電路設計與模擬：教學資源
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概觀
NI 為教師與學生提供緊密整合軟硬體的平台 – 電子教育平台 (Electronics Education Platform)，將複雜理論轉為實際的電路設計與測試。 NI 電子教育平台亦為獨特的整合式工具，包含 NI Multisim 電路簡圖擷取功能、SPICE 模擬軟體、NI ELVIS 原型製作平台，與 NI LabVIEW/NI LabVIEW SignalExpress 圖形化系統設計軟體。 下列為電子教育平台的電路與電子教學資源。相關實驗與課程均可免費下載。同時亦提供多媒體與教科書相關資源，以完備課程所需。
見證人
| 「在加州大學柏克萊分校 (UC Berkeley)，EE100 為針對非 EE 主修學生所準備的電子工程入門課程。此課程即是要進行實機操作的電子課程...由於 Multisim 簡單易用，並針對 SPICE 達到去蕪存菁，因此我們在 EE100 課程中使用 Multisim。Multisim 更提供極佳的功能性，如麵包板工具與多功能數位電表的儀器 (我們不需要真的燒掉保險絲，也可以為學生展示安培計的接線方式)。Multisim 亦整合了 LabVIEW，讓學生可輕鬆比較模擬資料與實驗資料。」Bharathwaj Muthuswamy 為 University of California Berkeley 於 2006 年夏季的客座講師。 |
資源
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課程 |
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軟體模擬與範例 |
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教科書與應用課程 |
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硬體實驗與實作 |
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使用者解決方案與參考文件 |
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影片與網路研討會 |
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軟體授權選項 |
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推薦使用的實驗設定 |
相關課程
Control Systems with NI Multisim and NI LabVIEW
Tech 167 - Control Systems 為聖荷西州立大學 (San Jose State University) 的 Julio R. Garcia 博士所設計。此控制課程已成為相關系所的必修課程，並為類比/數位電子課程的先修課程。課程並提供英文與西班牙文版本。
Practical Teaching Ideas
Practical Teaching Ideas 所蒐集的實驗範例，均以 NI 電子教育平台為建構基礎。此課程是由來自於加拿大多倫多的電子工程專業講師 Tracy Shields 所開發。
UC Berkeley Physics 111 Semiconductor Lab
由 UC Berkeley 所開發的 Basic Semiconductor Circuits Labs 亦收錄於 ni.com，包含於 LabVIEW 環境中進行訊號量測、處理，與圖形化程式設計的介紹。透過此實驗課程，互動式的 LabVIEW VI 可讓讀者進一步熟悉重要概念。
UC Berkeley EE145 Opamp Filters Lab
此課程為 UC Berkeley 的 Bharathwaj Muthuswamy 講師所設計，利用 NI Multisim 與 NI LabVIEW 構成完整實驗，讓學生進一步了解濾波器動作。
觀看 EE145 Pre-Lab Assignment >>
佛羅里達國際大學 (Florida International University)： Multisim Tutorial
此線上教學是由佛羅里達國際大學的 Subbarao V. Wunnava 博士所設計，為教室使用 Multisim 的完整線上教學。
軟體模擬與範例
下列電路與虛擬儀器，均以 NI Multisim 與 NI LabVIEW 的簡單易用環境為架構，呈現複雜的電路動作。
RLC 電路
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這些以 NI Multisim 10 所建立的範例電路，將以互動式的 SPICE 模擬功能，探討多項基本電子定律與被動元件設計。 |
二極體
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這些以 NI Multisim 10 所建立的範例電路，將探討二極體與稽納 (Zener) 二極體電路。主題將涵蓋半整流器 (Rectifier) 電路、全整流器電路，與電壓調整 (Regulation)。 |
電晶體
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這些以 NI Multisim 10 所建立的範例電路，將探討電晶體架構的電路，並說明多種 PNP 與 NPN 偏壓電晶體。 |
放大器
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這些以 NI Multisim 10 建立的範例電路，將透過互動式 SPICE 的模擬與分析功能，探討多種放大器的設計。放大器範例包含單階 (Stage) 與雙階設計。 |
運算 (Operational) 放大器
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這些以 NI Multisim 10 建立的範例電路，將透過互動式 SPICE 模擬功能探討運算放大器電路。主題涵蓋反相 (Inverting) 設計、非反相設計，與峰值 (Peak) 偵測器。 |
濾波器
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這些以 NI Multisim 10 所建立的範例電路，將透過互動式 SPICE 模擬與分析功能，探討濾波器設計。主題涵蓋低通 (Low-pass)、高通、Butterworth，與陷波 (Notch) 濾波器。 |
相位圖 (Phasor Diagram) – 客制化 Multisim 虛擬儀器
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此 NI Multisim 的客制 LabVIEW 虛擬儀器，將使用相位圖取代波德圖 (Bode plot)，呈現 AC 電壓。此儀器為相子 (Phasor) 的示波器投射，包含相位量測。 |
Expression Source – 客制化 Multisim 虛擬儀器
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此 LabVIEW 架構 Expression Source，可讓工程師以數學表示式為基礎，建立客制化的訊號形式。此儀器可將複雜訊號套用至電路，讓學生和教師擴充 SPICE 與 NI Multisim 的相關功能。 |
Elevator Display - 客制化 Multisim 虛擬儀器
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用 NI Multisim 客制化 LabVIEW 儀器，於應用中呈現模擬資料，探討類比、數位、MCU，與控制模擬作業。 |
PIC16F84 Microcontroller Up-Down Counter
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此 NI Multisim MCU Module 架構的範例，利用 Microchip 公司的 PIC16F84，產生簡易的升降 (Up-down) 計數器。 |
硬體實驗與實作
Practical Teaching Ideas
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Practical Teaching Ideas 所蒐集的實驗範例，均以 NI 電子教育平台為建構基礎。該課程是由加拿大多倫多的電子工程師兼講師 Tracy Shields 所開發。 NI ELVIS Courseware<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width="> |
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此課程組合包含以 NI ELVIS 多種功能所構成的 10 個獨立實驗。這些實驗是針對 NI ELVIS 平台的初階使用者所設計，可同時呈現硬體與軟體的多種功能。 Understanding RF Circuits Teaching Resource<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width="> |
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Understanding RF Circuits Teaching Resource 包含由 NI Multisim 所操作的射頻 (RF) 應用。透過此電腦控制的環境，共可進行 21 項特別設計的電子通訊實驗。這些實驗可讓學生初步驗證所學到的理論。 使用 NI 電子教育平台 (Electronics Education Platform) 進行實驗<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width="> |
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NI 電子教育平台 (Electronics Education Platform) 為整合式工具，為符合學生與教師的需要所設計。平台包含所需的硬體與軟體，讓學生可逐步完成工程與設計程序。學生進行實驗，即是要為了熟悉設計程序，並了解工程師所必備的工具。 NI Electronics Education Courseware<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width="> |
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此組合可讓教師獲得課程、範例實驗，與線上教學的相關資源，且囊括 NI 電子教育平台的多項元件。 Multisim 電路簡圖擷取與模擬介紹<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width="> |
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此課程將透過說明模型與實機操作，初步介紹 NI Multisim。Multisim 為互動式的圖形化簡圖擷取工具；SPICE 模擬軟體則可於虛擬環境中建立並模擬電路，進一步將之應用於儀器。Multisim 具有多項強化的功能，可提升電路與電子概念的教學效果。
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硬體實驗與實作
Practical Teaching Ideas
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Practical Teaching Ideas 所蒐集的實驗範例，均以 NI 電子教育平台為建構基礎。該課程是由加拿大多倫多的電子工程師兼講師 Tracy Shields 所開發。 NI ELVIS Courseware<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width="> |
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此課程組合包含以 NI ELVIS 多種功能所構成的 10 個獨立實驗。這些實驗是針對 NI ELVIS 平台的初階使用者所設計，可同時呈現硬體與軟體的多種功能。 Understanding RF Circuits Teaching Resource<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width="> |
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Understanding RF Circuits Teaching Resource 包含由 NI Multisim 所操作的射頻 (RF) 應用。透過此電腦控制的環境，共可進行 21 項特別設計的電子通訊實驗。這些實驗可讓學生初步驗證所學到的理論。 使用 NI 電子教育平台 (Electronics Education Platform) 進行實驗<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width="> |
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NI 電子教育平台 (Electronics Education Platform) 為整合式工具，為符合學生與教師的需要所設計。平台包含所需的硬體與軟體，讓學生可逐步完成工程與設計程序。學生進行實驗，即是要為了熟悉設計程序，並了解工程師所必備的工具。 NI Electronics Education Courseware<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width="> |
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此組合可讓教師獲得課程、範例實驗，與線上教學的相關資源，且囊括 NI 電子教育平台的多項元件。 Multisim 電路簡圖擷取與模擬介紹<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width="> |
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此課程將透過說明模型與實機操作，初步介紹 NI Multisim。Multisim 為互動式的圖形化簡圖擷取工具；SPICE 模擬軟體則可於虛擬環境中建立並模擬電路，進一步將之應用於儀器。Multisim 具有多項強化的功能，可提升電路與電子概念的教學效果。
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教科書與可應用的課程
教科書
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Microelectronic Circuits，第五版 |
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Electronics Fundamentals: Circuits, Devices and Applications，第七版 |
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Electric Circuits，第七版 |
使用者解決方案與參考文件
- 將 SPICE 新增至遠距教學：在此解決方案中，我們利用 NI Multisim 的 SPICE 模擬軟體，搭配 NI LabVIEW 圖形化程式設計環境，建立遠端實驗室。
- NI 電子教育平台的使用者解決方案：此解決方案為電子教育平台的一般建置案例，可了解教師使用整合實驗室提升電子課程的方法。
- 將虛擬儀控整合至濃縮的電子課程中：透過模擬功能、虛擬儀控工具，與 NI ELVIS (Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite) 的協助，提升電子教育的品質。
- 使用 LabVIEW 軟體建立 Virtual Electrical Power Systems Lab：此份文件有關位於德州休士頓的休士頓大學城中校區 (University of Houston–Downtown) 所建立的 Virtual Electrical Power Systems Laboratory。NI LabVIEW 軟體於此建立有效率的電子功能系統虛擬實驗室。
• 使用 Signal Express 進行類比電子實驗的自動化作業：多項類比電子實驗均耗費極長的時間。NI SignalExpress 為專門進行測試與量測的環境，讓使用者透過高階訊號供應功能與量測區塊，建立自動化的量測系統，並以圖形化方式呈現資料。學生不需花費太長的學習時間，即可上手 SignalExpress，針對自己的測試進行程式設計。
影片與網路研討會
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觀看 Multisim 10.1 的教學新功能網路研討會，了解 NI Multisim 10.1 針對教學環境所提供的新功能。 |
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透過 NI Multisim 10.1 互動式 Demo 了解 Multisim 環境，並執行基本擷取、模擬，與分析作業，開始 Multisim 的入門。 |
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觀看此逐步教學導覽，可詳細了解 NI ELVIS II 硬體與其可涵蓋的範圍。 |
軟體授權選項
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推薦使用的實驗室設定
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列印
合法
此教學由美商國家儀器 (以下簡稱 NI) 開發。此教學受 NI 技術支援，但未經完整測試及檢驗。NI 不保證品質，亦不為其更新版本、相關產品及驅動程式等後續支援負責。此教學不具任何形式保證，且不受任何特定用途規範。(http://ni.com/legal/termsofuse/unitedstates/us/)