出来会出现让人满意的效果,在实际执行中总会有误差出现,比如元器件的参数误差、电阻阻值误差等。所以在完成电路设计和安装后必须对其进行调试,在每一次调试后对出现的问题进行改进和完善,这样才能使最终设计出的电子器件满足实际需求。
1 常用电子电路的设计方式
在生活中,总会有一些问题需要设计并实现电子电路来解决。在进行电子电路的方案设计时,需要在理论的基础上结合实际情况,在种类繁多的电子元器件中选出合适的部件进行电路组装,在组合的过程中要思考如何运用巧妙的方式使最终的成品既满足实际的生产需求又满足简单、简洁的原则。设计者要完成运行良好的器件必须具备扎实的理论基础,同时还要有丰富的实践经验和灵活的头脑。除此之外,在设计过程中还要多查阅相干书籍使设计方案更加精准。
1.1 明确电子电路设计要求
在进行电子电路的设计时,要求设计者必须对产品的需求、目的、标准和性能指标做到心中有数。在确定器件参数时尽量做到精准,如果参数无法确定,那么在进行方案设定时必须根据实际情况留出一些富余量。设计者必须在进行方案设计前对实际情况作出调查,并且能够针对具体问题作出详细分析,在明确设计要求的前提下进行电子电路的方案设计。
1.2 总体设计方案的制定
在进行电子电路的设计时,首先要明确产品的性能要求和设计目的,设计者要根据这些基本信息,同时结合自身所掌握的的知识技能和参考资料提供的数据,最终制定出几套备选的总体设计方案。要求所制定的总体方案要在满足设计要求的前提下尽可能做到经济、简便、科技水平高、多功能等。然后设计者要仔细分析每一套设计方案的优点及缺点,综合考虑各方面因素,经过不断对比和筛选后选择几套比较符合标准的方案,进而再通过实际的调查探究和咨询确定一套最终方案。在进行方案设计时,要利用框图来展示设计原理,不必非常详细但要将已经确定的部分展示出来。方案系统框图要能显示出设计要求和标准,各个部件的自身功能以及各器件之间的联系。
1.3 各个单元的设计、器件及参数选取
⑴单元的设计。在进行单元设计之前,要参照已经制定出的总体设计方案和器件的设计要求,认清器件需要完成的任务是什么以及各个器件之间是怎样的关系。最好可以对主要单元的性能要求作出明确规定。如图1所示,该电路就被分成了几个小的单元分别进行设计。在进行具体单元设计时,可以参考其他的完善的电路,也可以更具自己的思路进行创新。但无论选择哪种方式都必须在保证单元性能和要求的前提下进行。在具体操作过程中,可以多翻看一些相关资料,使自身思路更加开阔,使电路尽量简单,最好具有经济节约的特性。
⑵参数确定。在进行电子电路设计时,总会用到很多参数,而这些参数是需要通过计算得到的。在计算之前必须对电路的工作原理了然于心,同时还要明确电路所要完成的具体功能,然后运用相关公式就能得到所需的参数数值。
2 常用电子电路的调试方式
电子电路在设计、安装完成后必须进行进一步的调试才能使器件最终满足总体的设计要求,它作为一项不可或缺的重要步骤,是理论与实践相结合的必要途径。要求调试者必须同时具备充足的理论知识和丰富的实践经验。实际的调试过程一般可以分为以下几步:
2.1 仔细检查
要检查电路的连接是否正确,比如电容极性是否正确、元器件的安装位置是否正确、二、三级管连接是否正确、电源正负极连接是否正确、是否有接地线和焊接是否符合要求等。
2.2 通电检测
在通电前,要先检查所用电压的数值大小和极性是否正确。在通电后要先观测器件是否出现发热、有异味或者冒烟现象,若有必须立刻断电进行检查,若无则可以继续调试。
2.3 分块调试
要将整体的电子电路按照不同功能分成不同的模块,针对不同模块分别进行调试。调试可以分为静态调试和动态调试。在进行静态调试时,对于模拟电路要检测其静态工作点以便查看电路的工作状态是否正常;对于数字电路则要检测各个输入和输出端口的电压是否正常。在调试时要先进行静态调试,一旦过关再进行下一步的动态调试。
2.4 联机调试
在完成分块调试后,可以将各个模块联接起来构成整体进行联机调试。进行联机调试的主要目的是观测实际的运行结果,将结果与设计的总目标、总要求和性能指标进行逐一对比。发现问题后进行改进,然后再测试。在经过不断调试后,电子电路将逐渐趋于完善进而达到总体的设计要求。
[参考文献]
[1]余春平.浅析电子电路设计制作常用调试方法与步骤[J].时代报告(下半月),2012(6):57-98.
关键词:数字电子电路;调试方法;技术探讨
我们所说的对于数字电子电路的调试方法,就是检查我们所设计的电子电路在正常的环境下能否正常的运转,在正常的运转的情况下是否满足于我们的设计要求。在经过一系列的测定之后,我们还应该对于我们所设计的电路进行相关的调整工作,使所设计的电子电路的工作状态达到最优。在进行检测和调整的过程中,我们应该遵从相关的原则,先从设备的静态来进行检测和调整工作,之后再从设备的动态运行中进行检测和调整的工作。本文就针对于数字电子电路的调试方法和技术进行相关的探讨,从而得到最优的状态。
1常用的数字电子电路调试的方法与技术
1.1通电前的调试
在对电子电路的检测过程中,在电子电路的通电之前的检测工作是必不可少的。当把电子电路的各种接线全部连接好之后,我们应该对于电子电路的连接情况进行检查,检查我们所连接的线路是否正确,我们应该着重的对于线路的复杂地区进行严格的检验,防止出现电子电路的多连的现象发生。在进行电子电路的连接过程中,出现多连的因素有很多。但是最容易引起多连的因素就是在改造原有的线路的过程中,原来的线路影响连接人员的思考,导致原来的线也连在电子电路中。还有就是在进行电子电路的路线的连接时,由于电子电路中有很多的接线引脚,由于接线人员的疏忽而导致接线的连接错误。在电子电路的实际使用情况中,这种现象发生的概率非常的大,但是这种错误也是往往不容易被发现的。而工作人员在发生这种情况时,往往不认为是自己的工作失误造成的,而是由于电子电路的设计不达标造成的。为了使这种情况能够得到有效的避免,我们可以使用以下几种方法来进行,首先来说我们在进行电路的连接过程中,应该按照相关的电路图进行有效的安装工作,尽量避免在工作中出现错误,在连接之后,另外一组的人员在通过电路图进行相关的检查工作。确保电子电路的连接工作无误。
1.2通电后的调试观察
在确保电子电路的连接情况无误后,我们就应该对电子电路进行通电检测和调试的工作。在通电检测和调整之前,我们应该检测所匹配的电压是否符合电子电路的要求,匹配适合电子电路的电源。在确保相关的电源无误之后,进行通电的测试工作。在电源接通之后,我们要对所要检测的电子电路进行观察,观察我们的电子电路是否正常工作,在通电的情况下,确定不会发生冒烟的情况,或者电路中的电子元件过热的情况。在这些异常情况出现之后,我们要多次进行相关的检测活动,确定不是由于偶然的原因而造成的。在确定不是偶然的原因造成之后,我们应该对于整个电子电路进行故障检测。在检测出故障的原因之后,对于数字电子电路进行改进,确保数字电子电路能够正常的进行工作。
1.3数字电子电路的分块调试
我们在进行数字的电子电路的调试过程中,主要包含两大部分。分别是数字电子电路的分块测试和联机测试。在测试之后,还应该有相关的调整工作。我们所完成的测试工作就是在数字电子电路的各种接线已经连接好了的情况下,进行实际环境的工作。调整工作就是在进行测试之后,对于实际的操作中出现的不满的状况进行相关的改进,使之达到最优的状态。为了让我们的数字电子电路的测试工作能够达到我们的预期要求,我们应该在进行测试的过程中注意各个点的数据和波动的情况。对于数字电子电路中的各项进行分部的进行检测,确保数字电子电路中的每一部分都达到标准。
1.4整机联调
我们在对数字电子电路进行分块的调试之后,应该确保数字电子电路在组装之后的情况下,能够比较好的进行相关的工作。数字电子电路的分块测试已经实现了对一些局部的联调,为整机联调提供了基础。在整机联调之前,首先应该调试各个功能块之间的接口,其次再连通好全部的电路,进行整机调试。电路正常运行后,就可以测试各项指标,对于各个指标的测定,应该按照设计的要求,对于没有达到要求的,一定要找出原因进行分析,最后调整参数后使其达到技术指标要求。
2调试过程中注意的事项
在对于数字电子电路的调试过程中,我们必须对于数字电子电路有一个比较深入的了解,因为现在的数字电子电路已经不同于以往的机械电子电路的研究了,数字电子电路与机械电子电路有比较大的差别,数字电子电路的精密程度与机械电子电路有着很大的区别。在对于数字电子电路的调试过程中,一定要做好分块检测的技术记录。在进行检测的工程中不仅要对于测试产生的现象进行实录,还要对于测试的数据和波动情况进行相关的记录。只有对于实验现象进行相关的记录,才能够对于整个数字电子电路进行技术分析,找到突破点,对于数字电子电路的实际应用中出现的错误进行技术上的改进,完善整个数字电子电路,使数字电子电路在实际的应用中产生比较好效果。在数字电子电路出现问题之后,我们应该脚踏实地的进行改进,确保数字电子电路能够得到全面的改进,在日常的生活中发挥重要的作用。
3结语
在目前对于数字电子电路的使用情况当中,对于设备的相关测试和调整工作非常的重要。对于数字电子电路的技术的探讨社会的发展中起着非常重要的作用,它能够使电路运行的安全性以及可靠性得以实现。所以说,应当非常重视对于数字电子电路的调试,来确保电子设备的正常运行。
参考文献:
[1]吕俊霞.数字电子电路的调试方法与技术[J].武汉船舶职业技术学院学报,2005(02):19-22.
[2]孙秀蓉.浅析电子电路设计常用调试方法与步骤[J].科技创新与应用,2013(14):293.
[3]王洪涛,卢宇.技术浅谈电子电路的调试方法及其故障处理[J].科技创业家,2013(14):57.
电子系统的种类较多,从总体上可分为模拟系统、数字系统和模/数混合系统三大类。在数字系统中,又可分为以标准数字集成电路(如TTL、CMOS器件)为核心的电子系统以及以MPU、MCU、PLD、ASIC为核心的电子系统。在模/数混合系统中,以SOC为核心的电子系统发展最为迅猛。以模拟器件为核心的电子系统是基本的,该设计环节对于学生巩固及应用已学电子技术理论和基本技能,进一步提高实际工作能力和培养创新能力具有不可替代的作用。
一、电子系统设计的基本原则
电子电路系统设计时应遵循以下几个基本原则:
(1)满足系统功能和性能指标要求,这是电子电路系统设计时必须满足的基本条件。
(2)电路优化。在满足功能和性能要求的情况下,通过优化的简单电路系统既经济又可靠。
(3)电磁兼容性好。电磁兼容性是现代电子电路系统应具备的基本特性。
(4)可靠性高。电子电路系统的可靠性要求与系统的实际用途、使用环境等因素有关。
(5)系统集成度高。最大限度地提高集成度,是电子电路系统设计应当遵循的一个重要原则。
(6)调试简单方便。
(7)生产工艺简单。生产工艺是电子电路系统设计者应当考虑的一个主要问题,无论是批量产品还是样品,生产工艺对电路的制作与调试都是相当重要的一个环节。
(8)操作简便、性价比高。
二、电子系统的设计方法根据电子系统的功能和结构上的层次性,通常有如下三种设计方法。
1.自顶向下的设计方法这种设计方法就是设计者根据原始设计指标或用户需求,从整体上规划整个系统的功能和性能,然后对系统进行划分,分解为规模较小、功能较简单且相对独立的子系统,并确定它们之间的相互关系。这种划分过程可以不断进行下去,直到划分得到的单元可以映射到物理实现,实现可以是具体的部件、电路和元件,也可以是VLSI的芯片版图。
2.自底向上的设计方法
这种设计方法就是设计者根据要实现系统的各个功能的要求,首先从现有的可用的元件中选出最合适的,设计成一个个的部件,当一个部件不能直接实现系统的某个功能时,需设计出由多个部件组成的子系统去实现该功能,上述过程一直进行到系统所要求的全部功能都实现为止。该方法的优点是可以继承使用经过验证的、成熟的部件与子系统,从而可以实现设计重用,减少设计的重复劳动,提高设计生产率。其缺点是设计过程中设计人员的思想受限于现成可用的元件,故不容易实现系统化的、清晰易懂的以及可靠性高、可维护性好的设计。
3.以自顶向下方法为主导结合使用自底向上的设计方法
随着SOC(单芯片系统)的出现,为了实现设计重用以及对系统进行模块化测试,通常采用以自顶向下方法为主导,并结合使用自底向上的方法,这样既能保证实现系统化的、清晰易懂的以及可靠性高、可维护性好的设计,又能充分利用IP核,减少设计的重复劳动,提高设计生产率,因而得到普遍采用。
三、基于模拟器件的电子系统设计流程
基于模拟器件的电子系统设计的流程如图1所示。模拟电路种类较多导致系统的设计步骤将有所差异,流程图中的环节应随设计的实际作调整或交叉进行、重复。
1.明确设计任务
该阶段是对系统的设计任务进行具体的分析,充分了解系统的性能、指标、内容及要求,掌握系统的基本特征,以便明确系统应完成的任务。
2.总体方案选择
该阶段针对所提出的任务、要求和条件,从全局着眼,用具有一定功能的若干单元电路构成一个整体,来实现系统的各项性能。通常符合要求的总体方案不止一个,设计者应当针对任务、要求和条件,查阅有关资料,广开思路,提出若干种不同的方案,然后逐一分析每一个方案的可行性和优缺点,再加以比较,择优选用。
3.单元电路设计
在确定总体方案后,便可以画出详细框图,设计单元电路。设计单元电路的一般方法和思路如下:
(1)根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图,明确对各单元电路的要求,必要时应详细拟定出主要单元电路的性能指标。注意各单元电路之间的相互配合,但要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路,以简化电路结构、降低成本。
(2)拟定出各单元电路的要求后,应全面检查一遍,确定无误后方可按一定的顺序分别设计各单元电路。
(3)选择单元电路的结构形式。最简单的办法是从以往学过的和了解的各种电路中选择一个合适的电路,但一般情况下,应查阅有关资料,以丰富知识、开阔眼界,从而找到适合的电路。具体设计时,在符合设计要求的电路基础上适当改进或进行创造性的设计。
4.计算和调整参数
电路设计中参数的计算方法主要在于正确运用课程中已经学过的分析方法,搞清电路原理,灵活运用计算公式。对于一般情况,计算参数应注意以下几点:①各元器件的工作电压、电流、频率和功耗等应在允许范围内,并留有适当裕量;②对于环境温度、交流电网电压等工作条件应按最不利的情况考虑;③对于元器件的极限参数必须留有足够的裕量,一般按额定值的1.5倍左右考虑;④电阻、电容的参数应选计算值附近的标称值;⑤在保证电路达到功能指标的前提下,应尽量减少所用元器件的品种、价格、体积、数量等。
5.元器件的选择
从某种意义上讲,电子电路设计就是选择最合适的元器件,并把它们最好地组合起来。首先要根据具体问题和方案,考虑需要哪些元件、每个元件应该具有哪些功能和性能指标;其次所需的元件哪些实验室有,哪些市场上能买到,价格如何,指导学生关心元器件的信息和新动向,多查资料。以下概括地说明设计中元器件的选择思路。
(1)阻容元件的选择。电阻和电容的种类很多,正确选择电阻和电容很重要,不同电路对电阻和电容的性能要求也不一样。设计是要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件,并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。
(2)分立元件的选择。分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电管、晶闸管等,根据用途、参数等进行选择。
(3)集成电路的选择。集成电路的品种很多,选用的方法一般是“先粗后细”,即先根据总体方案考虑应该选用什么功能的集成电路,然后考虑具体的性能,最后根据供货、价格等因素选用某种型号的集成电路。
6.审图
在电路的设计过程中必然会有考虑不周的地方,各种计算也会出现误差甚至错误,所以在画出电路总图后,要进行全面审查。审查时要注意先从全局出发检查总体方案是否合适,各单元电路的原理是否正确,电路形式是否合适,再检查各单元电路之间的电平、时序配合是否合适,电路图中有无烦琐可优化之处,接着根据电路图中所标出的各元器件的型号、参数等验算是否能达到性能指标,有无恰当的裕量,同时需注意电路中各元件是否工作在额定值范围内,以免实验时损坏。
7.实验检测
一个电路的设计是一个复杂的过程,在这个过程中需要考虑很多的因素和问题,设计中难免会出一些差错。实验检测是设计电子电路必不可少的环节,通过实验检测可以发现设计中存在的问题,通过解决实验中所发现的问题,逐步完善设计,最终达到设计目标。在实验中所需要检测的内容主要有:各元件的性能和质量、各单元电路的功能和主要指标、各个接口电路的功效、总体电路的功能等。
四、电子电路的安装和调试
电子电路的安装和调试在电子工程技术中占有重要的地位。它是把理论付诸实践的过程,是把人们的主观设想转变为电路和电子设备的过程,是把设计转化为产品的过程。任何一个好的设计方案都是经过安装、调试和多次修改才形成的。安装主要涉及到结构布局、元器件的安排布置、线路的走向及连接等问题。电子电路系统的调试是电子电路设计中的重要内容,它包括电子电路的测试和调整两个方面。测试是对已经安装完成的电路进行参数及工作状态的测量,调整是在测试的基础上对电路元器件的参数进行必要的调整,使电路的各项性能指标达到设计要求。电子电路的调试通常有两种方法,其一是分块调试法,这是采用边安装边调试的方法,其二是统一调试法,即在整个电路系统安装完成之后,进行一次性的统一调试。以上两种方法的调试步骤基本一致,具体有:通电前的检查,主要内容是检查元器件、检查连线、检查电源进线;通电检查;静态调试;动态调试。例如,对于数字电路的动态调试,一般先调整好振荡电路,以便为整个电路提供时钟信号,然后再分别调整控制电路、信号处理电路、输入输出电路及各种执行机构,在调试过程中要注意各部分的逻辑关系和时序关系,应对照设计时的时序图,检查各点的波形是否正常。对于调试过程中出现的故障,常用的诊断方法有直接观察法、静态工作点测量法、信号寻迹法、对比法、元件替换法、旁路法、短路法、断路法、电子干扰的抑制措施等。
【关键词】MULTISIM;仿真;模拟电子;数字电子;电力电子
1.引言
目前电子教学在大学专业教育中存在很多困境,存在教学模糊浅显、虚拟性强、系统全面化实验力度不够、学生听天书等问题,学生在学习中无法对其建立很好的感性认识,对原理理解不清,因此学习电子类课程的积极性也就不高。
MULTISIM软件易学易用,非常适合在电子类课程教学中开展综合性的设计与仿真实验,能够将课堂上抽象难懂的学习内容形象地表现在图形化界面窗口中,能够帮助学生建立很好的电子模型,有利于调动学生学习积极性和培养综合分析实验能力。
近年来,虚拟电子仿真软件在我国电子类课程教学中的应用也得到了广泛的重视,许多高等院校相继建立了自己的仿真教学实验室。电子类课程教学的一线教师也不断接触应用仿真软件并将其引入传统理论教学中进行教学辅助,各种相关教材开始大量涌现;国家教改最新目标中也明确提出要将信息化与课程进行整合,Multisim仿真软件将在电子类教学中的应用越来越普遍。
2.MULTISIM软件在模拟电子技术中的应用研究
下面以单级放大电路的实验仿真为例,来说明MULTISIM软件在模拟电子电路运用中的优越性。
2.1 根据实验要求和原理绘制仿真实验电路图,直接双击示波器就可以形象地显示电路图中任意两点的电压电流波形图,如图1所示。
由波形图可以形象直观地比较输出电压与输入电压的关系,图1可以清楚看到输出电压与输入电压相位相差180。
2.2 通过调节电路图中滑动变阻器RP,可以很方便地观察各节点电压的变化情况,如RP增大时,VB减小,VC增大,VE减小。
由以上仿真分析结果知,MULTISIM软件在模拟电路设计与仿真中大大简化了传统电子电路实验的繁琐步骤,而且可以方便添加删除元件,同时能实时仿真出实验电路的各处电压电流波形图,形象直观。
3.MULTISIM软件在数字电子技术中的应用研究
下面主要以数电中的组合逻辑电路的分析与设计为例,来说明此软件在数字电路设计中的优越性。
3.1 根据实验要求,调用所需要原件,按照实验原理连接好电路图,只需要双击逻辑转换仪即可直接查看真值表和逻辑表达式。图2为由逻辑转换仪产生的真值表和逻辑表达式。
3.2 同时还可以运用逻辑转化仪的按钮,根据真值表设计出符合条件的实验电路图。
由以上分析可知,在数字电路教学实验中,可以通过MULTISIM软件绘制实验电路连接图,根据逻辑转换仪可以直接得到真值表和逻辑表达式,而且可以通过改变各输入量的逻辑值来观察其对输出量的影响,方便快捷,直观形象。
4.MULTISIM软件在电力电子技术中的应用研究
下面主要以Buck-Boost电路仿真实验为例,从多个方面对其进行仿真分析,以此说明其在电力电子仿真实验方面的巨大优越性。
4.1 Buck-Boost仿真模型的建立及分析
为了使输出电压更稳定,可以方便地在电路中采用反馈环节,从输出端采样得到的电压与运放的负端的标准电压进行比较后,输出控制信号对Buck-Boost模块进行调节,从而自动维持输出电压稳定。
4.2 观察输出纹波电压随输入电压和负载的变化情况
随着输入直流电压(30v-300v)的升高以及负载电阻(50?-500?)的升高,输出电压在12V附近有小幅度的上升,同时输入电压的增大,输出纹波减小,实验结果和理论完全一致,仿真结果如图3和图4所示。
4.3 还可以观察外界因素如温度对输出电压的影响
在Sweep Parameter选项下选择温度扫描(Temperature),可以通过查看直流输出电压仿真波形图直观形象判断电路是否正常工作,从而对外界因素的影响可以迅速直观地作出判断。
由以上仿真结果知,MULTISIM以其强大的电路分析和仿真能力,即使在复杂的电力电子领域也能非常直观简便地仿真分析出实验所要求的各种变量的变化波形图,具有很大的优越性。
5.结论
本课题的上述各类仿真实验结果表明,MULTISIM软件在模拟电子、数字电子及电力电子领域的应用具有实验操作简单方便、仿真结果直观形象、模拟电子元件数量巨大以及强大的数据图像处理能力,用户无需编程和复杂的数学推导就可通过仿真直观地看到实验结果,而且在原有电路图的基础上易于修改和做进一步扩展等,比起传统的电子实验方法更加灵活、直观形象,对于本科生学习电子类课程起到很大的辅助和指导作用,在电力类教学中将具有良好的应用前景。
参考文献
[1]卢艳红.基于Multisim10的电子电路设计、仿真与应用[M].北京:人民邮电出版社,2009.
[2]袁丽萍.Multisim在电子线路实验教学中的应用[J].现代电子技术,2009.
[3]张天瑜.基于Multisim的模拟电路课程改革研究[J],湖北广播电视大学学报,2010.
[4]帅晓勇.基于电子线路虚拟实验教学环境促进学习迁移的策略研究[D].上海:华东师范大学,2008.
作者简介:
李志伟(1993—),男,安徽阜阳人,大学本科,现就读于武汉大学电气工程学院电气工程与自动化专业。
魏聪(1992—),女,湖北孝感人,大学本科,现就读于武汉大学电气工程学院电气工程与自动化专业。