使用Multisim对电磁波信号的发射和接收电路进行虚拟仿真的详细说明

　　在高中课程改革的背景下，高中物理课的呈现方式有了较大的变化。要使课程有助于学生体验科学探究的过程，了解科学的研究方法；增强学生的实践能力；认识到物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响。这就对高中物理老师提出了新的要求。本文结合作者的工作实际，利用电子线路设计软件Multisim 10.0对电磁波信号的发射和接收电路进行虚拟仿真，让学生在高中阶段就能通过电路的仿真实验结果，对电磁波及信息化社会内容有清晰直观的感受。对促进学生自主学习，培养其科学探究能力有很大的帮助。通过对选定的电磁波信号发射和接收电路进行仿真和分析，所做的研究工作以及所取得的研究进展主要在以下几个方面：一、对高频电子线路进行仿真分析。本文分三个部分介绍：第一部分为绪论，主要介绍了高中阶段探究实验的情况和引入虚拟实验的必要性；第二部分为电磁波信号发射部分的电路及其仿真，主要介绍了正弦波振荡电路、调幅电路、调频电路和电路的仿真分析；第三部分为电磁波信号接收部分的电路及其仿真，具体分析介绍调谐放大电路、检波电路、鉴频电路和电路的仿真分析。二、利用仿真工具研究电子技术的相关问题。通过仿真实验和练习，掌握电磁波信号发射和接收电路的基本测量观察技术，进一步了解基本电子元件的技术特性，以及电子技术的实际约束对电路设计的影响；掌握元器件的基本参数特性和应用分析方法。仿真实验结果能使高中学生直接感受到电磁波的产生、调制和接收的过程，而又不用分析复杂的电路原理。增强了学生探索学习的兴趣与热情。

　　随着计算机技术、信息技术的蓬勃发展，部分虚拟实验平台己完成设计并开发成功。在用虚拟实验系统进行实验教学时，学生能通过计算机了解实验设备、直接在计算机上进行实验操作，能很快观察到实验现象，还可以利用计算机处理、分析实验数据来得到结论。计算机虚拟实验改变了传统的实验教学模式，使物理实验教学向着科学化、现代化的方向发展。

　　巩固所学的理论知识，加深了对电路设计与仿真的理解，提高综合运用本课程所学知识、独立分析和解决问题以及将理论与实践相结合的能力。通过借助Multisim 10.0软件对振荡电路、调幅电路、检波电路、调谐电路等高频电路的主要性能指标以及电路特性进行仿真分析，能让学生更清晰地看到电路及结果，更好的认识此部分知识。

　　电路仿真软件

　　世界上许多计算机软件公司推出了专用于电子电路虚拟仿真的软件，如PSpice、EWB等。本文以加拿大IIT（interactive Image Technologies）公司具有代表性的EDA软件Multisim10.0为例，介绍高频电路的虚拟仿真。

　　Multisim 10.0提供了一个灵活、直观的工作界面来创建和定位电路。使学生几乎不需要指导就可以轻易根据电路图完成元器件的放置和连线。然后对电路进行仿真，可以快速了解电路的功能和性能。

　　Multisim 10.0拥有庞大的元器件库，根据分类可以方便地找到所需要的元器件，每一个元器件都有具体的符合、仿真模型和封装，用于电路图的建立、仿真和印刷电路板的制作。

　　Multisim 10.0提供了安捷伦仪器、函数信号发生器、数字万用表、波特图仪、频谱分析仪、频率计数器等虚拟仪器，特别是安捷伦的54622DD示波器、34401A数字万用表和33120A信号发生器，他们的面板与实际仪表完全相同，各旋钮和按键的功能也与实际一致，使学生可以很快的掌握常用仪表的使用。

　　Multisim 10.0除了提供虚拟仪表，还提供直流工作点分析、交流分析、敏感度分析、傅里叶分析、失真分析等强大的电路分析功能，这些分析有可能在现实种无法实现。

　　在无传输过程中，由于振荡电路产生的携带信息的信号频率较低，为了获得较高的辐射效率，天线的尺寸必须与发射的信号波长相比拟，天线就会因过长而无法实现。若把信号加载到高频信号上，用调制信号去控制高频载波的幅度或频率，使其振幅或频率按调制信号规律变化，可以使已调信号与信道的带通特性相匹配，就可以提高传输性能，以较小的发射功率与较短的天线来辐射电磁波。用低频调制信号去控制高频载波的幅度，使其振幅按调制信号规律变化的过程叫调幅。用低频调制信号去控制高频载波的频率，使高频载波的振幅不变，而瞬时频率随调制信号线性变化的过程叫调频。