Multisim仿真软件在OTL功放电路教学中的应用

2022-09-11

模拟电路课程是一门难度较大的课程, 它们是抽象性、实验性、专业性和实用性较强的课程, 而职校学生普遍基础差, 学习主动性较低, 在教学过程中, 学生普遍感到原理枯燥难懂, 厌学情绪油然而生。造成这种现状的原因有:课堂上没有激发学生的学习兴趣, 忽略了学生的主体作用, 没让学生学会学习, 忽视了学生能力的培养。

随着现代化教学技术的引入, 专业课教学模式已有所改进, 但基本上没有摆脱“教师讲, 学生听, 教师写, 学生记”的教学模式, 学生被动地成为知识的“接受器”。教师花费大量的时间用在课堂“填鸭”式灌输上, 学生没有积极思考、发问、质疑的时间和空间, 思维始终处于抑制状态, 忽视了作为独立个体的学生在课堂教学中的各种需求和潜能, 忽视了学生主体作用, 不利于学生素质和能力的培养。

将multisim仿真软件引入课堂, 结合理论教学的进程, 能使每个人都能亲自动手接触电路, 进行元件的选择, 参数设定。边连线、边测试、边分析, 充分利用软件提供的各种仿真仪器设备, 对电路进行测试分析, 并把测试的结果与理论计算结果进行对照, 从中去发现问题, 通过解决问题来加深理论知识的学习, 从而极大地调动了学生学习的积极性。

Multisim是一种专门用于电路仿真和设计的EDA系统工具的典型软件之一。它是加拿大Interactive Imag Technologies公司开发的基于Windows平台的电子线路设计及仿真软件, 是介于电子线路理论设计及实际运作之间的有效的虚拟工作平台, 它不但具备电路设计的功能, 还能对整个电路信号及系统进行仿真分析。由它设计的电路原理图还可直接输出给目前流行的电路辅助设计。

软件诸如Protel, Orcad等用来设计印刷电路板。可以设计、测试和演示各种电子电路, 包括电工电路、模拟电路、数字电路、射频电路及部分微机接口电路等。可以对被仿真电路中的元器件设置各种故障, 如开路、短路和不同程度的漏电等, 从而观察不同故障情况下的电路工作状况。它有丰富的元件库, 虚拟测试仪器仪表, 操作方法与实际仪器十分相似, 具有较为详细的电路分析功能, 该软件用于实验教学, 不仅可以弥补实验仪器和元器件的不足, 并且排除了原材料消耗和仪器损坏等因素, 有助于学生关于电路知识的学习和理解。在实际操作方面, 学生通过电路仿真, 可以熟悉常用电子仪器的测量方法, 培养学生综合分析力, 排除故障能力和开发创新能力。

下面以OTL功率放大电路为例, 说明其在模拟电路教学中具有非常方便的应用和实践意义。

1 搭建电路

在Multisim环境下, 建立一个如图1所示的OTL功放电路, 各元件选择如图所示。OTL互补对称功率放大电路的特点是输出端不需要变压器, 只需要一个大电容, 其电路仅需要单电源供电。OTL功放是采用不同导电极性的对称双极性晶体管, 利用双向跟随互补原理工作。要想得到最大不失真输出功率, 必须保证电路具有合适的直流工作点, 即调整偏压电阻R4使输出级的中点电压等于电源电压之半。合适的偏流既可以消除小信号交越失真, 又可以提高功放效率。C2是自举电容, 用以提高电路增益。