Multisim在电路课程中的价值

本文作者：谢东垒、张磊、田亚超 单位：河南理工大学 电气工程与自动化学院

电路课程是电气自动化、通讯、电子信息工程、计算机等专业的一门专业基础课，电路课程理论严密、逻辑性强，物理概念多，与工程联系紧密，对培养学生的科学思维、灵活应用所学知识的能力，树立理论联系实际的工程观点，提高分析问题和解决问题的能力都有重要作用。但是由于实验条件的限制，不能很好地将所学理论知识与相关实验相结合，为此可以借助软件进行仿真实验，从而提高学生对理论知识的理解和认识。

Multisim软件是加拿大InteractiveImageTechnologies公司推出的Windows环境下的电路仿真软件，是一个专门用于仿真与设计的工具软件，而且还适用于板级的模拟／数字电路板的设计工作。利用Multisim软件进行电路仿真分析与设计，首先可以省去价格高昂的电子元器件和实验设备的费用，其次还可以搭建一些实验室难以完成的电路，而且还可以完成各种电路的设计、性能分析和有关参数的测试等大量的工作，提高学生的综合分析、设计电路的能力。

1Multisim在频率特性分析中的应用

为了直观观察电路的频率特性，需要准确描绘出频率响应曲线，这往往不是一件容易的事。通过运用Multisim软件不仅能够有效地解决这个问题，而且可以十分便捷地调整参数以分析各个参数对于频率特性的影响。建立如图2的仿真电路，以节点（3）为输出节点进行交流分析，得到如图3的频率响应曲线，从图中可以很直观地发现在谐振频率处出现峰值，即电阻两端电压达到最大，在谐振频率处，输出输入同相位。为分析不同的电路参数对频率特性的影响，利用参数扫描分析，分别取电容值为51nF、1.1nF，得到如图4所示的扫描结果，从图中可以清楚的看出当电路参数、保持不变，改变电容值，只是改变了电路的中心频率，对于电路的通频带、选频特性等其他性能影响不大。同样分别取电阻值为100Ω、200Ω，利用参数扫描分析，得到如图5所示的扫描结果，从图中可以直观地看出，当电阻值发生变化时，中心频率不变，即中心频率与无关；但电路的通频带、选频特性都将随着的改变而改变。

2Multisim在三相电路分析中的应用

三相电路是日常生活和工业生产中应用最为广泛的电路系统，因此三相电路的学习是电路课程的重要内容。但是由于三相电路的电压一般都比较高，在进行三相电路实验时危险性比较大，因此有些实验很难在传统的实验台上完成，而利用Multisim进行仿真可以有效解决这个难题。在三相系统中，短路故障最多，而且会使电路系统发生复杂的暂态现象，这些现象在一般的实验课程中无法实现，利用Multisim强大的元器件库可以仿真多种故障现象，而且可以清楚地观察到故障发生前后电路电压和电流的变化情况。利用Multisim搭建如图6所示的三相仿真电路图，首先通过观察四通道示波器XSC2所显示的如图7所示的波形来判别三相电源的相序。然后以A相直接接地短路为例，在某一时刻按下开关，发生A相接地短路故障，通过示波器观察故障前后输出波形和电压的变化，如图8所示。可以发现A相电压发生抖动后趋于0，B、C两相电压发生抖动后数值变大，再在某一时刻断开开关，故障排除，电压又重新恢复正常。此外，利用以上的仿真电路，通过增加元器件，还可以仿真如两相短路、两相接地短路、三相接地短路等更加复杂的三相电路故障，从而帮助学生加深对三相系统的理解与认识。

3结束语

Multisim软件不仅在电路课程中发挥着重要作用，而且在电子电路和通信电路等课程中也得到了广泛的应用。利用Multisim软件进行实验仿真，方便安全，并且结果精确，现象直观，虽然不能完全取代实际实验，但是对于培养学生的对于实验的综合分析与设计能力却是发挥着至关重要的作用