計算機(jī)仿真技術(shù)下的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用

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【摘要】為了提高數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)的質(zhì)量，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)技能和相應(yīng)的創(chuàng)新能力，加強(qiáng)其掌握計算機(jī)教學(xué)軟件的使用技能，本文在結(jié)合Multisim10仿真軟件和matlab軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)分析，旨在利用計算機(jī)仿真技術(shù)及相應(yīng)的軟件提高電子技術(shù)教學(xué)的實際水平，便利學(xué)生的學(xué)習(xí)，起到培養(yǎng)學(xué)生對理論知識的理解及自主思考問題與解決問題的能力的作用。

【關(guān)鍵詞】matlab；multisim10；電子技術(shù)教學(xué)

引言

數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中的計算機(jī)仿真技術(shù)實驗教學(xué)是電子類相關(guān)專業(yè)的必修課程，通過使用不同的教學(xué)軟件可以引導(dǎo)學(xué)生熟悉學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，提升分析問題和解決問題的實際能力，進(jìn)而提高綜合能力。電子技術(shù)的發(fā)展給了數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)以相關(guān)的發(fā)展空間，而matlab、multisim等軟件便是這類綜合應(yīng)用軟件的代表，它們的應(yīng)用有助于改善電子實驗環(huán)境，幫助教師提高教學(xué)效率，同時也便利了學(xué)生的學(xué)習(xí)。

1matlab軟件介紹和應(yīng)用

1.1matlab軟件介紹

Matlab是美國Mathworks公司出品的商業(yè)教學(xué)軟件，可用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析及計算等，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。Matlab應(yīng)用于數(shù)學(xué)、電子科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域具有良好的現(xiàn)狀，可以實現(xiàn)運算、分析、創(chuàng)建用戶界面等，利用matlab處理數(shù)學(xué)、工程科技等問題具有很廣泛的適應(yīng)性，因而在實際的教學(xué)過程中也是未來的趨勢。

1.2matlab軟件的應(yīng)用

Matlab在計算機(jī)數(shù)字電子教學(xué)之中具有良好的應(yīng)用，具體表現(xiàn)在可以進(jìn)行數(shù)據(jù)插值，仿真實驗等，數(shù)據(jù)插值是在工程和測量領(lǐng)域?qū)λ玫降牟贿B續(xù)、離散狀態(tài)的數(shù)據(jù)點進(jìn)行分析以得到分布于其周圍的數(shù)據(jù)，這在流體、傳熱、燃燒等問題之中具有廣泛的應(yīng)用，利用matlab可以進(jìn)行一維以及二維插值，利用matlab進(jìn)行一維插值在interp1中具有4種方法，線性插值、三次樣條插值、三次插值、最近鄰點插值等，其基本格式為interp（x，y，cx，method）其中利用x、y來表示橫縱坐標(biāo)、cx為表示不能超過x范圍以外的值，method為四種方法。二維插值是一維插值的推廣，對于分析電子技術(shù)領(lǐng)域中的空間多維度問題具有良好的應(yīng)用前景，同時matlab軟件也由于其易用性而廣泛被使用，為數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)提供了諸多便利。

2multisim軟件介紹和應(yīng)用

2.1multisim軟件的介紹

Multisim10是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式具有豐富的仿真分析能力。Multisim10用軟件方法虛擬電子元器件和電子、電工儀器儀表，實現(xiàn)了“軟件即元器件”和“軟件即儀器”。

2.2multisim軟件的應(yīng)用

利用multisim軟件可以進(jìn)行電路實驗的仿真，根據(jù)指定的實驗要求進(jìn)行電路圖的輸出和應(yīng)用，同時可在電路中放置需要觀測的節(jié)點，連接電壓表、示波器、信號發(fā)生器等儀器設(shè)備。同時也可實時檢測電路中的存在的問題，及時調(diào)整并改變參數(shù)，保證實驗效率。比如利用multisim軟件進(jìn)行高壓脈沖電場實驗的模擬仿真。該實驗設(shè)計采用清華大學(xué)研制的可靠性較高的第四代THU-PEF高壓脈沖電源，由于其脈沖波形穩(wěn)定且涵蓋指數(shù)衰減波、單/雙極性方波（微秒級）、陡前沿單、雙極性方波（ns級）?！捌涑潆娀芈凡捎煤懔髦背涫皆O(shè)計，放電回路則由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動機(jī)械旋轉(zhuǎn)開關(guān)得到重復(fù)頻率脈沖。放電頻率可通過控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。利用multisim軟件來模擬以上電路，采用在高壓電流的作用下，將形成的高壓脈沖指數(shù)衰減波加在正負(fù)兩個電極上以形成高壓脈沖電場，具備過程可調(diào)節(jié)和實驗過程清晰明確的特點。

3結(jié)語

綜上所述，計算機(jī)仿真技術(shù)的研究在實驗室水平上已經(jīng)取得了很大的成果，但是由于其matlab和multisim軟件的操作仍需要一定的專業(yè)知識和技能，從而在很大程度上制約了該項目的普及化應(yīng)用。要想在數(shù)字電子教學(xué)技術(shù)中獲得良好的成果首先就要解決對這類型軟件的深入研究和學(xué)習(xí)問題，只有通過不斷的摸索和實踐才能在未來的工程化應(yīng)用中獲得更豐富且可靠的計算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)。

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作者:方健 劉亞麗 單位:武漢晴川學(xué)院