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文檔簡介
1、 附附1 EWB1 EWB軟件界面軟件界面 一、軟件簡介一、軟件簡介 附錄附錄 EWB軟件簡介軟件簡介 EWB( Electronics Workbench,電子工作平臺)是加拿大Interactive ImageTechnologies公司于20世紀80年代末、 90年代初推出的電路分析和設計軟件,因其操作簡單,仿真功能強大,常被用于電路分析和仿真,并具有以下一些特點: (1) 采用直觀的圖形界面,用屏幕抓取的方式選用元器件、創(chuàng)建電路及連接測量儀器??梢詫崟r顯示測量結(jié)果,并可以交互控制電路的運行與測量過程。 (2) 帶有豐富電路元件庫,提供了多種電路分析方法。因此非常適合電子類課程的教學和實
2、驗。 二、二、 EWB的主窗口的主窗口 它包括了菜單欄、常用工具欄、元件庫欄、電路工作區(qū)、電路描述區(qū)和狀態(tài)欄幾個部分。啟動EWB5.0 ,可以進入EWB的主窗口,如圖示。 菜單欄內(nèi)包含了提取元件之外的所有操作,工具欄內(nèi)為一些常用的基本操作命令按鈕,元器件庫欄內(nèi)包含了電阻器、電容器、電感器、電源、開關等常用元件和各種常用的集成元件及各種儀器儀表。 中間最大區(qū)域為電路工作區(qū),在這里可以建立仿真電路,并進行各種分析和測量。在電路工作區(qū)內(nèi)的下方是電路描述區(qū),其大小和位置可自由調(diào)整,可以用來對電路進行注釋和說明。 三、三、 EWB的菜單命令的菜單命令 EWB主窗口菜單由文件、編輯、電路、分析、窗口、幫助
3、等菜單組成。 文件和編輯菜單與所有的常用應用軟件(如WORD)大致相同,包括建立文件、打開文件、存盤、打印、拷貝、粘貼等命令,這里不再介紹。其它菜單簡要介紹如下。 1.電路菜單( Circuit) 電路菜單包括元件的操作及元件屬性和形成子電路方面的命令?,F(xiàn)分述如下。 (1)Rotate(旋轉(zhuǎn)元器件):按順時針方向一次旋轉(zhuǎn)90。 (4) Component Properties(元器件屬性):設置元器件的各項屬性。 (5) Create Subcircuit(創(chuàng)建子電路):創(chuàng)建一個常用的單元電路。 (6) Zoom In(放大窗口):調(diào)整顯示比例。 (7) Zoom Out(縮小窗口) (8)
4、Schematic Options(原理圖選項):設置仿真電路的顯示參數(shù),等等。 (2) Flip Horizontal(水平翻轉(zhuǎn)元器件):就是以Y軸為中心旋轉(zhuǎn)180 。 (3)Flip Vertical(垂直翻轉(zhuǎn)元器件):是以X軸為中心旋轉(zhuǎn)180 。 2.分析菜單( Analysis) 分析菜單用于設置電路的分析選項,包括以下幾項: (1)Activate(進行電路分析):和Stop一起相當面板上的啟動/停止開關。 (2) Pause(暫停分析):分析暫停,另在面板上設置有暫停/恢復快捷按鈕。 (3) Stop(停止電路分析) (4) Analysis Options(分析選擇項):設置有關
5、分析計算和儀器使用方面的內(nèi)容。一般仿真不需要設置,設置不當會出現(xiàn)很大誤差。 (5) DC Operating Point(直流工作點分析):分析顯示直流工作點結(jié)果。 (6) AC Frequency(交流頻率分析):分析電路的頻率特性。 (7) Transient(瞬態(tài)分析):分析電路的瞬時響應。 (8) Fourier(傅里葉分析):分析信號的組成。 (9) Noise(噪聲分析):分析元件的噪聲對電路的影響。 (10) Distortion(失真分析):分析電路的諧波失真和內(nèi)部調(diào)制失真。 (11)Parameter Sweep(參數(shù)掃描分析):分析某元件的參數(shù)變化對電路的影響。 (12)
6、Temperature Sweep(溫度掃描分析):分析溫度的變化對電路的影響。 (13) Pole Zero(零極點分析):分析電路中的零點、極點。 (14) Transfer Function(傳遞函數(shù)):分析輸入(電源)和輸出變量之間的直流小信號傳遞函數(shù)。它可以用于計算電路的輸入輸出阻抗。 (15) Sensitivity(靈敏度分析):分析節(jié)點電壓或支路電流對電路中元件參數(shù)變化的靈敏度。 (16) Worst Case(最壞情況分析):分析電路變化時可能出現(xiàn)的最壞情況。 (17) Monte Carlo(蒙特卡羅分析):分析電路中元件參數(shù)在誤差范圍內(nèi)隨機變化時對電路特性的影響。 (18
7、) Display Graphs(圖形顯示窗口):用于顯示分析結(jié)果。 3.窗口菜單 (1) Arrange(重排窗口):重排窗口的內(nèi)容。 (2) Circuit(電路窗口):顯示電路窗口的內(nèi)容。 (3) Description(描述窗口):顯示電路描述、注釋的窗口。 四、四、 EWBEWB的工具欄的工具欄 各按鈕的作用如下圖所示,它們的功能也都可以通過菜單欄實現(xiàn),但比菜單操作命令快捷、簡單。 五、五、 EWBEWB的元件庫欄的元件庫欄 EWB5.0軟件擁有龐大的元器件庫。元器件總數(shù)近萬種,其中二極管(含F(xiàn)ET和VMOS管) 2900種,運算放大器2000種,給電路仿真實驗帶來了極大的方便。元件
8、主要包括:電源、電阻器、電容器、電感器、二極管、雙極性晶體管、FET、 VMOS、傳輸線、控制開關、 DAC與ADC、運算放大器與電壓比較器、TTL74系列與CMOS4000系列數(shù)字電路、時基電路等。 下圖為EWB的元器件庫欄。 單擊元器件庫的某一個圖標,即可打開該元件庫。 下面對將要用到的主要元器件庫中的元器件逐一給出標注。 1.信號源庫 右圖為EWB的信號源庫。 2.基本元器件庫 右圖為EWB的基本元器件庫。3.二極管庫下圖為EWB的二極管元件庫。4.模擬集成電路庫下圖為EWB的模擬集成電路庫。5. 指示器件庫下圖為EWB的指示器件庫。 6. 儀器庫下圖為EWB儀器庫。 附附2 2 EWB
9、的基本操作方法的基本操作方法 一、創(chuàng)建電路一、創(chuàng)建電路 用EWB軟件進行電路分析、仿真,第一步就是建立仿真電路。 電路的建立,首先就要進行元件的選取,即將需要的元件從元器件庫拖放到電路工作區(qū)。 再設定元件的參數(shù),連接導線建立電路圖。 其方法說明如下: 1. 元器件操作 元件選用:首先在元器件庫欄中單擊包含該元器件的圖標,打開該元件庫。移動鼠標到需要的元件圖形上,按下左鍵不放,將該元件符號拖拽到工作區(qū)。 元件的移動:用鼠標拖拽操作。 元件的旋轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、復制和刪除:單擊元件符號選定元件,然后用相應的菜單、工具欄,或單擊右鍵激活彈出菜單,選定需要的動作。 元器件參數(shù)設置:選定該元件后,再按下工具欄中
10、的器件特性按鈕,或從右鍵彈出菜單中選Component Properties可以設定元器件的標簽(Label)、編號(Reference ID)、數(shù)值(Value)和模型參數(shù)(Model)、故障(Fault)等內(nèi)容。 元器件各種特性參數(shù)的設置可通過雙擊元器件彈出的對話框進行。元器件編號(Reference ID)通常由系統(tǒng)自動分配,必要時可以修改,但必須保證編號的惟一性。故障(Fault)選項可供人為設置元器件的隱含故障,包括開路(Open)、短路(Short)、漏電(Leakage)、無故障(None)等。 2.導線的操作 連接點是一個小圓點,存放在基本元件庫中,一個連接點最多可以連接來自四
11、個方向的導線,連接點可以賦予標識。向電路插入元器件,可直接將元器件拖拽放置在導線上,待其兩端變?yōu)樘焖{色后再釋放,即可插入電路中。 導線的連接:先將鼠標指向元件的端點,使其出現(xiàn)小圓點后,按下左鍵并拖拽導線到另一個元件的端點或其它導線上,待出現(xiàn)小圓點后松開鼠標左鍵,兩端之間將自動出現(xiàn)導線連接。 導線的刪除和改動:選定該導線,單擊鼠標右鍵,在彈出菜單中選delete?;蛘哂檬髽藢Ь€的端點拖拽離開它與元件的連接點。再單擊鼠標右鍵,彈出菜單中還可以選擇另一項來設置導線的顏色。 3. 電路圖選項的設置 點擊菜單Circuit選Schematic Option項,在彈出的對話框中可設置電路的標識、編號、數(shù)
12、值、模型參數(shù)、節(jié)點號等的顯示方式及有關柵格(Grid)、顯示字體(Fonts)的設置,該設置對整個電路圖的顯示方式有效。 其中節(jié)點號是在連接電路時,EWB自動為每個連接點分配的。也可以在電路工作區(qū)的空白地方點擊鼠標右鍵,在彈出菜單中選Schematic Option項進行這些操作。 二、元件庫中的常用元件二、元件庫中的常用元件 EWB帶有豐富的元器件模型庫,常用元件及其主要參數(shù)的意義如下表所示。 1 信號源 1.信號源2. 基本無源元件 三、儀器、儀表的使用三、儀器、儀表的使用 1.電壓表和電流表 點擊指示器件庫圖標,從庫中用鼠標左鍵選定電壓表或電流表,將其拖拽到電路工作區(qū)中,可以點擊工具欄上
13、的旋轉(zhuǎn)操作按鈕來改變其引腳的方向。 雙擊電壓表或電流表可以在彈出對話框中設置工作參數(shù),具體設置參見1-8例1 。 電壓表和電流表可以多次選用,圖標中粗線邊框的引腳為負。 2. 數(shù)字多用表 數(shù)字多用表可以自動調(diào)整量程。 雙擊其圖標可以彈出面板,通過面板可以觀察測量數(shù)據(jù)。 按下面板上的Settings(參數(shù)設置)按鈕,可以在彈出對話框中設置各項參數(shù)(參見下圖)。 3. 示波器 此示波器為模擬式雙蹤示波器,其圖標和面板如下圖所示。其中: Expand(面板擴展按鈕):點擊該按鈕可以將面板擴展。 Time base(時基控制):調(diào)整掃描時基,即橫向每大格表示的時間數(shù)。 Trigger(觸發(fā)控制)包括:
14、 Edge上升(下降)沿觸發(fā) Level觸發(fā)電平 觸發(fā)信號選擇按鈕: Auto(自動觸發(fā)按鈕); A、B( A、B通道觸發(fā)按鈕); Ext(外觸發(fā)按鈕) Y position( Y軸增益):縱向每大格表示的電壓數(shù)。 Y/T、 B/A、 A/B (顯示方式選擇按鈕): Y/T表示Y方向顯示輸入信號,X方向顯示時間基線。 B/A表示Y方向顯示B通道輸入信號,以A通道為X方向掃描信號。 A/B表示Y方向顯示A通道輸入信號,以B通道為X方向掃描信號。 AC、 0 、 DC( Y軸輸入方式按鈕): AC只顯示交流分量、 0將信號去掉、 DC將信號的交直流分量都顯示出來。 為了能更細致地觀察波形,可以按下
15、示波器面板上的Expand按鈕,將面板進一步展開成右圖所示。通過拖拽指針可以詳細讀取波形上任一點的數(shù)值,及兩指針間的各數(shù)值之差。按下Reverse按鈕可改變屏幕背景顏色。按下Save按鈕可按ASCII碼格式存儲波形讀數(shù)。在動態(tài)顯示時,單擊“ Pause”按鈕或按F9鍵后,可通過改變“ X position”設置來左右移動波形。具體使用參見4-9例1 。 4. 信號發(fā)生器 信號發(fā)生器可以產(chǎn)生正弦波、三角波和方波信號,其圖標和面板如下圖所示。 信號發(fā)生器的輸出波形、工作頻率、占空比(方波和三角波)、幅度和直流偏置,可通過點擊面板上的波形選擇按鈕和在相應窗口設置參數(shù)來實現(xiàn)。 信號發(fā)生器的信號可由任意
16、兩端輸出,也可由三端輸出兩路信號。“+”端子與“ Common”端子(公共端一般接電路的公共地)輸出信號為正極性信號,而“”端和“ Common”端子之間輸出負極性信號。兩信號幅度相等,極性相反。 要改變輸出信號應先按“啟動/停止”開關,關閉正在進行的仿真,再調(diào)整信號發(fā)生器的設置,調(diào)整好后再啟動仿真,才能輸出改動后的信號波形。 5. 波特圖儀 波特圖儀類似于實驗室的掃頻儀,可以用來測量和顯示電路的幅頻特性和相頻特性。波特圖儀與電路的接線方法如下圖所示。 波特圖儀面板如圖所示。波特圖儀有IN和OUT兩對端口,分別接電路的輸入端和輸出端。 在使用波特圖儀時,可從電路的輸入端接入任意頻率AC(交流)
17、信號源,頻率測量的范圍由波特圖儀的參數(shù)設置決定。 四、元器件庫和元器件的創(chuàng)建與刪除四、元器件庫和元器件的創(chuàng)建與刪除 雖然EWB元器件庫非常豐富,但仿真時,有時要用到一些特殊元件。對于可能沒有包括在元器件庫內(nèi)的元器件,可以采用自己設定的方法,自建元器件庫和相應元器件。 EWB提供兩種自建元器件方法:一種是將多個基本元器件進行組合,作為一個“模塊”使用,可采用生成子電路的方法來實現(xiàn);另一種是以庫中的基本元器件為模板,對它內(nèi)部參數(shù)作適當改動來得到新器件。 EWB的元器件庫子目錄名為“ Model”,若想刪除元器件的庫名,可到“ Mod-el”子目錄下,進行刪除。 五、子電路的生成與使用五、子電路的生
18、成與使用 為了操作方便,可以將一部分常用電路設置為子電路。 要設置子電路,首先選中要定義為子電路的所有器件,然后單擊工具欄上的生成子電路的按鈕,在所彈出的對話框中填入子電路名稱,再根據(jù)需要選擇(拷貝、移除、重置)命令按鈕,就可完成子電路的定義。所定義的子電路將存入自定義器件庫中。生成的子電路要應用到其它電路中,可使用剪貼板進行拷貝與粘貼操作。也可將其粘貼到(或直接編輯在) Default.ewb文件的自定義器件庫中,供隨時調(diào)用。 附附3 3 EWB常用的電路分析方法常用的電路分析方法 一、用虛擬儀器、儀表直接測量一、用虛擬儀器、儀表直接測量 從前面已經(jīng)知道,EWB中有豐富的虛擬儀器、儀表。在電
19、路工作區(qū)內(nèi)進行仿真實驗,可利用這些虛擬器件直接測量仿真電路的各個參數(shù)。這種方法可以進行仿真實驗,其操作簡單、直觀,是EWB仿真分析中最常用的方法。具體分析實例參見1-8例2、4-9例1等。 二、直流工作點的分析二、直流工作點的分析( DC Operating Point Analysis ) 直流工作點的分析是對電路進行進一步分析的基礎。在進行分析時電路中的交流電源將被置零,電容被開路,電感被短路。 分析直流工作點之前,要選定菜單Circuit下Schematic Option子菜單中Shownodes(顯示節(jié)點)項,以把電路的節(jié)點號顯示在電路圖上。具體分析實例參見1-8例1等。 三、交流頻率分析三、交流頻率分析( AC Frequency Analysis ) 交流頻率分析,即分析電路的頻率特性。需先選定被分析的電路節(jié)點,在分析時,電路的直流電源將自動置零,交流信號源、電容、電感等均處于交流模式,輸入信號也設定為正弦波形式。交流電源在Value中所設定的值都將不起作用,需要在雙擊電源圖標彈出對話
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