EWB仿真软件介绍(共12页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上第一节 EWB电子电路仿真软件简介电子工作平台Electronics Workbench (EWB)(现称为MultiSim) 软件是加拿大Interactive Image Technologies公司于八十年代末、九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件，它具有这样一些特点：（1）采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；（2）软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。（3）EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。（4）作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。（5）EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。因此非常适合电子类课程的教学和实验。这里，我们向大家介绍EWB软件的初步知识，基本操作和分析方法，。更深入的内容请阅读相关书籍。第二节 EWB电子电路仿真软件界面    1EWB的主窗口    2元件库栏    信号源库    基本器件库    二极管库    模拟集成电路库    指示器件库    仪器库第三节 EWB的基本操作方法介绍 创建电路 （）元器件操作  元件选用：打开元件库栏，移动鼠标到需要的元件图形上，按下左键，将元件符号拖拽到工作区。 元件的移动：用鼠标拖拽。 元件的旋转、反转、复制和删除：用鼠标单击元件符号选定，用相应的菜单、工具栏，或单击右键激活弹出菜单，选定需要的动作。  元器件参数设置：选定该元件，从右键弹出菜单中选Component Properties可以设定元器件的标签（Label）、编号（Reference ID）、数值（Value）和模型参数（Model）、故障（Fault）等特性。 说明：元器件各种特性参数的设置可通过双击元器件弹出的对话框进行； 编号（Reference ID）通常由系统自动分配，必要时可以修改，但必须保证编号的唯一性； 故障（Fault）选项可供人为设置元器件的隐含故障，包括开路（Open）、短路（Short）、漏电（Leakage）、无故障（None）等设置。  （）导线的操作 主要包括：导线的连接、弯曲导线的调整、导线颜色的改变及连接点的使用。 连接：鼠标指向一元件的端点，出现小园点后，按下左键并拖拽导线到另一个元件的端点，出现小园点后松开鼠标左键。 删除和改动：选定该导线，单击鼠标右键，在弹出菜单中选delete 。或者用鼠标将导线的端点拖拽离开它与元件的连接点。 说明：连接点是一个小圆点，存放在无源元件库中，一个连接点最多可以连接来自四个方向的导线，而且连接点可以赋予标识； 向电路插入元器件，可直接将元器件拖曳放置在导线上，然后释放即可插入电路中。 （3）电路图选项的设置  Circuit/Schematic Option对话框可设置标识、编号、数值、模型参数、节点号等的显示方式及有关栅格（Grid）、显示字体（Fonts）的设置，该设置对整个电路图的显示方式有效。其中节点号是在连接电路时，EWB自动为每个连接点分配的。  使用仪器 （） 电压表和电流表      从指示器件库中，选定电压表或电流表，用鼠标拖拽到电路工作区中，通过旋转操作可以改变其引出线的方向。双击电压表或电流表可以在弹出对话框中设置工作参数。电压表和电流表可以多次选用。（） 数字多用表数字多用表的量程可以自动调整。下图是其图标和面板。     其电压、电流档的内阻，电阻档的电流和分贝档的标准电压值都可以任意设置。从打开的面板上选Setting 按钮可以设置其参数。 （）示波器      示波器为双踪模拟式，其图标和面板如下图所示。 其中： Expand - 面板扩展按钮； Time base - 时基控制； Trigger - 触发控制；包括： Edge - 上（下）跳沿触发 Level - 触发电平 触发信号选择按钮：Auto（自动触发按钮）；A、B（A、B通道触发按钮）；  Ext（外触发按钮） X（Y）position - X（Y）轴偏置； Y/T、B/A、A/B - 显示方式选择按钮（幅度/时间、B通道/A通道、A通道/B通道）； AC、0、DC - Y轴输入方式按钮（AC、0、DC）。 （）信号发生器      信号发生器可以产生正弦、三角波和方波信号，其图标和面板如下图所示。可调节方波和三角波的占空比。 （）波特图仪 波特图仪类似于实验室的扫频仪，可以用来测量和显示电路的幅度频率特性和相位频率特性。波特图仪的图标和面板如下图所示。 波特图仪有IN和OUT两对端口，分别接电路的输入端和输出端。每对端口从左到右分别为+V端和-V端，其中IN端口的+V端和-V端分别接电路输入端的正端和负端，OUT端口的+V端和-V端分别接电路输出端的正端和负端。此外在使用波特图仪时，必须在电路的输入端接入AC（交流）信号源，但对其信号频率的设定并无特殊要求，频率测量的范围由波图仪的参数设置决定。 其中： Magnitude（Phase）- 幅频（相频）特性选择按钮； Vertical（Horizontal）Log/Lin - 垂直（水平）坐标类型选择按钮（对数/线性）； F（I）- 坐标终点（起点）。  （）字信号发生器 字信号发生器实际上是一个多路逻辑信号源，它能产生16位同步逻辑信号，用于对数字逻辑电路进行测试。上图是其图标和面板。 在字信号编辑区，字信号以4位16进制数编辑和存放。EWB5.0可以存放1024条字信号，编辑区的内容可通过滚动条前后移动。用鼠标单击可以定位和插入需编辑的位置，然后输入16进制数码。还可在面板下部的二进制字信号输入区输入二进制码。在地址编辑区可以编辑或显示与字信号地址有关的信号。 把鼠标指针移到左边地址编辑区中要改变值的位置，在这可以输入09或A、B、C、D、E、F，在二进制信号编辑区中即可显示出输入的十六进制数对应的二进制数。如图1中地方的十六进制数，二进制字信号编辑区中即显示“00011”，同时在字信号地址编辑区的“Edet”中显示出该十六进制数的地址“000B”。 字信号的输出方式有三种： Step（单步）:每单击一次“Step”，则字信号输出一条，字信号编辑区中的地址下移一行，此方式可用于对电路进行单步调试。 Burst（单帧）：每按一次“Burst”，则从首地址开始至末地址连续逐条输出字信号。 Crcle（循环）：按“Crcle”，则从首地址至尾地址循环不断的输出。 选中某地址信号后，按“Breakpoint”则该地址被设置成中断点。“Burst”输出时，运行至该地址输出暂停。再单击“Pause”或按“F9”恢复输出。 字信号的触发方式： 当选择“Internal（内）”触发方式时，字信号的输出直接由输出方式按钮（“Step”、“Burst”和“Crcle”）启动。 当选择“External(外)”触发方式时，则需接入外触发脉冲信号，再定义“上升沿触发”或“下降沿触发”，单击输出方式按钮，待触发脉冲到来时才启动输出。 此外，在“数据准备好输出端”还可得到与输出信号同步的时钟脉冲输出。  按下“Pattern方式”按钮弹出下图对话框。     其中前三个选项为清除、打开、存盘，用于对编辑区的字信号进行相应的操作。字信号存盘后文件扩展名为“.DP”。而后四个项目用于在编辑区生成按一定规律排列的字信号。  （）逻辑分析仪      逻辑分析仪可以同步记录和显示16路逻辑信号，因此，当把电路的输入信号和输出信号都接入逻辑分析仪的输入端时，可以同步显示出输入信号和输出信号的波形，从而可以帮助我们分析出电路的逻辑功能。      单击仪器库图标，打开仪器库，将逻辑分析仪图标拖到工作区，再双击该图标，显示其面板如下图所示。面板上部为波形记录区，左边是16路信号输入端，自上而下下依次排列，上面第一路是输入信号的最低位，下面最后一路是输入信号的最高位。在波形记录区的两边各有一根读数指针，拖曳读数指针到适当的位置，可读取波形数据。面板下方为读数显示和控制区。读数显示可读出指针1和指针2对应的时间值，以及两个指针所在位置的16路信号值（即逻辑值，以16进制数读出）。控制操作有停止（Stop）、复位（Reset）、采样频率设置（Clock set）、水平时间刻度设置和触发模式设置（triggle set）。停止操作与触发模式设置有关，不详细介绍了。复位钮对逻辑分析仪产生复位控制。在运行中，每按一下复位钮，记录区波形被清除，并重新开始显示波形；在停止运行后按下复位钮，则消除波形记录区的波形。采样频率一般默认系统设定值即可。调节水平时间刻度设置，可调整波形的疏密。 （）逻辑转换器      逻辑转换器是EWB软件虚拟的仪器，它没有实际仪器与之对应。但它能实现逻辑图、逻辑式（与或逻辑式或或与逻辑式）和真值表三者之间的相互转换功能，这对于逻辑电路设计和分析都是十分有用的。 单击仪器库图标，打开仪器库，把逻辑转换器图标拖到工作区，再双击该图标，展开它的面板如下图所示。它有三个功能区：一个是真值表区，最多可以有8个输入变量A-H；一个是逻辑功能转换操作区，提供有6种转换功能；还有一个逻辑式表达区，用于编辑和显示逻辑式。 、元器件库和元器件的创建与删除 对于一些没有包括在元器件库内的元器件，可以采用自己设定的方法，自建元器件库和相应元器件。 EWB自建元器件有两种方法：一种是将多个基本元器件组合在一起，作为一个"模块"使用，可采用下文提到的子电路生成的方法来实现；另一种方法是以库中的基本元器件为模板，对它内部参数作适当改动来得到，因而有其局限性。 若想删除所创建的库名，可到EWB的元器件库子目录名"Model"下，找出所需删除的库名，然后将它删除。 、 子电路的生成与使用 为了使电路连接简洁，可以将一部分常用电路定义为子电路。方法如下：首先选中要定义为子电路的所有器件，然后单击工具栏上的生成子电路的按钮或选择Circuit/Create Subcircuit命令，在所弹出的对话框中填入子电路名称并根据需要单击其中的某个命令按钮，子电路的定义即告完成。所定义的子电路将存入自定义器件库中。 一般情况下，生成的子电路仅在本电路中有效。要应用到其它电路中，可使用剪贴板进行拷贝与粘贴操作，也可将其粘贴到（或直接编辑在）Default.ewb文件的自定义器件库中。以后每次启动EWB，自定义器件库中均自动包含该子电路供随时调用。 、帮助功能的使用 EWB提供了丰富的帮助功能，选择Help/Help Index命令可调用和查阅有关的帮助内容。对于某一元器件或仪器，"选中"该对象，然后按F1键或单击工具栏的帮助按钮，即可弹出与该对象相关的内容。建议充分利用帮助内容。 、基本分析方法 （1）直流工作点的分析 直流工作点的分析是对电路进行进一步分析的基础。在分析直流工作点之前，要选定Circuit/Schematic Option中Show nodes（显示节点）项，以把电路的节点号显示在电路图上。 （2）交流频率分析 交流频率分析即分析电路的频率特性。需先选定被分析的电路节点，在分析时，电路的直流源将自动置零，交流信号源、电容、电感等均处于交流模式，输入信号也设定为正弦波形式。 （3）瞬态分析 瞬态分析即观察所选定的节点在整个显示周期中每一时刻的电压波形。在进行瞬态分析时，直流电源保持常数，交流信号源随着时间而改变，电容和电感都是能量储存模式元件。在对选定的节点作瞬态分析时，一般可先对该节点作直流工作点的分析，这样直流工作点的结果就可作为瞬态分析的初始条件。 （4）傅里叶分析 傅里叶分析用于分析一个时域信号的直流分量、基频分量和谐波分量。一般将电路中交流激励源的频率设定为基频，若在电路中有几个交流源时，可以将基频设定在这些频率的最小公因数上。第四节 EWB电子电路仿真1用虚拟工作台仿真电路的步骤     由于EWB增加了虚拟测量仪器、实时交互控制元件和多种受控信号源模型，除了可以给出以数值和曲线表示的SPICE分析结果外，EWB还提供了独特的虚拟电子工作台仿真方式，可以用虚拟仪器实时监测显示电路的变量值，频响曲线和波形。仿真的步骤为：     （） 输入原理图，在工作区放置元件的原理图符号，连接导线，设置元件参数；     （） 放置和连接测量仪器，设置测量仪器参数；     （） 启动仿真开关，在仪器上观察仿真结果。  2仿真实例 1. RC低通滤波器电路的仿真     在电路工作区输入如下图电路。其中包含两个正弦交流电压源，一个为1V 2kHz, 一个为5v 60Hz，另有一个周期脉冲电压源（时钟源），幅度5V, 频率50Hz, 占空比50%，两组电源用开关来切换。电路的输入为节点8，输出为节点3。如图连接波特图仪、示波器和电压表。 (1)测试电路的频率特性曲线     双击波特图仪图标打开其面板，然后单击仿真启动开关，在波特图仪的显示屏幕上可以观看电路的幅度频率特性和相位频率特性曲线。曲线如下两图所示。 幅度频率特性     相位频率特性(2)观测电路的滤波效果     按空格键将开关连接到两个正弦交流信号源上。双击连接示波器输入的导线，将两个通道的输入导线设置成不同的眼色以便于波形的观察。打开示波器面板，启动电路仿真开关，这时在示波器上可以看到两个波形（下图）。输入波形为60H正弦波与2kHz小幅度正弦波的叠加波形。输出波形中，2kHz正弦波成分已经基本上被滤除。 (3)观察电路对周期脉冲序列的瞬态响应     按空格键将开关连接到周期脉冲信号源上。启动电路仿真开关，这时在示波器上可以看到两个波形（下图）。输入波形为周期方波，输出波形为按指数规律上升、下降的脉冲序列。改变输入脉冲波的频率，可以看到输出波形的形状发生变化。 2.共发射极单级放大电路的仿真      （1）电路的创建     电路图如下图示。采取前文提到的方法连接电路、设置元器件参数并连接仪器，同时设置连接到示波器输入端的导线为不同颜色，这样可区分两路不同的波形。 （2） 电路文件的保存     电路创建好以后可将其保存，以备调用。 （3）电路的仿真实验 双击有关仪器的图标打开其面板，准备观察被测试点的波形。 按下电路启动/停止开关，仿真实验开始。如果要使实验过程暂停，可单击右上角的Pause（暂停）按钮，再次单击Pause按钮，实验恢复运行。 调整示波器的时基和通道控制，使波形显示正常。     一般情况下，示波器连续显示并自动刷新所测量的波形。如果希望仔细观察和读取波形数据，可以设置Analysis/Analysis Options/Instruments对话框中Pause after each screen（示波器屏幕满暂停）选项。 从波特图仪的面板上观测电路的幅频特性和相频特性。如果对波特图仪面板参数进行修改，修改后建议重新启动电路，以保证曲线的精确显示。 （4）电路的描述     选择Window/Description命令可打开电路描述窗口，可以在改窗口中输入有关实验电路的描述内容。 （5）实验结果的输出     实验结果的输出主要指：    最终测试电路的保存。    输出电路图或仪器面板（包括显示波形）到其它文字或图形编辑软件，这主要用于实验报告的编写。该操作可通过选择Edit/Copy as Bitmap命令来完成，具体操作方法请参阅EWB的帮助文件。       打印输出。 专心-专注-专业