計算機仿真技術(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)實驗教學的質(zhì)量，提高學生的學習技能和相應(yīng)的創(chuàng)新能力，加強其掌握計算機教學軟件的使用技能，本文在結(jié)合Multisim10仿真軟件和matlab軟件的基礎(chǔ)上進行相應(yīng)分析，旨在利用計算機仿真技術(shù)及相應(yīng)的軟件提高電子技術(shù)教學的實際水平，便利學生的學習，起到培養(yǎng)學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

引言

數(shù)字電子技術(shù)教學中的計算機仿真技術(shù)實驗教學是電子類相關(guān)專業(yè)的必修課程，通過使用不同的教學軟件可以引導學生熟悉學習環(huán)節(jié)，提升分析問題和解決問題的實際能力，進而提高綜合能力。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，幫助教師提高教學效率，同時也便利了學生的學習。

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、電子科學技術(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、工程科技等問題具有很廣泛的適應(yīng)性，因而在實際的教學過程中也是未來的趨勢。

1.2matlab軟件的應(yīng)用

Matlab在計算機數(shù)字電子教學之中具有良好的應(yīng)用，具體表現(xiàn)在可以進行數(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可以進行一維以及二維插值，利用matlab進行一維插值在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、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軟件可以進行電路實驗的仿真，根據(jù)指定的實驗要求進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，放電回路則由步進電機驅(qū)動機械旋轉(zhuǎn)開關(guān)得到重復頻率脈沖。放電頻率可通過控制步進電機的轉(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習問題，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仿真技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)。

參考文獻

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作者:方健 劉亞麗 單位:武漢晴川學院