數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求本課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求用電子版。每位同學(xué)用自己的學(xué)號+班級+姓名建一個(gè)文件夾（如2010xxxxxxx網(wǎng)絡(luò)3班張三），再在其中以“實(shí)驗(yàn)x”作為子文件夾，子文件夾中包括word文檔實(shí)驗(yàn)報(bào)告（名稱為“實(shí)驗(yàn)x 實(shí)驗(yàn)報(bào)告”， 格式為實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中的電路圖用ewb中電路圖復(fù)制粘貼）和實(shí)驗(yàn)中完成的各ewb文件（以其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容命名）。實(shí)驗(yàn)一 電子電路仿真方法與門電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉電路仿真軟件ewb的使用方法。2驗(yàn)證常用集成邏輯門電路的邏輯功能。3掌握各種門電路的邏輯符號。4了解集成電路的外引線排列及其使用方法。5. 掌握用ewb設(shè)計(jì)新元件的方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1用邏輯

2、門電路庫中的集成邏輯門電路分別驗(yàn)證二輸入與門、或非門、異或門和反相器的邏輯功能，將驗(yàn)證結(jié)果填入表1.1中。注：與門型號7408，或門7432，與非門7400，或非門7402，異或門7486，反相器7404.表1.1 門電路邏輯功能表輸 入輸 出與門或門與非門或非門異或門反相器bal=abl=a+b00011011 2用邏輯門電路庫中的獨(dú)立門電路設(shè)計(jì)一個(gè)8輸入與非門，實(shí)現(xiàn)，寫出邏輯表達(dá)式，給出電路圖，并驗(yàn)證邏輯功能填入表1.2中。表1.2 8輸入與非門邏輯功能表輸 入輸 出labcdefgh11111111011111110011111100011111000011110000011100000

3、01100000001000000003.用邏輯門電路庫中的獨(dú)立門電路設(shè)計(jì)一個(gè)與或非門，實(shí)現(xiàn)，寫出邏輯表達(dá)式，給出電路圖，并驗(yàn)證邏輯功能填入表1.2中。表1.2 8輸入與非門邏輯功能表輸 入輸 出labcdefgh111111110111111100111111000111110000111100000111000000110000000100000000 實(shí)驗(yàn)二 組合邏輯電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法2. 掌握全加器的邏輯功能3. 掌握數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能及用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的方法4. 掌握七段顯示數(shù)碼管的原理及顯示譯碼器的設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 用邏輯門電路庫中的獨(dú)

4、立門電路設(shè)計(jì)一個(gè)全加器電路，寫出各輸出端的邏輯表達(dá)式，給出電路圖并驗(yàn)證其邏輯功能填入表2.1中。表2.1 全加器邏輯功能表輸 入輸 出abci-1sco00000010101001011001001100110110101111112. 用數(shù)據(jù)選擇器74151和適當(dāng)?shù)拈T電路實(shí)現(xiàn)全加器的邏輯功能，給出電路圖并驗(yàn)證其邏輯功能與表2.1比較結(jié)果是否一致。3. 用邏輯門電路庫中的獨(dú)立門電路設(shè)計(jì)一個(gè)十六進(jìn)制共陰極7段顯示譯碼器，其譯碼輸出真值表如表2.2所示，寫出各輸出端的邏輯表達(dá)式，給出其電路圖，并用ewb仿真驗(yàn)證其功能。 實(shí)驗(yàn)三 編碼器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諆?yōu)先編碼器的邏輯功能，學(xué)會(huì)編碼器的級聯(lián)擴(kuò)展應(yīng)

5、用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 驗(yàn)證優(yōu)先編碼器4532的邏輯功能，給出接線電路圖，并按表3.1輸入編碼信號，將各輸出端測試結(jié)果填入表3.1中。表3.1 優(yōu)先編碼器4532邏輯功能表輸 入輸 出eii7i6i5i4i3i2i1i0y2y1y0gseo0100000000111011001100011000011000001100000011000000012. 用2片4532級聯(lián)擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)16線-4線編碼器的邏輯功能，畫出邏輯電路圖，給出ewb接線電路圖，并驗(yàn)證其邏輯功能填入表3.2。設(shè)編碼輸入信號為a15a0，編碼輸出信號為l3l0。表3.2 16線-4線優(yōu)先編碼器邏輯功能表輸 入輸 出eia15a14a1

6、3a12a11a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0l3l2l1l0gseo01000000000000000011100110000110000001001000000001010000000000110000000000001100000000000000110000000000000001實(shí)驗(yàn)四 譯碼器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆兆g碼器的邏輯功能、級聯(lián)擴(kuò)展方法及實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 驗(yàn)證3-8譯碼器74138的邏輯功能，給出接線電路圖，并按表4.1輸入編碼信號，將各輸出端測試結(jié)果填入表4.1中。表4.1 3-8譯碼器74138邏輯功能表輸 入輸 出0xxxxx11xxxx1x1

7、xxx1000001000011000101000111001001001011001101001112. 用2片74138級聯(lián)擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)4線-16線譯碼器的邏輯功能，畫出邏輯電路圖，給出ewb接線電路圖，并驗(yàn)證其邏輯功能填入表4.2。設(shè)譯編碼輸入信號為b3b0，譯碼輸出信號為。表4.2 4線-16線譯碼器邏輯功能表輸 入輸 出b3b2b1b0說明00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011113. 用74138譯碼器和適當(dāng)?shù)拈T電路實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)，給出電路圖，并驗(yàn)證其邏輯功能填入表4.3。表4.3 邏輯函數(shù)真值表輸 入

8、輸出abcf000001010011100101110111實(shí)驗(yàn)五 觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟練掌握基本sr鎖存器的邏輯功能與電路構(gòu)成。2 掌握觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與工作原理及狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)序關(guān)系。3 掌握不同邏輯功能觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 用或非門構(gòu)成基本sr鎖存器，給出電路圖，并用ewb仿真驗(yàn)證其邏輯功能填入表5.1中。表5.1 用或非門構(gòu)成的基本sr鎖存器功能表srq功能（鎖存器狀態(tài)）000110112. 用與非門構(gòu)成基本sr鎖存器，給出電路圖，并用ewb仿真驗(yàn)證其邏輯功能填入表5.2中。表5.2 用與非門構(gòu)成的基本sr鎖存器功能表q功能（鎖存器狀態(tài)）110110003. 用雙向傳輸門電路

9、4066和適當(dāng)?shù)拈T電路構(gòu)成教材p218頁圖5.3.3所示的74hc74中的d觸發(fā)器，給出電路圖，并用ewb仿真驗(yàn)證其邏輯功能填入表5.3中。表5.3 74hc74中的d觸發(fā)器功能輸 入現(xiàn)態(tài)次態(tài)cpd01xx10xx00xx11001101111011114. 用上升沿d觸發(fā)器加適當(dāng)?shù)拈T電路實(shí)現(xiàn)jk觸發(fā)器的邏輯功能，寫出激勵(lì)信號邏輯表達(dá)式，給出電路圖，并用ewb仿真驗(yàn)證其邏輯功能填入表5.4中表5.4 用d觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的jk觸發(fā)器的邏輯功能輸入現(xiàn)態(tài)次態(tài)jkcp0000010100111001011101115. 用下降沿jk觸發(fā)器加適當(dāng)?shù)拈T電路實(shí)現(xiàn)d觸發(fā)器的邏輯功能，寫出激勵(lì)信號邏輯表達(dá)式，給出電

10、路圖，并用ewb仿真驗(yàn)證其邏輯功能填入表5.5中表5.5 用jk觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的d觸發(fā)器的邏輯功能輸入現(xiàn)態(tài)次態(tài)dcp000110116.用4個(gè)下降沿jk觸發(fā)器構(gòu)成4位異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，給出電路圖，并用ewb 仿真驗(yàn)證其邏輯功能填入表5.6中輸入現(xiàn)態(tài)次態(tài)cp0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111實(shí)驗(yàn)六 計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握集成同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯功能及實(shí)現(xiàn)其他進(jìn)制的方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1用ewb仿真驗(yàn)證4位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74163的邏輯功能，并填入表6-1中。表6-1 4位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74163的邏

11、輯功能表輸入輸出清零預(yù)置使能時(shí)鐘預(yù)置數(shù)據(jù)輸入計(jì)數(shù)輸出進(jìn)位cepcetclkd3d2d1d0q3q2q1q0tc0xxxxxxxx10xx000010xx11111100xxxxx1101xxxxx1110xxxxx1111xxxx2用2片74163構(gòu)成8位(模28)同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，給出電路接線圖，并用ewb仿真驗(yàn)證其邏輯功能。3用4片74163構(gòu)成16位(模216)同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，給出電路接線圖，并用ewb仿真驗(yàn)證其邏輯功能。4分別采用反饋清零法和反饋置數(shù)法用74163和適當(dāng)?shù)倪壿嬮T電路構(gòu)成10進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器，給出電路接線圖，并用ewb仿真驗(yàn)證其邏輯功能。5用2片74163和適當(dāng)?shù)倪壿嬮T電

12、路構(gòu)成129進(jìn)制(模129)同步計(jì)數(shù)器，給出電路接線圖，并用ewb仿真驗(yàn)證其邏輯功能。 電子電路的仿真0.1 概述隨著電子技術(shù)的發(fā)展和市場競爭的加劇，電子產(chǎn)品的更新周期越來越短，而其設(shè)計(jì)電路的集成度與復(fù)雜度卻越來越高，用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法完成電路的功能設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、性能分析、時(shí)序測試直到印制電路板的設(shè)計(jì)與調(diào)試，無論從設(shè)計(jì)周期還是從研制費(fèi)用上都越來越不能滿足需要。因此，越來越多的技術(shù)人員開始使用eda（electronic design automation電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件來提高工作效率?，F(xiàn)在，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，eda軟件已從單純的電路原理圖繪制、印制電路板繪制軟件，發(fā)展到綜合電子仿真

13、軟件、虛擬電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。技術(shù)人員使用這些軟件除了可以完成傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)外，還可以模擬進(jìn)行多種真實(shí)環(huán)境下的測試，如元器件的老化實(shí)驗(yàn)、印制板的溫度分布和電磁兼容性測試等。目前各個(gè)eda公司的仿真軟件都是以美國加州大學(xué)伯克萊（berkeley）分校1972年開發(fā)的spice（simulation program with integrated circuit emphasis）程序?yàn)榛A(chǔ)實(shí)現(xiàn)的。其中比較著名的可在pc上運(yùn)行的有：由microsim公司1984年推出的pspice；由interactive image technology公司1989年推出的ewb（electronics workbenc

14、h）；由orcad公司和microsim公司1998年聯(lián)合推出的orcad/pspice9等。相比之下，ewb軟件具有界面直觀、效率高、功能較全、操作方便的特點(diǎn)，比較適合eda初學(xué)者使用。 0.1.1 ewb簡介ewb是加拿大interactive image technology公司推出的一種虛擬電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件，它是以功能強(qiáng)大的spice為內(nèi)核并在其外層增加了一套非常直觀且使用方便的人機(jī)接口虛擬儀器而構(gòu)成的。這些虛擬儀器包括數(shù)字萬用表、函數(shù)信號發(fā)生器、頻率特性測試儀、示波器、邏輯分析儀、字信號發(fā)生器等，它們顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，其操作面板的結(jié)構(gòu)和使用方法與真實(shí)儀器基本一樣，惟一區(qū)別是用鼠標(biāo)點(diǎn)

15、擊面板上的按鈕來實(shí)現(xiàn)操作。ewb還具有一個(gè)較為完善的虛擬元件庫。使用ewb軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)或電路分析時(shí)，只要用鼠標(biāo)從元器件庫選取所用的元件或設(shè)備并進(jìn)行連線，檢查無誤后，就可啟動(dòng)仿真按鈕進(jìn)行模擬分析，其分析結(jié)果通過所選取的虛擬儀器顯示出來。整個(gè)過程與實(shí)際的硬件實(shí)驗(yàn)很相似，因此稍有硬件設(shè)計(jì)經(jīng)歷的人在很短時(shí)間內(nèi)就能掌握該軟件的初級使用。另外該軟件還具有以下14種高級分析功能：dc工作點(diǎn)分析；ac頻率分析；瞬態(tài)分析；傅里葉分析；噪聲分析；失真分析；參數(shù)掃描分析；溫度掃描分析；零極點(diǎn)分析；傳遞函數(shù)分析；dc靈敏度分析；ac靈敏度分析；最壞情況分析；蒙特卡羅（montecarlo）分析。最近十年來，該公司

16、相繼推出了ewb4.0和ewb5.0兩個(gè)版本，后面將以它的5.0c版本（網(wǎng)絡(luò)版）為例介紹它的基本用法。由于ewb5.0的功能很強(qiáng)，限于篇幅，許多操作上的細(xì)節(jié)不可能面面俱到，這些細(xì)節(jié)只能靠讀者自己去鉆研、摸索和總結(jié)。 0.2 ewb5.0的基本使用方法0.2.1 ewb5.0的操作界面啟動(dòng)ewb5.0以后，可以看到一個(gè)如圖0.1 所示的操作界面。圖13.1 ewb5.0的操作界面 ewb5.0的操作界面可分為以下幾個(gè)部分： （1）ewb的標(biāo)題欄。 （2）ewb的主菜單，包括：file（文件）、edit（編輯）、circuit（電路）、analysis（分析）、windows（窗口）和help（幫

17、助）6個(gè)主菜單選項(xiàng)。每個(gè)主菜單都可以用鼠標(biāo)單擊打開下拉菜單，顯示出該選項(xiàng)下的各種操作命令。 （3）工具欄：像大多數(shù)windows應(yīng)用程序一樣，ewb5.0把一些常用功能以圖標(biāo)的形式排列成一條工具欄，以便于用戶使用。 （4）元器件庫和常用儀器庫欄：欄中每個(gè)圖標(biāo)都表示一種器件庫，用鼠標(biāo)單擊某個(gè)圖標(biāo)，可打開該庫，顯示相應(yīng)的元器件圖標(biāo)。 （5）電路文件標(biāo)題欄：顯示當(dāng)前打開的（或正在編輯的）電路文件名。 （6）電路窗口：ewb5.0的主工作窗口，所有電路的輸入、連接、編輯、測試及仿真均在該窗口內(nèi)完成。 （7）電路描述窗口：該窗口位于電路窗口的下方，根據(jù)需要其大小可以調(diào)整。在該窗口中可以給電路加上必要的注

18、釋，以幫助使用者更清楚地了解電路的特性。 （8）狀態(tài)欄。 （9）仿真控制開關(guān)。 13.2.2 ewb5.0的元件庫 ewb5.0提供了非常豐富的元件庫及各種常用測試儀器，給電路仿真實(shí)驗(yàn)帶來了極大的方便。單擊元件庫欄的某一個(gè)圖標(biāo)即可打開該元件庫。下面給出每一個(gè)元件庫的圖標(biāo)以及該庫所包含的元件和含義。關(guān)于這些元件的功能和使用方法，讀者可使用在線幫助功能查閱有關(guān)的內(nèi)容。1.信號源庫 電 電 電 電 壓 壓 流 流 直 直 交 交 控 控 控 控 流 流 流 流 制 制 制 制 +5v +15v 電 電 電 電 電 電 電 電 電 電 時(shí) 接 壓 流 壓 流 壓 流 壓 流 壓 壓 鐘 地 源 源 源

19、 源 源 源 源 源 源 源 源 調(diào) 調(diào) 壓 壓 壓 受 分 壓 頻 多 非 幅 頻 控 控 控 控 段 控 移 項(xiàng) 線 源 源 正 三 方 單 線 分 鍵 式 性 弦 角 波 脈 性 段 控 源 相 波 波 沖 源 線 源 關(guān) 性 源 源信號源庫的圖標(biāo)如圖13.2所示。圖13.2 信號源庫2. 基本元件庫基本元件庫的圖標(biāo)如圖13.3所示。 延 壓 流 上 連 變 繼 遲 控 控 拉 接 電 電 電 壓 電 開 開 開 開 電 點(diǎn) 阻 容 感 器 器 關(guān) 關(guān) 關(guān) 關(guān) 阻 電 排 壓 極 可 可 無 磁 非 位 電 控 性 調(diào) 調(diào) 心 心 線 器 阻 模 電 電 電 線 性 擬 容 容 感 圈

20、變 開 壓 關(guān) 器圖13.3 基本元件庫3. 二極管庫二極管庫的圖標(biāo)如圖13.4所示。二 穩(wěn) 發(fā) 全 肖 可 雙 三極 壓 光 波 特 控 向 端管 二 二 橋 基 硅 可 雙 極 極 式 二 整 控 向 管 管 整 極 流 硅 可 流 管 器 控 硅圖13.4 二極管庫4.晶體管庫晶體管庫的圖標(biāo)如圖13.5所示。 四端耗盡型pmos 四端耗盡型nmos 三端耗盡型pmos 三端耗盡型nmosp溝道結(jié)型場效應(yīng)管n溝道結(jié)型場效應(yīng)管 pnp三極管 npn三極管p溝道砷化鎵效應(yīng)管n溝道砷化鎵效應(yīng)管四端增強(qiáng)型pmos四端增強(qiáng)型nmos三端增強(qiáng)型pmos三端增強(qiáng)型nmos圖13.5 晶體管庫5.模擬集成

21、電路庫模擬集成電路庫的圖標(biāo)如圖13.6所示。6.混合集成電路庫555定時(shí)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電壓輸出d/a電流輸出d/aa/d轉(zhuǎn)換器圖13.7 混合集成電路庫混合集成電路庫的圖標(biāo)如圖13.7所示。鎖相環(huán)比較器九端運(yùn)放七端運(yùn)放五端運(yùn)放三端運(yùn)放圖13.6 模擬集成電路庫7.數(shù)字集成電路庫數(shù)字集成電路庫的圖標(biāo)如圖13.8所示。4xxx系列744xx系列743xx系列742xx系列741xx系列74xx系列圖13.8 數(shù)字集成電路庫8.邏輯門電路庫邏輯門電路庫的圖標(biāo)如圖13.9所示。施密特觸發(fā)器 緩沖器 三態(tài)緩沖器 同或門 異或門 與非門 或非門 非門 或門 與門緩沖器芯片同或門芯片異或門芯片非門芯片或非門

22、芯片與非門芯片或門芯片與門芯片圖13.9 邏輯門電路庫9.顯示器件庫顯示器件庫的圖標(biāo)如圖13.10所示。10.數(shù)字器件庫d觸發(fā)器（低電平異步預(yù)置/清零）d觸發(fā)器jk觸發(fā)器（低電平異步預(yù)置/清零）jk觸發(fā)器（高電平異步預(yù)置/清零）rs觸發(fā)器 全加器 半加器觸發(fā)器移位寄存器計(jì)數(shù)器算術(shù)運(yùn)算器編碼器多路分配器多路選擇器 圖13.11 數(shù)字器件庫數(shù)字器件庫的圖標(biāo)如圖13.11所示。譯碼條形光柱條形光柱蜂鳴器譯碼數(shù)碼管七段數(shù)碼管彩色指示燈燈泡電流表電壓表圖13.10 顯示器件庫11.控制器件庫控制器件庫的圖標(biāo)如圖13.12所示。電壓變化率模塊電壓滯回模塊電流限幅模塊壓控限幅模塊電壓限幅器三端電壓加法器除法

23、器乘法器傳遞函數(shù)模塊電壓比例模塊電壓積分器電壓微分器圖13.12 控制器件庫12.其他器件庫開關(guān)式升降壓式變壓器開關(guān)式降壓式變壓器開關(guān)式升壓式變壓器真空三極管直流電機(jī)晶體無耗傳輸線有耗傳輸線子電路網(wǎng)表數(shù)據(jù)寫入器熔斷器圖13.13 其他器件庫其他器件庫的圖標(biāo)如圖13.13所示。13.儀器庫儀器庫的圖標(biāo)如圖13.14所示。14.自定義元件庫自定義元件庫的圖標(biāo)如圖13.15所示。邏輯轉(zhuǎn)換器邏輯分析儀字信號發(fā)生器波特圖儀示波器函數(shù)發(fā)生器萬用表圖13.14 儀器庫 圖13.15 自定義元件庫13.2.3 元件的使用 1.選用元件 單擊所需元件庫圖標(biāo)，打開該元件庫，然后從庫中將所需元件拖到電路窗口中。對同

24、一元件可重復(fù)拖曳。 2.選中元件 對于某一個(gè)元件，只需單擊即可。對于多個(gè)元件，可在按住ctrl鍵的同時(shí)依次單擊選中。如果要同時(shí)選中一組相鄰的元件，可用鼠標(biāo)在電路窗口中的適當(dāng)位置拖動(dòng)，畫出一個(gè)矩形框，則該矩形框中的所有元件同時(shí)被選中。被選中的元件將會(huì)變?yōu)榧t色(儀器除外)，以便識別。要取消某一個(gè)元件的選中狀態(tài)，可在該元件上再次單擊，或按住ctrl鍵單擊 (用于取消被選中的一組元件中的某幾個(gè))，若在電路窗口的空白處單擊，則取消所有元件的選中狀態(tài)。 3.元件方位的調(diào)整 若移動(dòng)一個(gè)元件，只需用鼠標(biāo)拖曳該元件即可。若移動(dòng)一組，須用前述方法先選中這些元件，然后用鼠標(biāo)左鍵拖曳其中的一個(gè)，則所有被選中的元件將一

25、起移動(dòng)。元件被移動(dòng)后，與其相連接的導(dǎo)線會(huì)自動(dòng)重新排列。使用 rotate (旋轉(zhuǎn))、flip horizontal（水平翻轉(zhuǎn)）、flip vertical（垂直翻轉(zhuǎn)）命令可實(shí)現(xiàn)元件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90、水平翻轉(zhuǎn)180、垂直翻轉(zhuǎn) 180。另外，還可使用鍵盤上的箭頭鍵使被選中的元件做微小的位移。 4.元件的復(fù)制與刪除可使用 edit (編輯)菜單或右鍵快捷菜單中的相關(guān)命令實(shí)現(xiàn)元件的復(fù)制與刪除操作。右鍵單擊所選元件可打開對應(yīng)的右鍵快捷菜單。此外，若元件庫是打開的，直接將元件拖回元件庫也可實(shí)現(xiàn)刪除操作。有時(shí)需要將電路窗口中所有元件與儀器全部移走，只要按ctrl+n鍵即可。13.2.4 元件之間及與儀器的連接

26、 1.元件互連 在屏幕上移動(dòng)光標(biāo)箭頭指向某元件的引腳，在出現(xiàn)一個(gè)小黑點(diǎn)時(shí)，即可由該引腳上拖曳出一根導(dǎo)線，將此線拖曳到另一元件的引腳，在出現(xiàn)小黑點(diǎn)時(shí)，松開鼠標(biāo)左鍵，即可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)元件引腳之間的互連，導(dǎo)線的走向及排列方式由系統(tǒng)自動(dòng)完成。注意，每個(gè)小黑點(diǎn)(連接點(diǎn))有四個(gè)方向可以引出線，導(dǎo)線選擇的方向不同會(huì)引起導(dǎo)線的走向及排列方式的差異。對于二端子元件，還可直接拖放到某根導(dǎo)線上實(shí)現(xiàn)插入連接。 2.元件與儀器的連接 元件引腳與儀器面板上端子的互連方法與上面完全相同，需要注意的是每種儀器端子的功能與接法不同，具體情況可參閱儀器的使用說明。 3.導(dǎo)線的拆除 在屏幕上移動(dòng)光標(biāo)指向要拆除的導(dǎo)線某一端的小圓點(diǎn)處，當(dāng)

27、該原點(diǎn)活動(dòng)時(shí)將該導(dǎo)線拖離相連的節(jié)點(diǎn)，再松開鼠標(biāo)左鍵，該導(dǎo)線即消失。另外，也可在該導(dǎo)線上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單上選擇刪除命令來完成。 4.導(dǎo)線顏色的設(shè)置 雙擊某根導(dǎo)線后可彈出一個(gè) wireproperties (導(dǎo)線屬性)對話框，在 schematic options (電路圖選項(xiàng))中單擊 setwirecolor (設(shè)置導(dǎo)線顏色)按鈕，在六種給定顏色中選擇一種，然后單擊“確定”按鈕即可。連到示波器與邏輯分析儀的輸入線的顏色，即為顯示波形顏色，從而提高了顯示結(jié)果的可讀性(即可分辨性)。 5.節(jié)點(diǎn)的設(shè)置在復(fù)雜的電路中，可以給每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置標(biāo)識、參考編號以及顏色等，這樣有助于對電路圖的識別。方

28、法是在需要進(jìn)行設(shè)置的節(jié)點(diǎn)上雙擊，在彈出的 connector properties (連接點(diǎn)屬性)對話框的node選項(xiàng)卡中進(jìn)行設(shè)置。 13.2.5 儀器及儀表的使用 1.電壓表和電流表ewb5.0提供了兩種基本測量儀表電壓表和電流表，如圖13.16所示。在測量直流信號時(shí)，邊框線為粗線的一端代表正極。這兩種表在顯示器件(indicator)庫中，使用時(shí)沒有數(shù)量的限制，可重復(fù)選用。雙擊電壓表或電流表可彈出其屬性對話框，在其中可以設(shè)置表的內(nèi)阻(電壓表為m、電流表為p)、是用于測量直流(dc)還是交流(ac)信號，還可設(shè)置標(biāo)號(label)、故障(fault)或顯示選項(xiàng)(display)。圖13.16

29、 電壓表和電流表 2. multimeter (多用表)這是一種可自動(dòng)調(diào)整量程的數(shù)字多用表，用于測量交流或直流電壓和電流、電阻、電平。其圖標(biāo)和面板如圖13.17所示。它的內(nèi)阻和表頭電流被默認(rèn)預(yù)置為接近理想值，單擊setting按鈕，將彈出如圖13.18所示的對話框，其中各個(gè)參數(shù)的設(shè)置范圍詳 圖 13.17 多用表見下述。多用表面板上各按鈕的功能說明如下： 圖13.18 多用表參數(shù)設(shè)置對話框 (1) a(安培表) 用于測量通過某節(jié)點(diǎn)電路的電流，像實(shí)際的安培表一樣必須串聯(lián)在電路中。若要測量電路中其他點(diǎn)的電流，則須重新連接，電路也要再次激活。如果需要測量電路中多個(gè)點(diǎn)的電流，建議使用顯示器(indic

30、ators)器件庫中的電流表。安培表的內(nèi)阻非常小，缺省設(shè)置為1n，設(shè)置范圍為p。(2) v(伏特表) 用于測量電路中兩點(diǎn)間的電壓。使用時(shí)須將電壓表并聯(lián)在待測元件的兩端。當(dāng)電路被激活后，伏特表上的顯示值會(huì)不斷地變化，直至最終測量值。如果需要測量電路中多個(gè)點(diǎn)的電壓，建議使用顯示器(1ndicators)器件庫中的電壓表。伏特表的內(nèi)阻非常大，缺省設(shè)置為1g，設(shè)置范圍為t。 (3) (歐姆表) 用于測量電路中兩個(gè)測量點(diǎn)間的電阻，這兩個(gè)測量點(diǎn)之間的部分被稱為元件網(wǎng)絡(luò)。為了獲得正確的測量結(jié)果，有幾點(diǎn)需要注意：元件網(wǎng)絡(luò)中不能含有電源或信號源；元件或元件網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)接地，多用表須設(shè)置為dc；要斷開與被測元件或元件

31、網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)回路。若要測量電路中其他元件的電阻，則須重新連接，電路也要再次激活。歐姆表的表頭電流較小，缺省設(shè)置為0.01a，設(shè)置范圍為aka。 (4) db(分貝計(jì)) 用于測量電路中兩點(diǎn)間的分貝損失。計(jì)算db的分貝標(biāo)準(zhǔn)的缺省設(shè)置為1v，設(shè)置范圍為vkv。 (5) ac(交流)或dc(直流)根據(jù)信號的類型進(jìn)行正確地選擇。若單擊 按鈕，則測量的是交流信號的rms(均方根)電壓或電流，信號中的所有dc分量都將被去除；若單擊 按鈕，則測量的是直流信號的電壓或電流值。 3. function generator (函數(shù)發(fā)生器)該儀器可產(chǎn)生三種基本波形，即方波、三角波和正弦波。其圖標(biāo)和面板如圖13.19所示

32、。 frequency (頻率)，調(diào)整范圍為0.1hz999mhz； duty cycle (占空比)，調(diào)整范圍為 199，用于改變?nèi)遣ê头讲ㄕ?fù)半周的比率， 圖13.19 函數(shù)發(fā)生器對正弦波不起作用； amplitude (幅度)，調(diào)整范圍為0.001v999kv，用于改變波形的峰值； offset (偏移)，調(diào)整范圍為999999kv，用于給輸出波形加上一個(gè)直流偏置電平。4. oscilloscop (示波器e) 雙通道示波器用于顯示電信號大小和頻率的變化，也可用于兩個(gè)波形的比較，其圖標(biāo)和面板如圖13.20所示。當(dāng)電路被激活后，若將示波器的探頭移到別的測試點(diǎn)時(shí)不需要重新激活該電路，屏幕上

33、的顯示將被自動(dòng)刷新為新測試點(diǎn)的波形。為了便于清楚地觀察波形，建議將連接到通道a和通道b的導(dǎo)線設(shè)置為不同的顏色。無論是在仿真過程中還是仿真結(jié)束后，都可以改變示波器的設(shè)置，屏幕顯示將被自動(dòng)刷新。如果示波器的設(shè)置或分析選項(xiàng)改變后，需要提供更多的數(shù)據(jù)(如降低示波器的掃描速率等)，則波形可能會(huì)出現(xiàn)突變或不均勻的現(xiàn)象，這時(shí)需將電路重新激活一次，以便獲得更多的數(shù)據(jù)。也可通過增加仿真時(shí)間步長(simulation time step)來提高波形的精度。圖13.20 示波器 示波器面板上可設(shè)置的參數(shù)主要有以下幾項(xiàng)： (1) timebase (時(shí)基) 設(shè)置范圍：0.10nsdiv1sdiv 。 時(shí)基設(shè)置用于調(diào)整

34、示波器橫坐標(biāo)或x軸的數(shù)值。為了獲得易觀察的波形，時(shí)基的調(diào)整應(yīng)與輸入信號的頻率成反比，即輸入信號頻率越高，時(shí)基就應(yīng)越小，一般取輸入信號頻率的 1315較為合適。 (2) x position (x軸初始位置) 設(shè)置范圍：-5.00 5.00 。 該項(xiàng)設(shè)置可改變信號在x軸上的初始位置。當(dāng)該值為0時(shí)，信號將從屏幕的左邊緣開始顯示，正值從起始點(diǎn)往右移，負(fù)值則反之。 (3) 工作方式(yt，ab，ba) yt工作方式用于顯示以時(shí)間(t)為橫坐標(biāo)的波形；ab和ba工作方式用于顯示頻率和相位差，如lissajous圖形，相當(dāng)于真實(shí)示波器上的xy或拉y工作方式。也可用于顯示磁滯環(huán)(hysteresis loo

35、p)。當(dāng)處于ab工作方式時(shí)，波形在x軸上的數(shù)值取決于通道b的電壓靈敏度(vdiv)的設(shè)置。ba工作方式時(shí)反之。若要仔細(xì)分析所顯示的波形，在儀器分析選項(xiàng)對話框里可選中“pause after each screen”(每屏?xí)和?方式，若要繼續(xù)觀察下一屏，可單擊工作界面右上角的resume框，或按f9鍵。 (4) ground (接地)如果被測電路已經(jīng)接地，那么示波器可以不再接地。 (5) volts per division (電壓靈敏度) 設(shè)置范圍：0.01mvdiv 5kvdiv 。 該設(shè)置決定了縱坐標(biāo)的比例尺，當(dāng)然，若在ab或ba工作方式時(shí)也可以決定橫坐標(biāo)的比例尺。為了使波形便于觀察，電壓

36、靈敏度應(yīng)調(diào)整為合適的數(shù)值。例如，當(dāng)輸入一個(gè)3v的交流(ac)信號時(shí)，若電壓靈敏度設(shè)定為1vdiv，則該信號的峰值顯示在示波器屏幕的最頂端。電壓靈敏度的設(shè)定值增大，波形將減??；設(shè)定值減小，波形的頂部將被削去。 (6) y position (y軸起始位置) 設(shè)置范圍：-3.003.00 。 該設(shè)置可改變y軸起始點(diǎn)的位置，相當(dāng)于給信號疊加了一個(gè)直流電平。當(dāng)該值設(shè)為0.00時(shí)，y軸的起始點(diǎn)位于原點(diǎn)，該值為1.00時(shí)，則表示將y軸的起始點(diǎn)向上移一格(one division)，其表示的電壓值則取決于該通道電壓靈敏度的設(shè)置。改變通道a和通道b的y軸起始點(diǎn)的位置，可使兩通道上的波形便于觀察和比較。 (7)

37、 input coupling (輸入耦合) 可設(shè)置類型：ac，0，dc 。 當(dāng)置于ac耦合方式時(shí)，僅顯示信號中的交流分量。ac耦合是通過在示波器的輸入探頭中串聯(lián)電容(內(nèi)置)的方式來實(shí)現(xiàn)的，像在真實(shí)的示波器上使用ac耦合方式一樣，波形在前幾個(gè)周期的顯示可能是不正確的，等到計(jì)算出其直流分量并將其去除后，波形就會(huì)正確地顯示。當(dāng)置于dc耦合方式時(shí)，將顯示信號中交流分量和直流分量之和。當(dāng)置于0時(shí)，相當(dāng)于將輸入信號旁路，此時(shí)屏幕上會(huì)顯示一條水平基準(zhǔn)線(觸發(fā)方式須選擇auto)。 (8) trigger (觸發(fā)) trigger edge (觸發(fā)邊沿) 若要首先顯示正斜率波形或上升信號，可單擊 按鈕；若要

38、首先顯示負(fù)斜率波形或下降信號，可單擊 按鈕。 trigger level (觸發(fā)電平) 設(shè)置范圍：-3.003.00 。 觸發(fā)電平是示波器縱坐標(biāo)上的一點(diǎn)，它與被顯示波形一定要有相交點(diǎn)，否則屏幕上將沒有波形顯示(觸發(fā)信號為auto時(shí)除外)。 trigger (觸發(fā)信號) 內(nèi)觸發(fā)：由通道a或b的信號來觸發(fā)示波器內(nèi)部的鋸齒波掃描電路。 外觸發(fā)：由示波器面板上的外觸發(fā)輸入口(位于接地端下方)輸入一個(gè)觸發(fā)信號。如果需要顯示掃描基線，則應(yīng)選擇auto觸發(fā)方式。 (9) expand (面板擴(kuò)大)單擊面板上的expand按鈕可將示波器的屏幕擴(kuò)大，擴(kuò)大后的屏幕如圖13.21所示。若要記錄波形的準(zhǔn)確數(shù)值，可將游

39、標(biāo)1(通道a)或游標(biāo)2(通道b)拖到所需的位置，時(shí)間和電壓的具體測量數(shù)值將顯示在屏幕下面的方框里。根據(jù)需要還可將波形保存(所存文件名為*scp)，用于以后的分析。reverse按鈕用來選擇屏幕 圖13.21 示波器的屏幕放大底色，單擊reduce按鈕可恢復(fù)為原狀態(tài)。5. bode plotter (波特圖示儀) 波特圖示儀，如圖13.22所示，用于觀測電路的頻率特性。當(dāng)波特圖示儀接入電路中后，將對電路進(jìn)行頻率分析，其功能類似于實(shí)驗(yàn)室中的掃頻儀。波特圖示儀的頻率測量范圍非常寬，由于它沒有信號發(fā)生電路，因此必須在電路中接入一個(gè)交流信號源，但對該信號源頻率的設(shè)定沒有特殊要求。 波特圖示儀橫坐標(biāo)和縱坐

40、標(biāo)比例尺的初值和終值被缺省預(yù)置為最大值。這些數(shù)值根據(jù)實(shí)際情況可以修改，但如果是在仿真完成后改變它們，需將電路重新仿真一次，方可刷新原有的數(shù)據(jù)。和大多數(shù)測量儀器不同的是，如果波特圖示儀的探頭被改接到其他測試點(diǎn)時(shí)，最好能將電路重新仿真一次，以確保得到完整與準(zhǔn)確的結(jié)果。 圖13.22 波特圖示儀 波特圖示儀面板上可設(shè)置的參數(shù)主要有以下幾項(xiàng)： (1) magnitude & phase (幅頻特性和相頻特性) 波特圖示儀所顯示的幅頻特性是指兩測量點(diǎn)電壓的比值(電壓增益，用db表示)在某個(gè)頻率范圍內(nèi)的變化規(guī)律，波特圖示儀所顯示的相頻特性是指兩測量點(diǎn)的相位差(用角度表示)在某個(gè)頻率范圍內(nèi)的變化規(guī)律。 波特

41、圖示儀有in和out兩對端口，其中in端口的v+ 端和v- 端分別接在電路輸入端的正端和負(fù)端，out端口的v+ 端和v- 端分別接在電路輸出端的正端和負(fù)端。若測量對象為某一特定元件時(shí)，應(yīng)將in端口或out端口的v+ 端和v- 端分別接在該元件的兩端。 (2) 橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的設(shè)置 參考坐標(biāo) 當(dāng)要在一個(gè)很大的范圍內(nèi)對電路進(jìn)行分析時(shí)，一般采用對數(shù)坐標(biāo)系，如分析電路的頻率響應(yīng)等。當(dāng)參考坐標(biāo)系在log (對數(shù))和lin (線形)之間切換時(shí)，不必對電路重新仿真，屏幕顯示的特性曲線會(huì)自動(dòng)刷新。 橫坐標(biāo)的設(shè)置 設(shè)置范圍：1.0mhz10.0ghz 。 橫坐標(biāo)(即x軸)通常是表示頻率，它的比例尺取決于x軸初值

42、（i）和終值（f）的設(shè)置。由于頻率響應(yīng)分析需要很大的頻率范圍，所以橫坐標(biāo)一般常用對數(shù)的形式來表示。 縱坐標(biāo)的設(shè)置 設(shè)置范圍：測量幅頻特性時(shí)，-200db200db(log)；010e+09(lin)； 測量幅頻特性時(shí)，-720720(log或lin)。 當(dāng)測量幅頻特性時(shí)，縱坐標(biāo)表示電路的輸出電壓和輸入電壓之比，對于對數(shù)坐標(biāo)系單位是db (分貝)，對于線形坐標(biāo)系只是一個(gè)比值，沒有單位。當(dāng)測量相頻特性時(shí)，縱坐標(biāo)表示電路的相位差，不管對于對數(shù)坐標(biāo)系還是線形坐標(biāo)系，單位都是度。 (3) 數(shù)據(jù)的讀取 拖曳波特圖示儀屏幕垂直方向上的游標(biāo)(初始位置與y軸重合)，可讀取特性曲線上各點(diǎn)的頻率、輸入輸出電壓比值以及移相角，也可通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊面板上的左、右箭頭鍵來讀取。 數(shù)據(jù)顯示在面板右下方的方框里，根據(jù)需要還可將其保存，保存文件名為 *.bod。 由于該波特圖示儀是一個(gè)數(shù)字化儀器，采樣點(diǎn)并不連續(xù)，所以有些數(shù)據(jù)可能讀不到(如-3db點(diǎn))，這可