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摘要 提出了EDA技术在《光电检测技术》多媒课件中的应用,并对Multisim8和FLASH软件的基本功能进行了说明,设计了光电检测仿真电路和光电二极管工作过程仿真动画并进行了仿真分析,给出它们在PPT课件中的应用技术方法及注意事项,扩展了开发多媒体教学课件的思路,对开发高性能的多媒体教学课件有一定的指导意义。
关键词 EDA 光电检测 多媒体
一、引言
本文对Multisim8和Flash MX进行了较详细的研究,针对《光电检测技术》课程的特点,用Multisim8和Flash M设计了光电检测电路和一些光电转换器,嵌入到了PPT《光电检测技术》课件中,使一些难于理解和掌握的知识变得简单直观,大大提高了教学效率和效果,本文提供的方法与思路可广泛的应用相关的多媒体课件制作当中,对提高多媒体课件的质量和教学效果有着重要的指导意义。
二、EDA和FLASH软件的基本功能
《光电检测技术》教学目的要求学生掌握各类常用光电转换器件的结构与工作原理、基本性能和光电检测电路的设计,包括电子元器件的选择、工作点的确定、放大电路的选择等,FLASH和EDA软件能较好的完成上述要求,其基本功能如下:
(一)电路仿真软件
Multisim是以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、器件库、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。在本文中应用的版本是Multisim8。
(二)Flash MX的主要功能
Flash MX是一个专门制作矢量动画的软件,它能够集图形、声音、动画、影像文件等各种多媒体素材为一体,犹如搭积木一样,制作出形式简洁、内容丰富、交互性强的动画作品。因此,Flash软件一经推出便迅速得到了广大动画制作人员的喜爱。
三、制作实例
(一)图1所示是以双电源通用集成运放μA741为例构成的同相交流放大器。μA741是一种单片高性能内补偿运放,具有较宽的共模和差模电压范围,一般不需要进行外部频率补偿,具有短路保护及失调电压调到零的能力,而且功耗低,是一种性价比较高的通用型运算放大器。
μA741的电源电压V+、V-分别为+15和-15,开环电压增益GVD=200(典型值),电源电流IS=1.7mA(典型值)。图1所示电路的闭环电压增益Gf为: Gf=Uo/Ui=1+Rf/Ri。
式中:Rf为反馈电阻;R1是输入端外接电阻,R1通常取几千欧至几十千欧。放大器的闭环增益Gf完全由反馈网络决定,与运放本身的特征无关。如取Rf=200k ,R1=10k ,则Gf=11。
在课间的演示过程中首先会介绍此电路的一些原理,然后通过超级链接的方式将课件链接到Multisim8的工作界面,并显示该电路图,然后将电路图进行仿真,观察仿真后的结果。如下图所示:
Rf=200k ,仿真的结果为图3。
将Rf的阻值改为100k ,再进行仿真,仿真的结果为图4。
从仿真的结果可以明显的看出Rf变化二倍所引起的输出电压近似变化二倍。
(二)光电二极管Flash动画设计
1.设计原理与思路
为了进行准确的模拟制作,我们首先要先了解一下S1336-18BK型硅光电二极管的性能参数,波长范围是320~1100nm,峰值波长为960nm,isc为1.2μA。为了将其特性充分的表现出来,在Flash界面绘制一个简单的回路,如图5所示。根据不同的波长的光照射光电二极管,电流表指针的变化来进行对该光电二极管特性的体现。
本设计要注意两点:①每一种波长光照射完毕后电流表指针都恢复到初始位置;②此设计中运用的三种颜色只是为了让学习者清楚的区分三种波长的光,与自然界七色光的波长无关。
四、EDA和FLASH在PPT中的使用方法
(一)EDA在PPT中的使用方法
1.将所设计的EDA光电检测电路文件存在指定的目录下,便于超级链接。
2.首先安装EDA软件Multisim8,然后打开相应的PPT课件,在需要的位置输入要演示光电检测电路名称,选重该电路名称并作超级链接,到指定的目录下选择要演示的光电检测电路文件即可。
3.打开PPT文件双击超级链接即可演示EDA光电检测电路。
4.光电检测器件在EDA器件库中没有,可以真对不同光电器件的特性进行换算后用相应电压源替代。
(二)Flash动画插入到PPT中方法
利用超连接,具体步骤如下:
1.运行PowerPoint程序,打开要插入动画的幻灯片。
2.其中插入任意一个对象,比如一段文字、一个图片等。目的是对它设置超链接。最好这个对象与链接到的动画的内容相关。
3.选择这个对象,点击“插入”菜单,在打开的下拉菜单中单击“超级链接”。
4.弹出的窗口中,“链接到”中选择“原有文件或Web页”,点击[文件]按钮,选择到想要插入的动画文件,点击[确定]完成。播放动画时只要单击设置的超链接对象即可。
五、总结
Multisim8和FLASH软件分别可以仿真光电检测电路和光电转换器件,本文以光电二极管为例研究了它们的设计与应用,在Multisim8器件库中没有现成的光电器,解决的方法有二种:一是采用替代的文方法,即由光电器件的输入输出特性,用相应的电压源代替;二是用Multisim8的功能制作相应的光电器件。在用FLASH仿真光电转换器件时除了本文所讲的方法外,还可以用程序控制其参数的变化,达到更好的动画效果。本文只是提出一种把Multisim8和FLASH软件应用到《光电检测技》课件中的技术方法,有不妥之处希望广大读者提出宝意见。
参考文献
[1]王永元.浅谈物理教学中flash动画应用技巧[EB/OL].浏览网.http://www.gotoread.com/article/?NewID=E9FB731E-FD2F-4AB8-A105-C29EAEE74672,2006.
[2]孙晓红.物理教学中Flash多媒体课件的制作与应用[EB/OL].新思考网.http://phys.cersp.com/JCJF/JFTS/200512/361_2.html,2005.
[3]汉龙.Flash MX2004闪客特效[M].上海科学普及出版社,2005.47~68.
作者简介:王立刚(1959— ),男,硕士,副教授,硕士生导师。研究方向:光电检测与测量、模式识别与人工智能、智能电子设备、嵌入式单片机理论与应用,多媒体教学及智能教学软件的开发等。
关键词 EDA 光电检测 多媒体
一、引言
本文对Multisim8和Flash MX进行了较详细的研究,针对《光电检测技术》课程的特点,用Multisim8和Flash M设计了光电检测电路和一些光电转换器,嵌入到了PPT《光电检测技术》课件中,使一些难于理解和掌握的知识变得简单直观,大大提高了教学效率和效果,本文提供的方法与思路可广泛的应用相关的多媒体课件制作当中,对提高多媒体课件的质量和教学效果有着重要的指导意义。
二、EDA和FLASH软件的基本功能
《光电检测技术》教学目的要求学生掌握各类常用光电转换器件的结构与工作原理、基本性能和光电检测电路的设计,包括电子元器件的选择、工作点的确定、放大电路的选择等,FLASH和EDA软件能较好的完成上述要求,其基本功能如下:
(一)电路仿真软件
Multisim是以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、器件库、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。在本文中应用的版本是Multisim8。
(二)Flash MX的主要功能
Flash MX是一个专门制作矢量动画的软件,它能够集图形、声音、动画、影像文件等各种多媒体素材为一体,犹如搭积木一样,制作出形式简洁、内容丰富、交互性强的动画作品。因此,Flash软件一经推出便迅速得到了广大动画制作人员的喜爱。
三、制作实例
(一)图1所示是以双电源通用集成运放μA741为例构成的同相交流放大器。μA741是一种单片高性能内补偿运放,具有较宽的共模和差模电压范围,一般不需要进行外部频率补偿,具有短路保护及失调电压调到零的能力,而且功耗低,是一种性价比较高的通用型运算放大器。
μA741的电源电压V+、V-分别为+15和-15,开环电压增益GVD=200(典型值),电源电流IS=1.7mA(典型值)。图1所示电路的闭环电压增益Gf为: Gf=Uo/Ui=1+Rf/Ri。
式中:Rf为反馈电阻;R1是输入端外接电阻,R1通常取几千欧至几十千欧。放大器的闭环增益Gf完全由反馈网络决定,与运放本身的特征无关。如取Rf=200k ,R1=10k ,则Gf=11。
在课间的演示过程中首先会介绍此电路的一些原理,然后通过超级链接的方式将课件链接到Multisim8的工作界面,并显示该电路图,然后将电路图进行仿真,观察仿真后的结果。如下图所示:
Rf=200k ,仿真的结果为图3。
将Rf的阻值改为100k ,再进行仿真,仿真的结果为图4。
从仿真的结果可以明显的看出Rf变化二倍所引起的输出电压近似变化二倍。
(二)光电二极管Flash动画设计
1.设计原理与思路
为了进行准确的模拟制作,我们首先要先了解一下S1336-18BK型硅光电二极管的性能参数,波长范围是320~1100nm,峰值波长为960nm,isc为1.2μA。为了将其特性充分的表现出来,在Flash界面绘制一个简单的回路,如图5所示。根据不同的波长的光照射光电二极管,电流表指针的变化来进行对该光电二极管特性的体现。
本设计要注意两点:①每一种波长光照射完毕后电流表指针都恢复到初始位置;②此设计中运用的三种颜色只是为了让学习者清楚的区分三种波长的光,与自然界七色光的波长无关。
四、EDA和FLASH在PPT中的使用方法
(一)EDA在PPT中的使用方法
1.将所设计的EDA光电检测电路文件存在指定的目录下,便于超级链接。
2.首先安装EDA软件Multisim8,然后打开相应的PPT课件,在需要的位置输入要演示光电检测电路名称,选重该电路名称并作超级链接,到指定的目录下选择要演示的光电检测电路文件即可。
3.打开PPT文件双击超级链接即可演示EDA光电检测电路。
4.光电检测器件在EDA器件库中没有,可以真对不同光电器件的特性进行换算后用相应电压源替代。
(二)Flash动画插入到PPT中方法
利用超连接,具体步骤如下:
1.运行PowerPoint程序,打开要插入动画的幻灯片。
2.其中插入任意一个对象,比如一段文字、一个图片等。目的是对它设置超链接。最好这个对象与链接到的动画的内容相关。
3.选择这个对象,点击“插入”菜单,在打开的下拉菜单中单击“超级链接”。
4.弹出的窗口中,“链接到”中选择“原有文件或Web页”,点击[文件]按钮,选择到想要插入的动画文件,点击[确定]完成。播放动画时只要单击设置的超链接对象即可。
五、总结
Multisim8和FLASH软件分别可以仿真光电检测电路和光电转换器件,本文以光电二极管为例研究了它们的设计与应用,在Multisim8器件库中没有现成的光电器,解决的方法有二种:一是采用替代的文方法,即由光电器件的输入输出特性,用相应的电压源代替;二是用Multisim8的功能制作相应的光电器件。在用FLASH仿真光电转换器件时除了本文所讲的方法外,还可以用程序控制其参数的变化,达到更好的动画效果。本文只是提出一种把Multisim8和FLASH软件应用到《光电检测技》课件中的技术方法,有不妥之处希望广大读者提出宝意见。
参考文献
[1]王永元.浅谈物理教学中flash动画应用技巧[EB/OL].浏览网.http://www.gotoread.com/article/?NewID=E9FB731E-FD2F-4AB8-A105-C29EAEE74672,2006.
[2]孙晓红.物理教学中Flash多媒体课件的制作与应用[EB/OL].新思考网.http://phys.cersp.com/JCJF/JFTS/200512/361_2.html,2005.
[3]汉龙.Flash MX2004闪客特效[M].上海科学普及出版社,2005.47~68.
作者简介:王立刚(1959— ),男,硕士,副教授,硕士生导师。研究方向:光电检测与测量、模式识别与人工智能、智能电子设备、嵌入式单片机理论与应用,多媒体教学及智能教学软件的开发等。