EWB計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)

1、EWB計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)上海交通大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心背景背景 Electronics Electronics Workbench(EWBWorkbench(EWB) )是加拿大是加拿大Electronics WorkbenchElectronics Workbench（以（以前稱(chēng)為前稱(chēng)為Interactive Image TechnologyInteractive Image Technology公司，簡(jiǎn)稱(chēng)公司，簡(jiǎn)稱(chēng)IITIIT公司）推出的基公司）推出的基于于WindowsWindows的虛擬電子工作臺(tái)電路仿真軟件，屬于該公司電子設(shè)計(jì)自動(dòng)的虛擬電子工作臺(tái)電路仿真軟件，屬于該公司電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟

2、件套裝的一部分，可以進(jìn)行原理圖輸入、模擬和數(shù)字混合仿真，化軟件套裝的一部分，可以進(jìn)行原理圖輸入、模擬和數(shù)字混合仿真，以及以及SpiceSpice方式分析。方式分析。 該軟件的特點(diǎn)是采用直觀的圖形界面，在計(jì)算機(jī)屏幕上模仿真實(shí)該軟件的特點(diǎn)是采用直觀的圖形界面，在計(jì)算機(jī)屏幕上模仿真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的工作臺(tái)，用屏幕抓取的方式選用元器件，創(chuàng)建電路，連接測(cè)實(shí)驗(yàn)室的工作臺(tái)，用屏幕抓取的方式選用元器件，創(chuàng)建電路，連接測(cè)量?jī)x器。軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實(shí)物模型相似，可量?jī)x器。軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實(shí)物模型相似，可以實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果，并可以交互控制電路的運(yùn)行與測(cè)量過(guò)程。以實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果，并可以

3、交互控制電路的運(yùn)行與測(cè)量過(guò)程。 EWB EWB軟件帶有豐富的電路元件庫(kù)，提供多種電路分析方法。作為軟件帶有豐富的電路元件庫(kù)，提供多種電路分析方法。作為設(shè)計(jì)工具，它可以同其它流行的電路分析、設(shè)計(jì)和制板軟件交換數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)工具，它可以同其它流行的電路分析、設(shè)計(jì)和制板軟件交換數(shù)據(jù)。EWBEWB還是一個(gè)優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，利用它提供的虛擬儀器，可還是一個(gè)優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，利用它提供的虛擬儀器，可以用比實(shí)驗(yàn)室中更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)，仿真電路的實(shí)際運(yùn)行情以用比實(shí)驗(yàn)室中更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)，仿真電路的實(shí)際運(yùn)行情況，熟悉常用電子儀器的測(cè)量方法。況，熟悉常用電子儀器的測(cè)量方法。 EWB EWB的

4、更新版本稱(chēng)為的更新版本稱(chēng)為MultisimMultisim系列。系列。 一、 EWBEWB元器件庫(kù)欄元器件庫(kù)欄自定器件庫(kù)信號(hào)源庫(kù)基本器件庫(kù)二極管庫(kù)晶體管庫(kù)模擬集成電路庫(kù)混合集成電路庫(kù)數(shù)字集成電路庫(kù)邏輯門(mén)電路庫(kù)數(shù)字器件庫(kù)指示器件庫(kù)控制器件庫(kù)其他器件庫(kù)儀器庫(kù) 時(shí)鐘源 Vdd電壓源 Vcc電壓源 電流控制電流源 電流控制電壓源 電壓控制電流源 電壓控制電壓源 交流電流源 交流電壓源 直流電流源 電池 接地 信號(hào)源庫(kù)非線性相關(guān)源多項(xiàng)式源頻移鍵控源壓控分段線性源分段線性源受控單脈沖壓控方波壓控三角波壓控正弦波調(diào)頻源調(diào)幅源 上拉電阻 流控開(kāi)關(guān) 壓控開(kāi)關(guān) 延遲開(kāi)關(guān) 開(kāi)關(guān) 繼電器 變壓器 電感 電容 電阻 連

5、接點(diǎn)基本器件庫(kù)非線性變壓器磁芯無(wú)芯線圈可調(diào)電感可調(diào)電容極性電容壓控模擬開(kāi)關(guān)排電阻電位器 三端雙向可控硅 雙向可控硅 可控硅整流器 肖特基二極管全波橋式整流器 發(fā)光二極管 穩(wěn)壓二極管 二極管二極管庫(kù) P溝道砷化鎵 N溝道砷化鎵四端增強(qiáng)型PMOS 四端增強(qiáng)型NMOS三端增強(qiáng)型PMOS 三端增強(qiáng)型NMOS四端耗盡型PMOS四端耗盡型NMOS三端耗盡型PMOS三端耗盡型NMOS P溝道結(jié)型 N溝道結(jié)型 PNP三極管 NPN三極管 晶體管庫(kù)暫停/恢復(fù)啟動(dòng)/停止模擬集成電路庫(kù)混合集成電路庫(kù) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 電壓輸出D/A 電流輸出D/A A/D轉(zhuǎn)換器555電路 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

6、數(shù)字集成電路庫(kù)邏輯門(mén)電路庫(kù)或門(mén)與門(mén)非門(mén)或非門(mén)與非門(mén)異或門(mén)同或門(mén)三態(tài)緩沖器緩沖器與門(mén)芯片施密特觸發(fā)器或門(mén)芯片與非門(mén)芯片或非門(mén)芯片非門(mén)芯片異或門(mén)芯片同或門(mén)芯片 緩沖門(mén)芯片74系列數(shù)字器件庫(kù)指示器件庫(kù) 半加器全加器RS觸發(fā)器JK觸發(fā)器一型JK觸發(fā)器二型D觸發(fā)器一型D觸發(fā)器二型多路選擇器多路分配器編碼器算術(shù)運(yùn)算計(jì)數(shù)器移位寄存器觸發(fā)器電壓表電流表燈泡指示燈七段數(shù)碼管譯碼數(shù)碼管峰鳴器條形光柱譯碼條形光柱 分析圖控制器件庫(kù) 電壓微分器電壓積分器電壓比例模塊傳遞函數(shù)模塊電壓限幅器三端電壓加法器乘法器電壓滯回模塊除法器電流限幅器電壓變化率模塊壓控限幅器其它器件庫(kù)儀器庫(kù) 無(wú)耗傳輸線晶體直流電機(jī)示波器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

7、真空三極管邏輯分析儀數(shù)字多用表字信號(hào)發(fā)生器邏輯轉(zhuǎn)換儀波特圖儀開(kāi)關(guān)式升降壓變壓器開(kāi)關(guān)式升壓變壓器開(kāi)關(guān)式降壓變壓器有耗傳輸線子電路網(wǎng)表數(shù)據(jù)寫(xiě)入器熔斷器二、二、EWBEWB儀器庫(kù)欄儀器庫(kù)欄數(shù)字多用表數(shù)字多用表負(fù)端正端參數(shù)設(shè)置 這是一種自動(dòng)調(diào)整量程的數(shù)字多用表。其電壓這是一種自動(dòng)調(diào)整量程的數(shù)字多用表。其電壓欄、電流檔的內(nèi)阻、電阻檔的電流值和分貝檔標(biāo)準(zhǔn)欄、電流檔的內(nèi)阻、電阻檔的電流值和分貝檔標(biāo)準(zhǔn)電壓值都可任意進(jìn)行設(shè)置。下圖為它的圖標(biāo)和面板電壓值都可任意進(jìn)行設(shè)置。下圖為它的圖標(biāo)和面板（雙擊圖標(biāo)可彈出）。（雙擊圖標(biāo)可彈出）。 電流檔內(nèi)阻電壓檔內(nèi)阻電阻檔電流分貝標(biāo)準(zhǔn)電壓參數(shù)設(shè)定參數(shù)設(shè)定函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)

8、生器負(fù)端正端偏值幅度占空比頻率信號(hào)波形選擇按鈕 它可用來(lái)產(chǎn)生正弦波、三角波和方波信號(hào)，占空比它可用來(lái)產(chǎn)生正弦波、三角波和方波信號(hào)，占空比參數(shù)主要用于三角波和方波波形的調(diào)整。幅度參數(shù)是指參數(shù)主要用于三角波和方波波形的調(diào)整。幅度參數(shù)是指信號(hào)波形的峰值。信號(hào)波形的峰值。示波器示波器A通道B通道接地觸發(fā)時(shí)基控制面板展開(kāi)觸發(fā)控制X軸偏置Y軸偏置外觸發(fā)輸入自動(dòng)觸發(fā)Y軸輸入方式示波器的圖標(biāo)和面板如下所示。示波器的圖標(biāo)和面板如下所示。 為了能夠更細(xì)致地觀察波形，按下示波器面板上的Expand按鈕將面板進(jìn)一步展開(kāi)成下圖所示。通過(guò)拖曳指針可以詳細(xì)讀取波形任一點(diǎn)的讀數(shù)，以及兩個(gè)指針間讀數(shù)的差。指針1處讀數(shù)指針2處讀

9、數(shù)指針1、2處讀數(shù)差面板恢復(fù)背景顏色ASC保存 波特圖儀波特圖儀電路輸入端+V-V電路輸出端+V-V 它類(lèi)似于掃頻儀，可用來(lái)測(cè)量和顯示電路的幅頻特性與相頻特性。波特圖儀有IN和OUT兩對(duì)端口，其中IN端口的+V端和-V端分別接電路輸入端的正端和負(fù)端；OUT端口接輸出端。使用波特圖儀時(shí)，必須在電路的輸入端接入AC信號(hào)源。電路啟動(dòng)后若修改參數(shù)設(shè)置及其測(cè)試點(diǎn)，則建議重新啟動(dòng)電路，以確保曲線顯示的完整與準(zhǔn)確。 指針垂直讀數(shù)指針?biāo)阶x數(shù)幅度或相位設(shè)定頻率范圍設(shè)定幅頻選擇相頻選擇讀數(shù)指針移動(dòng)按鈕座標(biāo)起點(diǎn)座標(biāo)終點(diǎn)讀數(shù)指針可拖曳面板功能面板功能字信號(hào)發(fā)生器字信號(hào)發(fā)生器16路邏輯信號(hào)輸出端外觸發(fā)輸入字信號(hào)編輯區(qū)

10、字信號(hào)地址編輯區(qū)字信號(hào)輸出端（實(shí)時(shí)顯示）頻率設(shè)置輸出方式選擇觸發(fā)方式 實(shí)際上是一個(gè)多路邏輯信號(hào)源，它能夠產(chǎn)實(shí)際上是一個(gè)多路邏輯信號(hào)源，它能夠產(chǎn)生生1616位（路）同步邏輯信號(hào)，用于對(duì)數(shù)字邏輯位（路）同步邏輯信號(hào)，用于對(duì)數(shù)字邏輯電路進(jìn)行測(cè)試。電路進(jìn)行測(cè)試。在字信號(hào)編輯區(qū)，16 bit的字信號(hào)以4位16進(jìn)制數(shù)編輯和存放，可以放1024條字信號(hào)，地址編號(hào)為03FF（hex)。Edit顯示當(dāng)前正在編輯的字信號(hào)的地址；Current區(qū)顯示當(dāng)前正在輸出的字信號(hào)的地址；Initial區(qū)和Final區(qū)分別用于編輯和顯示輸出字信號(hào)的首地址和末地址；字信號(hào)發(fā)生器被激活后，字信號(hào)被按照一定的規(guī)律逐行從底部的輸出端送

11、出，同時(shí)在面板的底部對(duì)應(yīng)于各輸出端的挖個(gè)小圓圈內(nèi)實(shí)時(shí)顯示輸出字信號(hào)各個(gè)位的值；字信號(hào)的輸出方式分為STEP（單步）、BURST（單幀）、CYCLE（循環(huán)）三種方式；Breakpoint按鈕按下為設(shè)置中斷點(diǎn)；恢復(fù)按F9或Pause;選擇INTERNAL（內(nèi)部）觸發(fā)方式，字信號(hào)的輸出直接同輸出方式按鈕（單步、單幀、循環(huán)）啟動(dòng)。選擇外觸發(fā)時(shí)，需接入外觸發(fā)脈沖信號(hào)，并定義“上升、下降沿觸發(fā)”。然后單擊輸出方式按鈕，待觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)才啟動(dòng)輸出。 按下按下PatternPattern，彈出下圖對(duì)話框。彈出下圖對(duì)話框。清楚字信號(hào)編輯區(qū)清楚字信號(hào)編輯區(qū) 打開(kāi)字信號(hào)文件打開(kāi)字信號(hào)文件 字信號(hào)文件存盤(pán)字信號(hào)文件存

12、盤(pán) 按遞增編碼按遞增編碼 按遞減編碼按遞減編碼 按右移編碼按右移編碼 按左移編碼按左移編碼邏輯分析儀邏輯分析儀16個(gè)輸入信號(hào)端個(gè)輸入信號(hào)端外時(shí)鐘輸入外時(shí)鐘輸入觸發(fā)控制輸入觸發(fā)控制輸入時(shí)鐘控制輸入時(shí)鐘控制輸入邏輯信號(hào)顯示區(qū)（方波形式）觸發(fā)模式觸發(fā)模式采樣時(shí)鐘采樣時(shí)鐘指針處時(shí)間讀數(shù)指針處時(shí)間讀數(shù)指針處邏輯讀數(shù)指針處邏輯讀數(shù)復(fù)位復(fù)位 可以同步記錄和顯示可以同步記錄和顯示1616路邏輯信號(hào)。它可以用于對(duì)數(shù)字邏輯信號(hào)路邏輯信號(hào)。它可以用于對(duì)數(shù)字邏輯信號(hào)的高速采集和時(shí)序分析，是分析與設(shè)計(jì)復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的有力工具。的高速采集和時(shí)序分析，是分析與設(shè)計(jì)復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的有力工具。 按下按下TriggerTrigger

13、區(qū)的區(qū)的SetSet按鈕，彈出下圖觸發(fā)模式對(duì)話框，對(duì)話框中可輸入按鈕，彈出下圖觸發(fā)模式對(duì)話框，對(duì)話框中可輸入 A A、B B、C C三個(gè)觸發(fā)字。三個(gè)觸發(fā)字的識(shí)別方式可通過(guò)三個(gè)觸發(fā)字。三個(gè)觸發(fā)字的識(shí)別方式可通過(guò)Trigger combinationTrigger combination進(jìn)行選擇，分為如下八種組合：進(jìn)行選擇，分為如下八種組合：A or BA or B or CA then B（A or B）then CA then（B or C）A then B then CA then B (no C) 觸發(fā)字的某一位設(shè)置為觸發(fā)字的某一位設(shè)置為X X時(shí)表示該位為時(shí)表示該位為“任意任意”（0 0、

14、1 1均可）。三個(gè)觸發(fā)字的默認(rèn)設(shè)置均為均可）。三個(gè)觸發(fā)字的默認(rèn)設(shè)置均為xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx，表表示只要第一個(gè)輸入邏輯信號(hào)到達(dá)，無(wú)論是什么邏輯值，邏輯示只要第一個(gè)輸入邏輯信號(hào)到達(dá)，無(wú)論是什么邏輯值，邏輯分析儀均被觸發(fā)開(kāi)始波形的采集。否則必須滿足觸發(fā)字的組分析儀均被觸發(fā)開(kāi)始波形的采集。否則必須滿足觸發(fā)字的組合條件才被觸發(fā)。合條件才被觸發(fā)。 此外，此外，Trigger qualifierTrigger qualifier（觸發(fā)限定字）對(duì)觸發(fā)有控觸發(fā)限定字）對(duì)觸發(fā)有控制作用。若該位設(shè)為制作用。若該位設(shè)為X X，觸發(fā)控制不起作用，觸發(fā)完全由觸觸發(fā)控制不起作用，

15、觸發(fā)完全由觸發(fā)字決定；若該位設(shè)置為發(fā)字決定；若該位設(shè)置為1 1（或（或0 0），則僅當(dāng)觸發(fā)控制輸入信），則僅當(dāng)觸發(fā)控制輸入信號(hào)為號(hào)為1 1（或（或0 0）時(shí)，觸發(fā)字才起作用；否則即使觸發(fā)字組合條）時(shí)，觸發(fā)字才起作用；否則即使觸發(fā)字組合條件滿足也不能引起觸發(fā)。件滿足也不能引起觸發(fā)。說(shuō)明說(shuō)明邏輯轉(zhuǎn)換儀邏輯轉(zhuǎn)換儀 邏輯轉(zhuǎn)換儀是EWB特有的儀表，實(shí)際工作中不存在與之對(duì)應(yīng)的設(shè)備。邏輯轉(zhuǎn)換儀能夠完成真值表、邏輯表達(dá)式和邏輯電路三者之間的相互轉(zhuǎn)換。由電路導(dǎo)出真值表的方法：首先畫(huà)出邏輯電路圖，并將其輸入端連接至邏輯轉(zhuǎn)換儀的輸入端，輸出端連接至邏輯轉(zhuǎn)換儀的輸出端。此時(shí)按下“電路真值表”按鈕，在真值表區(qū)即出現(xiàn)該電

16、路的真值表。 由真值表也可以導(dǎo)出邏輯表達(dá)式。首先根據(jù)輸入信號(hào)的個(gè)數(shù)用鼠標(biāo)器單擊邏輯轉(zhuǎn)換儀面板頂部代表輸入端的小圓圈，選定輸入信號(hào)（由A至H）。此時(shí)真值表區(qū)自動(dòng)出現(xiàn)輸入信號(hào)的所有組合，而輸出列的初始值則全部為零。可以根據(jù)所需要的邏輯關(guān)系修改真值表的輸出值。按下“真值表表達(dá)式”按鈕，在面板的底部邏輯表達(dá)式欄出現(xiàn)相應(yīng)的邏輯表達(dá)式。如果要簡(jiǎn)化該表達(dá)式，只需按下“真值表簡(jiǎn)化表達(dá)式”即可。表達(dá)式中的“，”表示邏輯變量的“非”。電路真值表真值表表達(dá)式真值表簡(jiǎn)化表達(dá)式表達(dá)式真值表表達(dá)式電路表達(dá)式與非電路八個(gè)輸入端輸出端真值表區(qū)輸出端轉(zhuǎn)換方式選擇按鈕邏輯表達(dá)式欄三、操作示范（1）選取電阻和電容，雙擊后將阻值改為200，電容值為1uF。連線時(shí)鼠標(biāo)點(diǎn)中電阻一端，會(huì)出一個(gè)小黑點(diǎn)，按住后再將鼠標(biāo)向外沿伸，一直拉到電容一端引腳（這時(shí)電容的引腳也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小黑連接點(diǎn)）。在儀器庫(kù)中取出信號(hào)源和示波器，再取出接地，按圖示完成連線。若連接點(diǎn)的線不平直，可選中接點(diǎn)（或任何器件），利用鍵盤(pán)上的四個(gè)鍵作調(diào)整。雙擊儀器的面板，可對(duì)信號(hào)源和示波器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。雙擊連線，可改變連線的顏色。與示波器相連的線的顏色會(huì)顯示同色的