电路仿真软件范文1
【关键词】电路仿真；软件；特点
电路级仿真分析由电子元器件构成的电路的性能，包括数字电路的逻辑仿真和模拟电路的交直流分析、时域和频域分析等。电路级仿真必须有包含PSPICE参数的元器件模型库的支持，仿真信号和输出数据代替了实际电路调试中的信号源和示波器。电路仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。电路仿真技术使工程师在实际电子系统产生之前，就有可能全面地了解电路的各种特性。现在电路仿真也广泛用于各类学校的电子专业教学。
商品化的电路仿真软件种类比较多，软件性能特点各不相同，应用的便利性也有差别。根据工程和教学的需要选择合适的电路仿真软件可大大提高工作效率和教学效果。
一、电路仿真技术的功能特点
电路仿真是经过广泛实践，被证明是相当有效的分析技术，被越来越多的电子设计者采用。电路仿真技术可以在下面几个方面发挥作用：
1.验证电子电路设计
采用电路仿真技术对不同的电路设计方案快速地进行模拟分析，保证设计思想正确。在电路形式确定以后，对电路的元件参数进行灵敏度分析和容差分析，优化电路参数，保证设计质量。电路设计采用仿真技术，能极大的减少人工劳动，缩短设计周期，降低设计成本。如滤波器设计中有大量的复杂分析。用人工计算全部数据的话，要耗费大量的时间。采用电路仿真软件可以在几分钟内得到结果，而且误差可保持在工程规范的范围内。
与传统的电路测量方法相比，计算机仿真可预测某特定电路参数的变化过程和最终结果，使人们对电路性能的变化规律有深入的了解。例如，元件参数的误差会给产品性能带来多大的影响？哪个元件的误差会给电路性能产生最大的作用？采用电路仿真技术中的蒙特卡洛分析能快速得出结论。应用最坏情况分析，设计人员可方便地测试各种极端情况，观察极限条件下电路的反应。灵敏性分析使用户能够确定由于设计或元器件参数更改引起的电路性能参数（诸如周期、增益或上升时间）的变化比例。
在常规测量有困难，特别是在实际系统中具有破坏性的实验研究中，电路仿真技术尤其有优势。如某些电子设计涉及高电压和大电流，不正确的设计参数可能造成电子元件损坏，使设计进程受阻。电路仿真用于数字电路同样具有高效率、高精度的特点。在搭建电路之前使用仿真技术，可避免各种致命的损坏，增加成功率。
作为一种模拟技术，仿真虽然还不能完全取代真实电路的实际测量。但由仿真产生的各种参数在设计中有决定性的意义，也为实物试验提供了数据基础。
2.电子专业的辅助教学
电子学是一门实验性很强的学科，电子学原理的学习最好和实验同步进行，以加深感性认识。实验需要测量仪器和电子元件。受到客观条件限制时，用电路仿真验证理论分析结论不失为一个有效的方法。电路仿真能记录分析中的全部数据，可以方便地重现各种电学过程，特别是一些瞬息即逝的现象。如振荡电路的起振过程，一般只有1毫秒左右。在没有存储功能的示波器上无法观察到这一过程。而使用仿真可记录电路起振的全过程；再如用电路仿真软件可构建各种运算电路，随时验证运算放大器的电路理论，比搭建实验电路更为简便快捷。绘制的电路图和产生的仿真曲线可被复制到文档中，使你的实验报告看起来更有说服力。
学习电子电路，不仅要掌握基本原理和计算方法，还要注重电路的设计、分析和研发能力的培养。通常实验室不可能提供世界上各厂家的最新器件。而电路仿真可以采用新器件的模型加以模拟和分析。应用电路仿真技术还可设计验证、测试、设计和创新等不同形式的训练，培养学生多方面的能力。
3.学习电子工程测量技术
测量是电子技术的基本技能之一。电子测量有两个方面的要求：掌握电子仪器的操作方法和数据的采集分析。表1列出了部分电子测量项目和电路仿真分析的对应关系。
在电子测量中，要用到多种信号发生器：如高频信号发生器、低频信号发生器和函数发生器等。这些仪器产生的信号在电路仿真软件中都能实现：如瞬态源可产生函数发生器的各种信号，非线性受控源可产生调幅波等。通过设置仿真源的信号参数，能深入理解各种波形的电学意义。
在仿真软件的图线界面中，根据对测量结果的期待，选择波形的显示参数，相当于调节电子仪器的各个旋钮。电路仿真产生的波形图线比示波器荧屏有更大的幅面和更精确的坐标。软件的图线测量工具可对信号曲线实施多种测量，如周期信号的幅值、频率、周期、相位及脉冲信号的上升时间，信号的过冲幅度等。测量工具是完全图形化的，具有很强的交互性，能自动计算各项参数。
波形计算器对波形进行数学计算。波形计算器使用各种数学符号及函数，计算信号的如平均值，微分积分等数据。在大多数软件中，利用波形计算器，可以交互地构建复杂的函数表达式，产生新的波形。部分仿真软件的测量结果可以被直接标注到图表中。
运用某些软件（如Multisim）中的虚拟仪器，对掌握真实仪器的性能和操作很有帮助。
二、电路仿真软件的基本性能
随着微机技术的发展，基于Windows的EDA软件水平不断提高，现在有很多不同软件公司生产PC版的电路仿真产品。这些产品有不同技术档次和应用定位。一些以印制电路板设计为主要应用的软件也有内嵌仿真组件，如ORCAD的PSPICE、Protel的Simulate等。专门用于电路仿真产品品牌比较多，如Multisim、TINA、ICAP/4、Circuitmaker和Micro-CAP等。通常这些软件都是基于电路仿真语言PSPICE。
各种电路仿真软件的界面和功能各有特点，数据的显示和处理方式也不尽相同。可以从下列四个方面来评价电路仿真软件的实用价值。
1.仿真项目的数量和性能
仿真项目的多少是电路仿真软件的主要指标。各种电路仿真软件基本的分析功能包括静态工作点分析、瞬态分析、直流扫描和交流小信号分析等4项。还可能有的分析功能有：傅里叶分析、参数分析、温度分析、蒙特卡罗分析、噪声分析、传输函数分析、直流和交流灵敏度分析、失真度分析、极点和零点分析等。仿真功能比较少的软件如SIMextrix只有6项，而TINA有多达20项。Protel、Orcad、P-CAD等软件的仿真功能在10项左右。专业化的电路仿真软件有更多的仿真功能，对电子设计和教学的各种需求考虑得比较周到。如TINA的符号分析、Pspice和ICAP/4的元件参数变量和最优化分析、Multisim的网络分析和数字电路仿真、CircuitMaker的错误设置等都是比较有特色的功能。
PSPICE语言长于分析模拟电路，对数字电路的处理不很理想。各种软件的解决方法也不一样：如Protel对数字元件采用Digital SimCode描述，并用乔治亚大学的XSPICE处理数字仿真。Multisim采用基于VHDL、Verilog或C代码描述的模拟和数字器件协同模型。对于纯数字电路的分析和仿真，最好采用基于VHDL等硬件描述语言的仿真软件，如Altera公司的可编程逻辑器件开发软件MAX+plus II等。
2.仿真元器件的数量和精度
软件元件库中仿真元件的数量和精度决定了仿真的适用性和精确度。电路仿真软件的元件库有数千到1、2万个不等的仿真元件，但软件内含的元件模型总是落后于器件的开发和应用。因此，除了软件本身的器件库之外，器件制造商的网站是元器件模型的重要来源。设计者可根据最新器件的外部参数自定义元件模型，构建自己的元件库。对于教学工作者来说，软件的元件模型库完全可以满足常规教学所需。
电路仿真软件的元件分类方式有两种：按元器件类型如电源、二极管、74系列等分成若干个大类；或按元件制造厂商分类。大多数仿真软件有电路图形符号的预览，便于取用。各电路仿真软件对元件的PSPICE模型都作了简化。如PSPICE的电阻模型有一阶、二阶和指数等三个温度系数。多数软件只定义了前两个温度参数，只有TINA定义了电阻的三个温度参数，而Protel的电阻未定义温度系数；又如双极型晶体管有40个PSPICE模型参数，Multisim规定了全部的参数、TINA也有32个，Protel只有22个。所以对仿真精度要求比较高的设计要采用高精度的元件模型，或根据实际元件修正模型参数。查阅和修改组件模型的方法各个软件的处理各有不同。有的在元件属性框中即可修改元件模型参数，而有的要打开专门的模型参数文件或界面才能修改。
3.数据显示和处理能力
运行仿真后会得到大量的电路数据。仿真数据的显示方式有列表和图线两种。如计算直流静态工作点后，Protel将节点电压、支路电流、元件消耗功能和电源端等效电阻等数据以列表显示；Pspice和Micro-CAP可将电压、电流和功率标示在电路图中。瞬态分析、直流扫描、交流小信号分析一般以图线显示结果。图线可以被打印或保存为特定格式的文件；部分软件可将波形保存为通用的PWL（以时间—电学量数对组表示的）格式文件，或导出到Excel中。也可以复制图线，把它粘贴到Windows的“画图”中，处理后保存为图片文件；或直接把图线粘贴到Word、PowerPoint、Autherware等软件的文档中。
各电路仿真软件对波形图线的处理能力不同。但一般都有如下数据处理功能：
（1）波形测量：显示为不同类型的坐标刻度（线性、对数、幅度、分贝等）；测出图线的有效值、方均根值、峰峰值、平均值、最大值、最小值、周期等。
（2）图线计算：对图线进行加、减、乘、除、微分、积分等运算。或将图线变量作为数学函数的自变量，得到新的数学变量。
（3）修饰图线：使图线更美观、更容易被理解。可更改图线的粗细、颜色、式样和标记；添加测量数据点标志和数据标签；改变图线的背景色、坐标的式样和颜色等。有些软件允许在图线画面中输入说明性的文字，甚至可以是中文文本。
4.虚拟仪器和教育功能
形象化的虚拟仪器是电路仿真软件的一个特色。最典型的例子是Multisim，该软件的虚拟仪器无论界面的外观还是内在的功能，都达到了同类软件的最高水平。其它备有虚拟仪器的软件有TINA和EDISON等。
虚拟仪器可以帮助学习者了解电子仪器的作用，深入理解电子测量的方法和技术要领。掌握电子仪器的各种操作方法，特别是各种控制按钮、旋钮的功能。Multisim和TINA虚拟仪器的功能实际上已超过了PSPICE本身，比较典型的是网络分析仪和逻辑分析仪。网络分析仪是分析射频组件和射频网络参数的专用仪器；而Multisim的逻辑分析仪具有真正的数字电路分析能力，符合实际数字系统分析的技术要求。部分软件还有虚拟的机电元件，如灯泡、按钮、继电器、接触器等电气元件，调用这些元件可构建机电控制电路。软件元件库中的数学和模拟控制器件可用以分析自动控制原理。
为适应教育单位对电路原理教学的需求，有的软件设置了教育功能。主要是允许使用者对元器件设置一些隐藏的错误，以提高训练学生提高分析问题和解决问题的能力。如Mulisim和TINA可对组件设置开路、短路和漏电阻三项参数；而Altium公司的另一个电路仿真产品CircuitMaker可以对组件和电路做更多的教学设置，并且可加上密码，以防止应用者修改组件属性。
表2是10个有代表性的电路仿真软件主要参数的统计。表中安装容量是指软件安装后在硬盘中所占用的空间，有些软件安装后包括PCB设计组件，如Altium；电源种类数的多少和软件对电源的分类有关，如有的软件将同一电源分别放在多个目录下，有的软件将5种瞬态分析源放在一个图标中；Pspice正式版的仿真元件数为1.6万个。
三、怎样选择电路仿真软件？
在电子工程的生产设计或电子学专业教学中，对电路仿真软件可能有不同的要求，应从软件功能特点和工作实际需要两个方面来考虑。
1.考虑生产和教学对电路仿真软件的需求
首先要考虑软件的实际生产能力，用此软件能完成什么样的工作？该软件的模型库能否满足设计需要；软件有哪些电路仿真功能；电路图有哪些输出格式，是否和企业现有的PCB设计软件兼容；软件的价格及提供哪些售后服务等等。如果本单位的产品比较复杂，就要考虑从电路设计、分析、优化，系统仿真、甚至机电系统设计在内的全面解决方案。
2.评估电路仿真软件的性能
各公司的软件产品有不同的销售定位，电路仿真软件的功能、扩展性和价格相差很大。
同一软件有不同的版本，以不同的功能和价格适应不同的业务需求。一般的教学单位只要学习电路仿真的相关原理，不必强求软件的高性能。使用学生版或教育版的软件完全可以应对日常教学所需。而作为电子生产企业，则要采用企业版或加强版的软件，还要考虑产品的设计、生产和管理等一系列问题，对软件的维护和技术支持也有一定的要求。所以应尽量采用大公司的产品。如ICAP/4、Orcad等；如果对电路设计和仿真有更高的综合性要求，可以考虑美国Synopsys公司的Saber。Saber适用领域广泛，包括电子学、电力电子学、电机工程、机械工程、电光学、光学、控制系统以及数据采样系统等等。
3.根据教学需要选择适用的软件
在教学中，要求电路仿真软件能清晰地展示电路图、信号图线和各种电路数据。Multisim在所有电路仿真软件中，它的仿真元器件、仿真分析类型和虚拟仪器都是最全的，是各级学校电路教学的理想仿真工具。Multisim的缺点是电路图画面只能放大到200%，电路线条比较细，投影到大屏幕上不太清晰。比较适合于职业技术学校的电路仿真软件是TINA 6.0简体中文版，该软件不但菜单和对话框是简体中文，所有的帮助也都是用中文写成，学生比较容易理解和接受。Altium的电路图和仿真图线界面的显示质量比较好，适合教师用于教学幻灯演示和制作各种文档中的插图。Altium也很适合用于印制电路板设计的教学。ICAP/4的优点是可以把仿真得到的电路波形插入电路图中，即可以显示电路中任何一点的波形。Orcad的Pspice在电路中显示仿真得到的节点电压、支路电流和元件消耗功率等数据，非常直观；MicroCAP有最强大的参数扫描功能，可时设置多达20个参数进行扫描分析。如果是电子学的初学者，则可以用有3D界面的电路仿真软件Edison，该软件界面生动直观，和实物形象相当接近，有助于认识和理解电路。
4.专用电路仿真软件
除了通常的电路仿真软件外，还有一些专门针对某一类设计应用的软件如：Intusoft公司的电源仿真设计软件Power Supply Designer和磁性元件（设计分析变压器和电感器）的设计软件Magnetics Designer；芬兰APLAC公司用于射频电路设计和仿真的软件APLAC；以及美国Ansoft公司的系列产品等。很多的半导体器件生产商为了推广它们的产品，也开发了专门的电路设计和仿真软件。如Altera公司的可编程逻辑器件设计软件Max+Plus II；TI公司的开关电源专用设计软件SWIFT Designer；Linear公司的电路仿真和开关电源设计软件SwicherCAD等。
最后要说明的是，现在电路仿真软件的发展方向已不再局限在电子学范围内。电路仿真技术在增强数模混合信号的仿真能力的同时，正在向电力电子、电光学、甚至是电机工程、机电工程等领域扩展，为工程实际和教学带来更多的方便。
本文提到的软件试用版，可以从各自生产商的官方网站上下载。
参考文献
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电路仿真软件范文2
电子设计正朝向自动化方向发展，使电路设计教学中开始采用一些虚拟设备，通过仿真分析使原本抽象的教学内容更为直观。电工电子实验教学中引入了电路仿真软件，可以使电路设计更为直观，且有助于教师在教学中针对设计电路进行分析，以提高学生对设计电路的理解能力。
1 Multisim 仿真软件是电子类课程教学中的常用软件
在众多的电路仿真软件中，Multisim 仿真软件是较为常用的，主要在于其操作方便，且电路的仿真分析能力很强。具体操作中，Multisim 仿真软件可以在Windows基础上配备虚拟测量仪器，将电路原理图输入软件操作平台上，就可以启动仿真软件进行仿真教学了。很多开设电子类课程的学校都逐步引进了Multisim 仿真软件，仿真电路在电脑显示器上清晰地呈现出来，不仅激发了学生的学习兴趣，而且还让学生的实践操作能力得到了训练，大大地提高了电工电子教学效率。
2 Multisim软件简述
Multisim软件是Electronics Workbench（简称：EWB）的升级版。作为仿真设计软件，主要用于电子电路的设计，其仿真功能是非常强大的。目前所普遍使用的Multisim软件为Multisim 12.0，与其他的仿真软件相比，Multisim的功能性更强，在虚拟操作中，软件可以提供电路元器件达几千个，还可以提供各种电路设计中所使用的虚拟仪器，包括信号发生器、万用表以及示波器等等，而且这些电路元件和虚拟仪器的图形与实物具有很高的相似性。操作功能上，Multisim软件可以对所设计的电子电路进行演示，对电子电路的操作情况进行测试，且能够设计所需要类型的电路诸如，数字电路、基础电路、射频电路、微控制器电路、接口电路等等。设计者在进行电路设计的时候，可以将Multisim所提供的虚拟元器件利用起来进行电路设计，并将所选择的各种设备连接起来。电路就通过计算机绘制出来。当电路设计完毕之后，还要对各种元器件的参数进行确定，还要测试元器件的性能指标。从电子类课程教学的角度而言，由于Multisim操作简单，学生在短时间内就可以进行基本操作。由于操作简单且仿真软件所涉及的电路直观性较强，因此而在电子类教学中广泛使用。
3 电工电子试验中电路仿真软件的应用
3.1 学生应用Multisim 软件绘制电路仿真图
电工电子试验教学中，以试验教学为主，将理论教学内容融入到实验教学中，以提高学生的理论应用能力。学生应用Multisim 软件绘制电路仿真图，在计算机上启动Multisim 软件，根据试验内容将实验电路绘制出来之后，选择所需要的虚拟电子元器件配备到电路中，并进行仿真操作和测试，将实验结果记录下来。对电路的仿真测试合格之后，学生课可以利用实物将与虚拟电路相同的实际电路构建起来，对电路进行调试，并将调试结果详细地记录下来。在实验操作总，还要仔细观察实际电路的运行状态，以及所获得的运行结果，采用对比分析法对虚拟电路的方针结果与实物运行中所获得的结果进行比照。由于虚拟仿真电路所连接的元器件以及各种仪器设备都是处于理想运行状态，因而虚拟电路和实际电路的运行结果会存在一定的误差。如果误差范围没有超过规定的范围，这个试验操作所获得的结果就是有效的。在电工电子试验中，采用电路仿真软件进行仿真操作，实现了电子类课程的理论教学与实际教学的有效结合，而且还使试验结果更为清晰，加之学生亲自参与虚拟仿真试验，学生对相关理论知识通过试验得到了验证，不仅可以提高电工电子实验教学的质量，还使学生的学习积极性被激发起来。
3.2 Multisim 软件仿真试验的动态观测
对Multisim 软件仿真试验进行动态观测，以流水灯实验为例。
使用Multisim 软件所设计的电路为自行振荡电路和显示器对各种电路轮流显示。按照规定的设计内容，流水灯电路设计需要使用的器具包括四位二进制计数器、译码器、LM555、发光二极管显示器8个。其中，四位二进制计数器是将74IS163连接成为二进制的计数形式。使用指示灯监测其对74IS163的计数进行检测。将三个指示灯接入到地址控制端，使能端都处于使能状态。输出端所连接的是发光二极管显示器，共8个，都连接在LED显示管的负极上。当进行仿真调试的时候，可以看出三个指示灯都按照三位二进制数进行计数发光。与此同时，还将LED显示管依次点亮。当两边的灯都亮起来的时候，就现实译码器5处于低电平状体的时候，所连接的发光二极管就会亮起来，这就可以证明电路设计是有效的。
4 总结
综上所述，计算机技术的发展，人们的生产生活方式都发生了变化。为了促进教学与实践有效结合，一些学校在电工电子实验教学中使用了电路仿真软件，以使学生可以在实验室模式实验，不仅可以激发学生的学习积极性，还能够激发学生对知识探索的兴趣。Multisim软件是电子类实验教学中的常用工具，由于操作简单，学生能够利用软件自主设计电路，由此而使得学生的操作能力得以增强。
参考文献
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电路仿真软件范文3
【关键词】PROTEUS；单片机；计算机辅助设计；仿真
由于微电子技术的迅猛发展，单片机作为电路设计的核心器件，其系统设计包括硬件电路设计和程序设计2个方面，调试过程一般分为软件调试、硬件测试、系统调试3个过程。如果采用作为单片机系统仿真软件Proteus，则不用制作具体的电路板也能够完成以上工作。毫无疑问，在使用Proteus进行系统虚拟开发成功之后再进行实际制作，必然可以提高开发效率、降低开发成本、提高开发速度，而这些因素对于企业来讲是非常重要的。
一、Proteus简介
Proteus软件是英国Labeenter electronics公司的EDA工具软件，是一个电子设计的教学平台、实验平台和创新平台，涵盖了电工电子实验室、电子技术实验室、单片机应用实验室等的全部功能。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路。
二、使用Proteus软件进行简单电路的仿真
Proteus软件仿真简单的桥式整流二极管稳压电路，软件提供的虚拟测量仪器，能够简单方便的仿真测量电路各处的波形和电压。
如图是桥式整流二极管稳压电路的仿真图。变压器TRl初级放置两个正弦波信号源，信号幅值设置为110V，相位分别设置为0度和180度，用来模拟220V正弦波交流电。变压器TRl的初次级变比为10：1，次级两端在虚拟示波器的显示窗口可以看到幅值为20V左右的正弦波交流波形。
经过D1-D4组成的桥式整流电路以后，正弦波交流电的负半周被整流桥翻转，变成脉动直流，但是此时的直流分量非常低，直流电压表指示接近0V。
加入滤波电容后，脉动的直流电在电容两端建立了直流电压，大部分的交流分量被滤波电容滤除。
加入12V稳压二极管后，限流电阻后部的负载两端电压被稳定在12V左右，电压更加的稳定平直。
使用Proteus进行简单电路的仿真，能够直观方便的看到电路的运行状态，各点的电压波形，有助于增强对各类基本电路的理解，为设计复杂电路打好基础。
三、使用Proteus软件进行单片机的仿真
Proteus软件对常用的主流单片机仿真都有很好的支持，把电路调试和单片机仿真结合在一起，单片机的软件可以直接加载到Proteus电路图中的单片机中运行和仿真。
仿真电路中放置两片AT89C51单片机，一片用来运行爬行器主控程序，另一片用来模拟地面接收和指令发送。测量仪表使用了四路虚拟示波器和虚拟串口窗口。
在四路虚拟示波器中，我们能够监视关键点的波形。虚拟串行窗口中，能够显示线路上传输的串行序列码，以16进制方式分字显示。
在电路图中的单片机器件u1上双击，打开编辑元件窗口，选择需要加载的单片机程序文（MCU程序.hex），该文件是编译好的十六进制HEX文件；设定单片机的时钟频率（12Mhz）；确定即可
单片机的各个端口，用蓝色、红色和灰色三种色块表示当前的端口电平，蓝色代表低电平，红色代表高电平，灰色代表电平不定，一般为高阻或者高频变化。电路仿真中，根据程序的执行情况，端口电平会不断闪动。
示波器窗口中显示了关键点的波形，图中分别显示了收发逻辑、上传编码、模拟速度脉冲、温度电平四个波形。能够通过示波器的刻度，读出300毫秒的发送、200毫秒接收的收发逻辑周期；选择示波器上的时间旋钮，还能够清晰的展开上传数据的每一位，非常直观方便。串行端口不断闪动的16进制编码，表示数据总线上接收到的串行序列数值，能够直观的判断单片机发送数据的正确性。
电路仿真软件范文4
摘要：三相交流电路广泛的应用于我们的日常生活和生产领域，所以针对三相交流电路的工作情况进行实验很有必要，然而在实验室进行
>> 基于行动导向理念的三相交流电路实验法教学设计 三相交流电路的创新学习方法与实践 智能仪表在三相交流电机智能报警系统中的应用 在三相交流电频率测量电路中一种单片机的模拟应用 演示交流电路特性的实验改进 浅谈三相交流电负载平衡的效益 三相交流电源的产生及特点研究 正弦交流电路分析中相量模型的运用 正弦交流电路中的相位实验研究初探 正弦稳态交流电路相量实验问题研究 三相交流电动机常见故障及处理 刍议三相交流电机故障原因分析与处理方法 三相交流电动机直接启动问题探讨 三相交流电机故障诊断及维修 PLC在三相交流异步电动机变频调速中的应用 “电阻、电容、电感对直流和交流电路的影响”实验的改进 正弦交流电路三要素的教学思考 论三相交流电动机常见故障及处理 五相交流电机与传统交流电机的比较研究 分布式光伏发电并网交流电路仿真设计 常见问题解答 当前所在位置：中国 > 科技 > Multisim仿真软件在三相交流电路实验中的应用 Multisim仿真软件在三相交流电路实验中的应用 杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款！安全又可靠！ document.write("作者：未知 如您是作者，请告知我们")
申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 摘要：三相交流电路广泛的应用于我们的日常生活和生产领域，所以针对三相交流电路的工作情况进行实验很有必要，然而在实验室进行三相交流电路实验时有较大的危险性，一些短路断路的实验也较难进行。电路仿真软件Multisim提供了适用于三相交流电路仿真的各种元件模块及测试工具，利用该软件对三相交流电路进行仿真，与理论分析的结果一致。实验表明利用MuIdsim对三相电路进行各种实验分析很方便准确，可以在今后的电工实验中得以推广。
电路仿真软件范文5
一、软件主要实现过程和所用技术
数字电路分析与制作三维虚拟仿真软件的主要实现过程和所用技术有：利用CAD和3DMax软件建立实训所需的元器件、电路板、仪器仪表等实物仿真三维模型，建立常用的电子元器件库;利用unity3d软件导入仿真三维模型，使用unity3d的Javascript、C#等编程语言对三维模型完成交互仿真编码，实现人机交互;利用web模拟仿真包，使其在任何可以使用互联网的地方都能随时方便地使用该仿真实验，提高教学效率与学生的学习兴趣。
二、三维仿真软件功能设计
1.三维虚拟仿真教学软件设计思路
数字电路分析与制作三维虚拟仿真软件是以培养学生的元器件检测、产品安装、电路检测和调试及电路故障排除能力为教学目标构建的虚拟仿真教学平台。笔者学校成立了由学校专业教师和企业专家组成的教学软件开发小组，根据数字电路分析与制作课程的教学目标、教学内容、教学方法、教学认知规律和企业的岗位要求及工作过程，遵循“项目导向、任务引领、理实一体”的课程建设思想，依据电子技术应用专业典型工作任务，以常用电子小产品安装为主线设计教材结构，按照项目为载体，工作过程为导向，能力训练带动知识学习的思路开发了理实一体化的《数字电路分析与制作》项目教材。在项目教材的基础上，共同讨论制订软件系统开发方案和功能指标体系，并由专业教师对每个电子小产品进行实际的安装、检测和调试，验证、确定检测项目和能力指标，修改软件系统开发方案和功能指标体系，再由软件技术开发公司来负责技术实现。
2.实训项目设置
数字电路分析与制作三维虚拟仿真教学软件开发与项目教材配套，以便于师生在教学的过程中使用。根据教材的结构特点，数字电路分析与制作三维虚拟仿真软件设置了包括声光控节能灯的制作、产品质量检测仪的制作、全贴片八路抢答器的制作、电动机故障监测报警电路的制作、电子生日蜡烛的制作、数字电子钟的制作、叮咚门铃的制作、数字万用表的制作在内的8个项目。每个项目按教学目标和电子小产品安装工作过程及要求，分为若干个训练模块。
3.教学功能设计
根据电子小产品安装、调试工作过程和实训要求，实训教学主要训练学生的元器件识别、检测、电路安装、调试和故障排除能力。在每个项目实训操作界面中，包含了电路图、元件挑选、元件检测、安装练习、在路测量、功能展示、通电测量、故障检测这8个功能选项。
一是电路图。点击“电路图”按钮，可浏览所安装的电子小产品的电路图，便于学生在产品安装过程随时查阅。
二是元件挑选。在“元件挑选”功能模块中，学生根据电子小产品的电路图，在电子元器件库中选择需要安装的电子元器件规格、型号和数量。同时可点击“计时测验”来检测判断所选元器件的对错，通过“元件挑选”功能模块的训练，可培养学生电子元器件识别能力和选择能力。
三是元件检测。在“元件检测”功能模块中，学生通过使用逼真的3D万用表对各种元器件进行检测和判断元器件的好坏，从而培养学生仪器仪表使用能力和元器件检测能力。
四是安装练习。在“安装练习”功能模块中，学生可利用已选择的元器件在虚拟的印制电路板上进行安装练习，并通过“计时测验”来检测判断所选元器件选择和安装方法的对错，培养学生电子产品的安装能力。
五是在路测量。在“在路测量”功能模块中，学生使用仿真仪器仪表对已安装完成的电路板上的变压器、集成块等电子元器件进行在线电阻测量，培养学生电路测试能力。
六是功能展示。在 “功能展示”功能模块中，学生对安装完成的电子产品按钮或开关进行不同的操作，可完整地展现该电子产品的功能，便于学生对已经完成的电子产品进行功能检测，判断自己安装的产品是否具有应有的功能和达到质量标准。
七是通电测量。在 “通电测量”功能模块中，学生使用仿真仪器仪表对电路的电流、集成电路各引脚的电压等物理量进行测量和调试，培养学生的检测和调试能力。
八是故障检测。在“故障检测”功能模块中，学生可对模拟的不同故障进行测试和检测，培养学生的检测和故障诊断能力。
在数字电路分析与制作三维虚拟仿真教学软件的每个功能模块中，具有操作步骤提示，相关的测量数据记录表格、实时测试考评及重新开始等功能。学生完成练习，点击“完成”或“提交答案”按钮可得知自己在实际操作过程中的正确与错误的情况，在找出错误的原因后，可以按“重新开始”按钮反复练习。在仿真情景下，学生可通过鼠标中键平移、滚轮缩放、右键旋转从任意角度观察电子产品，交互式完成电子产品的安装、调试和故障诊断。
三、三维虚拟教学软件特点
总结起来，三位虚拟教学软件主要有以下三个特点。
1.体现工作过程循序渐进的特点
根据电子产品安装工作过程循序渐进的特点，每个实训项目可分为电子元器件挑选、电子元器件检测、电子产品安装、电子产品测量、产品功能展示、产品通电测量、产品故障检测七大功能模块，虚拟仿真、练习和考评融合。在学习过程中，学生亦可根据自己学习情况，按顺序进行练习或选择不同的模块进行训练、学习和测试。
2.学习过程中体现人机互动
教学仿真软件界面设计友好，形式新颖。学生在学习过程中可根据操作步骤提示进行反复多次练习，掌握相关的操作技能。之后进行实时测试考评，检查自己掌握技能情况，时时体现人机互动。学生在人机交互的环境里，可以主动思考、主动探索、主动发现，从而极大地发挥学生的创新能力。
3.教学和学生学习过程灵活
三维虚拟仿真在线实训教学平台，使学生在课上、课下均可利用网络教学平台进行学习，克服传统实践教学受空间和时间的限制，反复实训对元器件的损耗和设备的损坏的问题。教师可根据教学的实际情况和教学环节选择相应的功能模块，利用仿真软件辅助教学，提高教学效率。
数字电路分析与制作三维虚拟仿真教学软件在笔者学校2015级电子技术应用专业试用，软件以逼真的场景、丰富的内容、良好的交互性，得到了教师、学生的认可。它丰富了教学和实训手段，起到了促进电类基础课程教学模式、方法、手段上的改革，提高了课堂教学效率、学生的操作水平和教学质量，降低了教学成本的效果。
电路仿真软件范文6
关键词：计算机仿真软件；电力电子技术应用；方法
电力电子技术在电力领域占据着举足轻重的位置，在变换、控制电能方面发挥着不可替代的作用。当前，电力电子技术发生了变革：半控转变为全控。电路日趋繁杂的形势，给生产实践带来了严峻的挑战。近年来，计算机仿真软件在电力电子领域获得了广泛的应用，并取得了一定的成绩。实践证明，计算机仿真软件的导入，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等提供强有力的仿真环境。文章从常用计算机仿真软件；常用计算机仿真软件的特点；计算机仿真软件在电力电子技术领域的应用方法三个方面进行了详细探讨。
1常用计算机仿真软件
计算机仿真技术是在现代信息技术的基础上发展起来的一类综合性技术，包括信息技术、网络技术、图形及图像处理技术、多媒体技术、软件技术、数据分析处理技术、自动化技术以及系统工程技术等，其目的是对系统的设计方案和运行进行了解。目前常用的计算机仿真软件有MATLAB、pspice、PSCAD等。其中，MATLAB计算机仿真软件的应用环境主要有科学计算、可视化等，其功能全面,能够满足各个行业建模仿真的需求。对于MATLAB而言，Simulink是其核心组成部分，其可以构建出集综合分析、仿真等于一体的工作环境。pspice用于模拟电路、数字电路和集成电路的仿真。具有电路图绘制功能、电路模拟仿真功能、图形后处理功能和元器件符号制作功能，以图形方式输入，自动进行电路检查，生成图表，模拟和计算电路。PSCAD计算机仿真软件除了可以简易模拟直流输电系统及其他相关控制系统等复杂电力系统之外，还可以对研究电力系统电磁暂态模拟产生积极的作用。此外，其与实时数字模拟器RTDS硬件的联合使用可用于研发模拟器，例如：大型互联电力系统。
2常用计算机仿真软件的特点
2.1图形界面友好，操作简单易用
在使用过程中，计算机仿真软件大都表现出图形界面友好、操作简单易用的特点。具体操作时，点击、拖曳相应的功能模块，并依据电气联结关系进行连接。实践证明，其不仅操作简便，而且与电力电子技术知识存在着很强的联系。对于学习者而言，只要具备基本的计算机软件、电力电子技术知识，就能够迅速掌握应用技巧。
2.2建立仿真工程的步骤相似
在实际操作中，这些计算机仿真软件的工作步骤存在着共性，换句话说，其工作步骤相似。通常，其计算机仿真软件工作步骤主要由建立仿真工程文件、电气连接元件、运行仿真操作、分析仿真数据等构成。
2.3节省物力
所谓的节省物力指的是事件及仪器设备。一般来说，计算机仿真软件应用于正式设计实际电路之前，通过随意设置电路参数、更换电路元件等实验，以对设计进行分析，从而提高设计的科学性、合理性。与此同时，计算机仿真软件还在简化实际电路操作步骤方面具有一定的作用，对提高设计人员工作成效颇有益处。
2.4软件升级迅速及时
通常，计算机仿真软件在升级方面呈现出迅速、及时的特点，换句话说，伴随着科学发展而发生变化。经调查发现，新能源的迅猛发展带动了计算机软件的发展，主要表现为模型（风机、光伏发电等）的增加。此外，计算机仿真软件为满足用户日益增长的需求，其版本亦不断优化、升级。
3计算机仿真软件在电力电子技术领域的应用方法
3.1计算机仿真软件在电力电子技术模拟方面的应用方法
在晶体管三极管电路实验中，其参数的一致性较差，极易导致实验数据产生误差。而将计算机仿真图形的引入，对检验误差大小、观察瞬时电路参数等有所帮助。此外，计算机仿真软件在实现改变元件参数值环节中毋须替换电子元件，并可以在相同时间内观察到更多特性曲线的变化在实际操作中，可通过改变局部电路参数，带动其输出特性发生变化，进而更好地观察电路变化、学习、掌握电力电子技术应用技巧。
3.2计算机仿真软件在电力电子技术原理图设计方面的应用方法
实践证明，计算机仿真软件在电力电子技术原理图设计方面发挥着巨大的作用。笔者以“晶闸管三相桥式可控整流电路设计与仿真”为案例进行分析。在设计过程中，计算机仿真软件的导入除了降低了人的劳动强度，还提升了分析、设计能力，从而确保原理图存有较小误差。此外，其还能“降本增效（控制设计成本，加速设计进程）”。就计算机仿真软件（MATLAB、PSIM、PSCAD等）具体操作而言，其包括根据设计电路搭建仿真模型、设置参数进行仿真、变换触发角分析波形等环节。其中，搭建仿真模型分为建立仿真文件，提取电路、器件模块，构建系统模型三个部分。仿真参数设置主要体现于电源参数、三相晶闸管整流器、6脉冲发生器设置变步长算法等方面。变换触发角分析波形，通过改变不同的控制角，观察记录输出电压指的变化：阻性负载、阻感性负载等。由此可见，计算机仿真软件的引入，省略了以往较为繁琐的绘图、计算过程，可直观、迅速作出相应的分析等，大大降低了电路设计的周期，同时亦提高了设计质量。
4结束语
总而言之，计算机仿真软件在电力电子技术领域中发挥着极其重要的作用。当前，计算机信息技术迅猛发展、电路日趋繁杂，为满足用户不断增长的需求，电力电子技术方面的编程语言取得了长足的发展——计算机仿真软件蓬勃兴起。计算机软件具有图形界面友好，操作简单易用；节省时间及仪器设备；软件升级迅速及时等优点。计算机仿真软件的存在，对降低电力电子技术设计、运作成本，缩短设计周期等具有积极的意义。希冀相关人员能够加强自身学习，以掌握应用计算机仿真软件的技巧，进而提升我国电路系统质量。
参考文献
[1]裴云庆,段雅莉,王兆安.电力电子系统的计算机仿真及参数优化算法[J].西安交通大学学报,2009,11(20):221-223.
