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Multisim 仿真软件在培训及故障处理中的应用

收藏打印发给朋友发布者：陶金

浏览216次时间：2016年9月01日 17:17

陶金

( 国家新闻出版广电总局二〇二四台, 佳木斯,154025)

摘要：Multisim 软件又称为虚拟电子工作平台，在本世纪90 年代初由一家加拿大开发设计。该软件图形界面直观，器件库种类多样，仿真能力强大，测试仪器丰富等特点。该软件在广播发射技术培训与故障处理中发挥了重要的作用。

关键词：Multisim; 仿真电路; 职业培训

Application of Multisim simulation software in training and fault processing

Tao Jin

(The State Administration of press and publication two,two four,Jiamusi,154025)

Abstract ：Multisim software,also known as the virtual electronic platform,in the early 90's of this century by a Canadian development and design.The graphical interface of the software is intuitive,the types of the device library are diverse,the simulation ability is strong,and the testing instruments are rich and so on. The software plays an important role in the training and fault processing of radio transmission technology.

Keywords ：Multisim;simulation circuit;vocational training

1 调幅度仿真

对于调幅广播来讲，边带波功率是传送音频的有效功率。

单音周调制时调幅信号的频谱有三个频率分量：角频率为ωc 的载波分量，角频率分别为ωc ＋ Ω 和ωc － Ω 的上、下边频分量。唯有上下边频分量才能反映调制信号的频谱结构，因此从传输信息的观点来看，占有绝大部分功率的载频分量是无用的，有用信息包含在边带波功率中。两个边频的功率为。因此，开足调幅度就是开足传送音频的有效输出功率，所以调幅度是衡量发射机播出效果好坏的一个因素。

设备维护人员在日常值班通过调制解调仪来观察播音中的发射机调幅度大小。在以往的培训中通常采用理论计算、图形或者信号发生器产生不同调制幅度波形的方式进行，方式比较生硬、不直观也不方便。现在可以通过Multisim 仿真软件选取FM 电源，在设置中进行不同调幅度。

2 VHF 滤波器滤波范围

为降低大功率发射机的谐波和甚高频辐射，通常在发射机的输出端接入一个大功率低通滤波器，用以滤除谐波分量和40MHz 以上的甚高频，减小其干扰。DF500A 型发射机VHF 滤波器是低通滤波形式，同轴结构，由13 节不同长度、特性阻抗交替呈现高低的传输线级联而成，传输线的特性阻抗分别为12Ω 和170Ω。

在这里我们对发射机的VHF 滤波器电路进行仿真，如图2 所示。先按等效电路图建立仿真电路，通过使用仿真软件中的虚拟网络分析仪，将网络分析仪仿真激励信号设置在1 ～ 200MHz（短波频带3 ～ 30MHz），仿真后的图形可以看到滤波器出1 ～ 200MHz 激励信号下滤波器滤波状态。在40MHz 对信号衰减非常明显，超过40MHz 以上对信号呈现高阻状态。充分说明了该滤波器可以滤除40MHz 以上的高次谐波，并且滤波低通效果非常明显。

图1 m=50% 时调幅波的波形

科技论坛

2016.10

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图2 VHF 滤波器仿真图形

3 典型故障分析

对于发射机维护工程师来说，遇到故障是很平常的事情。当发射机出现故障无法播音首先要做的是寻求代播减少停播时间，再进行故障处理。例如：在处理DF500A 型发射机前级整流桥故障时，维护工程师只能将受损的二极管进行更换。用示波器在高压状态下观察故障电路的输出波形是不可能也是不允许，这样做可能会引起一系列的电路故障甚至会使更重要的元器件受损。

1）故障现象：播音中，发射机掉高压，上位机告警：“前级阴流” 保护，值班人员手动合高压无效，电控机箱内有异味。经检查发现为前级屏极整流桥中二极管击穿，更换二极管后发射机运行正常。

2）故障分析：当整流二极管的桥臂上某个二极管失效时，将使该桥臂负责的半波不起作用，使整流后的波形出现内凹，形成畸变，引起“前级阴流”保护，无法进行加高压操作。一般二极管击穿有以下几个因素：1）二极管的反向峰值电压或反向电流超过二极管所能承受的额定值；2）工作环境无散热片或冷却装置；3）工作时间较长出现老化现象。

3）故障仿真

利用上图的整流电路进行故障仿真，双击D1 在对话框中选“故障”、“短路”（任选两处点后），再进行仿真。在图3 中看到此时的输出波形不再是平滑的直流脉动信号，而是发生了畸变、内凹现象，在部分时间内输出电压为0V，负载无电压，电路无法正常工作。

图3 整流桥故障时输入输出波形仿真图

4 结束语

本文列举4 个实例来介绍Multisim 仿真软件在培训与故障处理中的应用。其实仿真软件并非只有Multisim，还有很多种例如Matlab，Spice、proteus 等。在这里只是给大家一点儿拓展培训的思路。通过理论与仿真结合的方式进行故障分析，可以使维护人员对故障分析的更加透彻，判断故障更加准确，缩短处理故障时间，提高工作效率。

（上接148 页）

平台控制、结果显示等任务，能够完成赛题要求的软件功能和赛道任务。参赛选手根据赛题要求编写Android 应用程序，并安装到移动终端，使之能够通过无线方式控制竞赛平台，在赛道地图上完成二维码识别、颜色识别、图像采集、超声波测距、红外通信、光照强度检测等赛道任务。与赛道任务相关的技术点主要有：UI 组件应用、Android 事件处理、Activity 数据交互、Intent 对象应用、图像处理、Android 网络通信等。

2 “ 嵌入式应用开发”赛项取得成绩的关键因素

2.1 选拔学生。学生是技能大赛的主体部分，首先必须要有足够的兴趣，这样才会全力以赴，其次要有专业基础知识和动手能力，最后一点至关重要，选拔的学生必须能吃苦，有一定的毅力和灵活动手处理突发时间的能力，比赛从开始到结束，时间较长，没有足够的吃苦精神和毅力很难坚持下来，国赛现场各种情况都有可能出现，必须灵活处理。

2.2 资金支持。参加嵌入式技术的应用与开发赛项，需要购买大赛指定设备、仪器、工具等，这些都是需要大量的经费支持，学生不可能自己采购。学院的大力支持给学生展示才华提供了广阔的舞台。

2.3 指导教师。指导教师贯穿整个大赛始终，必须评借良好的教学思路、方法、经验对学生的知识和心理进行及时疏导和帮助，这样才能大大提高学生的竞赛热情和学习效率。

2.4 科学实施。技能大赛从报名、购买设备、培训、制作、调试是一个漫长的过程。因此为了保证最终的结果，每个环节都特别重要，遇到问题必须灵活机动处理。

3 创新能力效果分析与思考

我院计算机科学系从2014 年开始参加嵌入式技能大赛，取得了1 个国家三等奖，2 个省级二等奖，6 个省级三等奖的好成绩。整个过程中学生的创新能力和实践动手能力得到了很大提升。学生的综合素质、团队精神等也有很大提高。另外，参赛获得的经验、专业知识、管理能力将进一步促进实践教学的改革，为创新实践教学展开新的思路。

4 小结

实践证明，大赛点亮人生、技能成就梦想，技能大赛深化了高职教育改革，使学生学会综合知识分析问题、解决问题。培养了学生的获取知识能力、应用知识能力和创新竞争意识，激发了学生的兴趣和潜能，提升了学生的创新意识和创新能力。

参考文献

[1] 杨悦梅，从技能大赛谈实践教学改革和创新实践能力的培养[J]，南京广播电视大学学报，2006(3).

[2] 胡宏梅, 电子技能大赛引导下的学生自主创新能力培养的探索与实践[J], 河北农机，2015(7).

[3] 戚娜，基于职业技能大赛视角的高职计算机专业学生动手能力的培养[J], 韶关学院学报，2014(10).

[4] 武丽，基于智能车大赛的学生创新能力培养的探索与实践[J]，中国电力教育，2011(29).

[5] 施泽波，技能大赛项目驱动的高职生应用创新能力培养机制研究[J]，职业教育研究[J]，2012(8).

[6] 杨建良，技能大赛与专业教学有效融合的实践研究[J]. 中国职业技术教育，2013(2).

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