概覽 使用Multisim,可以使學(xué)生融入學(xué)習(xí)氛圍,通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐鞏固理論知識(shí),還可以提供易于使用的交互式電路教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境。為教學(xué)目的而開(kāi)發(fā)的Multisim包含多種特性,能協(xié)助教師授課,能為學(xué)生提供交互式學(xué)習(xí)環(huán)境從而查看和研究各種電路。 1. 使用交互式電路仿真鞏固理論知識(shí) Multisim提供了一種易于使用的電路教學(xué)環(huán)境,使用了全交互式仿真器提取概括SPICE仿真的復(fù)雜特性,從而達(dá)到簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)的目的。用戶可以通過(guò)仿真實(shí)現(xiàn)電路概念而無(wú)需擔(dān)心SPICE句法。Multisim讓學(xué)生可以專(zhuān)注于理解電路概念,而不用為學(xué)習(xí)應(yīng)用環(huán)境而煩惱。在Multisim中,學(xué)生可以在線修改電路值,然后查看實(shí)時(shí)仿真結(jié)果。通過(guò)仿真讓學(xué)生探索“假設(shè)”情景可以鞏固他們?cè)谡n堂或?qū)嶒?yàn)室學(xué)到的知識(shí)。 ![]() 2. 鼓勵(lì)使用仿真驅(qū)動(dòng)的儀器進(jìn)行探索學(xué)習(xí) 使用Multisim, 可以將仿真驅(qū)動(dòng)的儀器用于電路圖中,然后就可以像在硬件實(shí)驗(yàn)室中一樣與電路進(jìn)行交互;可以使用22種與真實(shí)儀器具有相同功能的虛擬儀器對(duì)電路進(jìn)行測(cè)量、探測(cè)和故障排除工作。除了Multisim儀器套件外,使用仿真的Agilent或Tektronixy儀器可以教會(huì)學(xué)生如何使用這些公司的真實(shí)儀器。 ![]() 圖 2. Multisim包含的仿真驅(qū)動(dòng)儀器 3. 使用20個(gè)功能強(qiáng)大的分析工具查看數(shù)據(jù) 使用Multisim提供的20個(gè)功能強(qiáng)大的分析工具(包括瞬態(tài)分析、噪音分析、Monte Carlo應(yīng)用分析、最難案例分析、I-V分析器等),可以對(duì)電路特性進(jìn)行深入分析,從而獲得對(duì)電路特性的直觀認(rèn)識(shí)。學(xué)生可以探索不同的電路配置、元件選擇、噪音以及信號(hào)源如何影響電路的設(shè)計(jì)。使用NI Grapher可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作,該工具可以用標(biāo)簽標(biāo)注顯示的數(shù)據(jù),并可以將數(shù)據(jù)以不同文件格式導(dǎo)出,或進(jìn)行其他操作。 ![]() 4. 將仿真數(shù)據(jù)與Multisim內(nèi)NI ELVIS提供的真實(shí)測(cè)量值進(jìn)行比較 只需單擊鼠標(biāo),即可從Multisim中的仿真電路跳轉(zhuǎn)到真實(shí)物理電路。隨著Multisim 10.1和NI教學(xué)實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器套件II(NI ELVIS II)的發(fā)布,結(jié)合使用這些產(chǎn)品可以彌補(bǔ)理論和實(shí)際的差距,從而提供全新動(dòng)手學(xué)習(xí)的方法。學(xué)生使用Multisim可以對(duì)理論概念進(jìn)行仿真;使用NI ELVIS對(duì)電路進(jìn)行原型化;使用Multisim環(huán)境中的NI ELVIS圖解與NI ELVIS虛擬儀器,可以將實(shí)際測(cè)量值與仿真測(cè)量值進(jìn)行比較。 ![]() 5. 使用PLD圖解簡(jiǎn)化數(shù)字電路的教學(xué) 通過(guò)對(duì)復(fù)雜的VHDL語(yǔ)言進(jìn)行提取概括,使得硬件實(shí)現(xiàn)更加容易,從而使學(xué)生融入數(shù)字電子電路的學(xué)習(xí),同時(shí)通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐鞏固理論學(xué)習(xí)。使用Multisim,學(xué)生可以捕捉并仿真可編程邏輯設(shè)備(PLD)圖解中的數(shù)字電路,生成原始VHDL語(yǔ)言。應(yīng)用這個(gè)VDHL文件到現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)硬件中,例如NI數(shù)字電子FPGA板,從而簡(jiǎn)化通過(guò)仿真學(xué)習(xí)到的理論與真實(shí)實(shí)現(xiàn)的過(guò)渡。 ![]() 6. 部件應(yīng)有盡有 部件庫(kù)包含超過(guò)14,000個(gè)部件,可以滿足理論教學(xué)的需要。這些部件及特有部件被清楚地組織聯(lián)系起來(lái),查找方便。 Multisim包含一些常用部件,包括領(lǐng)先制造商如Analog Device、Linear Technologies、Microchip、National Semiconductor以及Texas Instruments使用的符號(hào)、模型以及IPC標(biāo)準(zhǔn)連接盤(pán)圖形,因而可以向?qū)W生介紹工業(yè)中使用的部件。 Multisim包含的特有部件列述如下: * 交互式部件如仿真運(yùn)行時(shí)可以操作的開(kāi)關(guān)和電位計(jì)。 * 動(dòng)畫(huà)部件如可以按照仿真結(jié)果更改顯示的LED和7段顯示。 * 虛擬部件允許用戶設(shè)置任意參數(shù),即便現(xiàn)實(shí)中并不存在使用該參數(shù)的部件。這對(duì)理論概念的演示特別有用。 * 額定部件在特定參數(shù)(比如功率或電流)超出額定值時(shí)會(huì)“熔斷”,從而強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)。 * 3D 部件使用看起來(lái)十分真實(shí)的圖片替代傳統(tǒng)的圖解符號(hào),這有助于學(xué)生在引論部分迅速理解圖解和實(shí)際電路設(shè)計(jì)的差別。 ![]() 7. 為教員設(shè)計(jì)的強(qiáng)大教學(xué)功能 Multisim圍繞教員的需要而設(shè)計(jì),其具有的教學(xué)特性簡(jiǎn)化了電路理念和電子的教學(xué)。對(duì)Multisim用戶界面以及現(xiàn)有的儀器和分析工具進(jìn)行自定義設(shè)置,可以控制學(xué)生在電路中可以看見(jiàn)和使用的部分。這樣就給用戶提供了許多強(qiáng)大的教學(xué)功能以及可以控制的概念引入方式,從而使軟件的復(fù)雜特性與學(xué)生的知識(shí)水平或課堂內(nèi)容相匹配。用戶還可以簡(jiǎn)便地給電路文件加入描述和圖形,以便在實(shí)驗(yàn)室或自學(xué)環(huán)境中進(jìn)一步闡述各種概念。此外,用戶還可以創(chuàng)建和發(fā)布可反復(fù)使用的仿真文件,每個(gè)文件都包含完整的SPICE參數(shù)設(shè)置,以確保學(xué)生在逐漸熟悉仿真后可以成功完成布置給他們的任務(wù)。電路限制功能可以讓教師在講述故障排除技巧時(shí)設(shè)置隱藏故障。或者,鎖定并隱藏子電路以創(chuàng)建“黑盒求解”的問(wèn)題。易于使用的電路規(guī)則檢查功能具有可視化錯(cuò)誤標(biāo)記和 “放大至錯(cuò)誤點(diǎn)”的功能,有助于學(xué)生快速定位并更正接線錯(cuò)誤,以免打擊學(xué)生的自信心,同時(shí)這樣也節(jié)約了寶貴的實(shí)驗(yàn)時(shí)間。此外,測(cè)量探針現(xiàn)在可以放置在電路的任何位置,從而使用動(dòng)態(tài)電壓和電流值對(duì)圖解進(jìn)行注釋。 ![]() 8. 3D模擬實(shí)驗(yàn)板環(huán)境中的無(wú)風(fēng)險(xiǎn)原型 使用Multisim 3D模擬實(shí)驗(yàn)板環(huán)境(NI ELVIS I和NI ELVIS II系列),學(xué)生可以方便找到硬件原型。在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前,學(xué)生可以在3D模擬實(shí)驗(yàn)板環(huán)境下建立自己的電路并進(jìn)行試驗(yàn)。 ![]() 9. 使用NI LabVIEW進(jìn)行自定義設(shè)置 通過(guò)LabVIEW的圖形編程功能,Multisim能夠引入自定義的虛擬儀器,從而延伸現(xiàn)有產(chǎn)品的仿真和分析能力。 Multisim內(nèi)的LabVIEW虛擬儀器可以用于演示難以理解的或復(fù)雜的概念,比如相量或電梯控制。因此,需要時(shí)您可以使用LabVIEW工具創(chuàng)建或編輯LabVIEW虛擬儀器來(lái)達(dá)到目的。 此外,Multisim和LabVIEW的還可以將仿真數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)的比較功能集成到工作平臺(tái)內(nèi)。這樣,LabVIEW不僅可以從硬件收集測(cè)量數(shù)據(jù),還可以接收Multisim的仿真輸出數(shù)據(jù)。由于兩組數(shù)據(jù)處在同一個(gè)界面下,因此比較和關(guān)聯(lián)變得很簡(jiǎn)單。 LabVIEW能夠分析出硬件原型是怎樣與仿真期望結(jié)果產(chǎn)生偏差的。 ![]() 圖 9. LabVIEW儀器相量圖 10. 用于高級(jí)設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)功能 Multisim不僅是世界上使用最廣泛的電子教學(xué)軟件,而且還是專(zhuān)業(yè)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)市場(chǎng)上很受歡迎的一款工具。它的許多功能超出了很多學(xué)生的需要,但可供高級(jí)設(shè)計(jì)課程、研究生工作或研究項(xiàng)目使用。 Multisim包含的專(zhuān)業(yè)功能包括:項(xiàng)目管理、強(qiáng)大總線支持、分級(jí)和多層設(shè)計(jì)、印刷電路板(PCB)布局的限制設(shè)計(jì)、功能強(qiáng)大的電子表格視圖、可自動(dòng)生成與用戶指定參數(shù)相匹配電路的電路向?qū)б约白兞恐С值取ultisim的專(zhuān)業(yè)功能可以很容易地處理更復(fù)雜的設(shè)計(jì),從而使學(xué)生能應(yīng)對(duì)未來(lái)復(fù)雜工程的挑戰(zhàn)。 ![]() NI公司供稿 |