УДК 378.147

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПАКЕТА ПРОГРАММ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ELECTRONICS WORKBENCH MULTISIM

А.А. Муравьев, ассистент,

e-mail: andrei-20101@yandex.ru,
Н.С. Маркова, студент,
e-mail: maggotps@gmail.com,
О.А. Грачева, студент,
e-mail: gracheva-o.98@yandex.ru,
ФГБОУ ВО «ОГУ имени И.С. Тургенева», г. Орёл

Аннотация. В статье рассматривается методика проведения лабораторных работ с использованием схемотехнического программного пакета Electronics Workbench Multisim, а также его возможности и преимущества.

Проведение лабораторных работ по дисциплинам «Электроника», «Схемотехника аналоговых электронных устройств», «Схемотехника электронных приборов и устройств» у студентов, обучающихся по направлениям подготовки 11.03.03 «Конструирование технология электронных средств» и 11.03.01 «Радиотехника» знакомит их с реальными элементами электрических цепей, современными измерительными приборами, дает навыки сборки простейших схем и проведения измерений.

Использование пакетов программного обеспечения для моделирования различных процессов при выполнении лабораторных работ, основанных на представление и обработки результатов физического эксперимента, вызывают дополнительный интерес у студентов к изучаемым дисциплинам. Для развития способности к анализу и обобщению полученных результатов целесообразно использовать пакеты схемотехнического моделирования, например Multisim.

Программа Multisim, производимая компанией National Instruments позволяет объединить процессы разработки электронных устройств и тестирования на основе технологии виртуальных приборов для учебных и производственных целей [1]. Программа является одной из наиболее простых и легких в освоении, содержит в себе контрольно-измерительные приборы, которые приближены к промышленным аналогам, организации управления и характеристикам.

Проведение лабораторных работ в программной среде схемотехнического моделирования Electronics Workbench Multisim имеет следующие преимущества:

– не требуется применения дорогостоящего измерительного оборудования и  приборов;

– результаты исследований исключают такие факторы, как ненадежность контактных соединений или обрыв, неисправности в работе измерительных приборов и т.п.;

– отсутствует опасность перегрузки и выхода из строя источников питания,  измерительных приборов и т.п.

Рассмотрим методику проведения лабораторной работы в программной среде схемотехнического моделирования Multisim.

В начале лабораторной работы преподаватель знакомит студентов с возможностями программы, показывает порядок создания моделей электрических схем. После этого студенты приступают к выполнению лабораторной работы, например: «Исследование схем усилителей постоянного тока с использованием моделирующей программы Multisim».

Используя возможности моделирующей программы, студенты составляют схему усилителя постоянного тока на биполярном транзисторе с включением в схему необходимых контрольно-измерительных приборов, рисунок 1.

         Рисунок 1 – Схема испытаний усилителя постоянного тока на биполярном транзисторе

         Далее изменяя значения параметров в схеме-модели, анализируют основные показатели усилителя постоянного тока:

         -  коэффициент усиления дифференциальной оставляющей;

         - коэффициент подавления синфазной составляющей;

         - напряжение смещения нуля;

         - динамический диапазон входных сигналов.

На следующем этапе лабораторной работы, студенты составляют аналогичные схемы-модели усилителя постоянного тока на одном и двух операционных усилителях, анализируют основные показателя усилителей.

Производят расчёт значения выходного напряжения и сравнивают с показаниями, включённых в схему моделей приборов.

В ходе проведения занятия преподаватель проверяет правильность собранных в программе Multisim схем-моделей, оказывает помощь студентам при возникновении затруднений.

После проведения моделирования и расчётов студенты составляют отчет с выводами по проделанной работе, сравнивают расчетные значения с экспериментальными (измеряемыми), готовят ответы на контрольные вопросы. До окончания лабораторной работы студенты индивидуально защищают отчеты.

Таким образом, использование пакета схемотехнического моделирования Electronics Workbench Multisim позволяет изучать процессы разработки электронных устройств и их тестирование на основе имеющихся в библиотеке программы виртуальных приборов. Организация учебного процесса с использованием возможностей данной программы позволяет повысить уровень познавательной активности студентов-электронщиков.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кирина М., Фомина К. «Программа схемотехнического моделирования Multisim», 2010. –33 с.

2. Цыганков Б. К. Основы моделирования электронных схем впрограмме Multisim 11 (Rus): Методическое пособие / Б. К. Цыганков, Д. А. Козюков. – Краснодар: КубГАУ, 2012. – 53 с.