电子设计自动化EWB实践指导书dfcn.docx
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1、EWB实践指导书目 录第一章 概 论11.1Electronics Workbench简介11.2 EWB的特点1第二章 基本界面及菜单使用22.1 EWB的主窗口22.2 EWB基本工具栏22.3 EWB菜单及使用方法32.3.1 文件菜单File32.3.2编辑菜单Edit52.3.3 电路菜单Circuit62.3.4 分析菜单Analysis72.3.5窗口菜单Window72.3.6 帮助菜单Help8第三章 EWB的基本操作方法93.1 元器件的操作使用93.2 元器件的参数设置103.3 导线的编辑操作143.4 节点的使用153.5 测试仪器的使用153.6 电路的激活153.
2、7 实验结果的描述163.8 仿真实验范例17第四章 EWB的元器件库184.1 信号源库(Source)184.2 基本元器件库(Basic)194.3 二极管库(Diode)194.4 三极管库(Transistors)204.5 模拟集成元器件库(Analog ICs)和混合集成元器件库(M ixed ICs)204.5 数字集成元器件库(Didital ICs)和逻辑门元器件库(Logic Gates)214.6 数字元器件库(Digital)和指示元器件库(Indicators)21第五章 EWB的测试仪器225.1 数字万用表(Multimeter)225.2 函数信号发生器(Fu
3、nction Generator)225.3 双踪示波器(Oscilloscope)235.4 波特测试仪(Bode Plotter)255.5 字信号发生器(Word Generator)265.6 逻辑分析仪(Logic Analyzer)275.7 逻辑转换仪(Logic Converter)295.8 几种常用的测试、指示仪器305.9 示范30第六章 EWB的基本分析方法336.1 直流(静态)工作点分析(DC Operating Point Analysis)336.2 交流频率分析(AC Frequency Analysis)346.3 瞬态分析(Transient Analys
4、is)356.4 傅立叶分析(Fourier Analysis)376.5 示范39第七章 习 题46参 考 书5050第一章 概 论1.1 Electronics Workbench简介从事电子产品设计、开发等工作人员,经常要求对所设计的电路进行实物模拟和调试。其目的,一方面是为了验证所设计的电路是否能达到设计要求指标,另一方面,通过改变电路中元器件的参数,使整个电路性能达到最佳值。以往的电路设计模拟,常常是制作一块模拟试验板,在这块板上用实际元器件进行试验和调试。取得数据后,再来修正原设计电路参数,直至达到设计提出的要求。但由于受工作场地、仪器设备和元器件品种、数量的限制,有些试验往往无法
5、及时完成。这样既影响工作的顺利进行,又束缚了设计人员。EWB帮忙解决了难题。“虚拟电子工作平台”(Electronics Workbench),简称EWB,是加拿大“Interactive Image Technologies”公司设计推出的电子电路仿真分析、设计软件。与其它电路仿真软件相比较,EWB具有界面直观、操作方便、采用图形方式创建电路等优点,构造电路、调用元器件和测试仪器等都可以直接从窗口图形中调出,可以对电子元器件进行一定程度的非线性仿真,不仅测试仪器的图形与实物相似,而且测试结果与实际调试基本相似。使用虚拟测试仪器对电路进行仿真实验如同置身于实验室使用真实仪器测试电路,既解决了购
6、买大量元器件和高档仪器的难处,又避免了仪器损坏等不利因素。该软件直观的电路图和仿真分析结果的显示形式非常适合于电子类课程实验教学环节,是一种非常好的电子技术实训工具。可以弥补实验仪器、元件少的不足及避免仪器、元器件的损坏。通过电路仿真,可以帮助学生更快、更好地掌握课程讲述的内容,熟悉常用电子仪器的测量方法,掌握电路的性能。进一步培养学生的综合分析能力、排除故障能力和开发、创新能力。 1.2 EWB的特点 EWB最明显的特点是:(1)界面直观。绘制的电路图需要的元器件、测试仪器都是以图标方式出现,而且仪器的操作开关、按钮同实际非常相似,很容易学会和使用。 (2)易学易用。具有一般电子技术基础知识
7、的人员,只需几个小时就可以掌握EWB的基本操作。 (3)仿真的手段和实际相符,仪器和元器件的选用和实际情形非常相似。可以通过对电路的仿真,既掌握电路的性能,又熟悉仪器的正确的使用方法。 (4)具有齐全丰富和可扩充的元器件库。提供了数千种元器件供选用,不仅提供了元器件的理想值,而且有的元器件还提供了实际厂家的元器件模型。(5)具有完整的混合模拟与数字信号模拟的功能。可任意地在系统中集成数字及模拟元器件,会自动地进行信号转换。测试具有即时的显示功能。(6)在对电路进行仿真的同时,还可以存储实验数据、波形、元器件清单、工作状态等,并可打印输出。(7)提供了各种分析手段。有静态分析、动态分析、时域分析
8、、频域分析、噪声分析、失真分析、离散傅立叶分析、温度分析等各种分析方法。(8)可人为的设置短路、开路、漏电等故障分析。(9)与SPICE软件兼容,可相互转换。EWB产生的电路文件还可以直接输出至常见的Protel、 Tango、Orcad等印制电路板排版软件。(10)提高了电子设计工作的效率。第二章 基本界面及菜单使用2.1 EWB的主窗口启动EWB软件图标后,可见到EWB 5.12的电路工作主窗口,如图2-1所示。图2-1 电路工作主窗口 从图2-1可以看出,EWB很像一个实际的电子工作室。元器件和仪器、构造和测试电路的每件设备都在你的眼前准备好了,主要分成以下几部分: (1)菜单栏(men
9、us):提供电路文件的存取、SPICE文件的转入或转出、电路图的编辑、电路的模拟与分析、在线帮助。(2)工具栏(toolbars):最常用的菜单命令,包含用于编辑电路设计所需的按钮。(3)电路工作窗口(circuit window):供使用者进行电路设计。(4)元器件库栏(parts bin toolbar):显示详细元器件列表,有各类元器件及测试仪表。(5)描述窗口(description window):供使用者键入文本以描述电路。(6)启动/停止开关:显示仪表的面板控制与功能选择。(7)暂停/恢复开关:可以用来控制仿真实验的步骤。(8)状态栏 (status line):可以显示鼠标所指
10、处元器件或仪表的名称。在模拟中,可以显示模拟中的现状以及分析所需要的模拟时间,此时间不是实际的CPU运行时间。2.2 EWB基本工具栏EWB工具栏如 图2-2所示。图2-2 基本工具栏工具栏中各工具图标(从左到右)依次分别所对应的功能和快捷键如下表所示:名称功能快捷键新建清除工作区,生成新文件Ctrl+N打开打开已有文件Ctrl+O存盘保存电路文件Ctrl+S打印打印电路文件Ctrl+P剪切剪切到剪切板Ctrl+X复制复制到剪切板Ctrl+C粘贴从剪切板粘贴Ctrl+V旋转将选中的元器件逆时针旋转90度Ctrl+R水平反转将选中的元器件水平反转垂直反转将选中的元器件垂直反转建立子电路建立和生成
11、子电路Ctrl+B分析图调出分析图元件特性调出元器件对话框缩小缩小电路图Ctrl+放大放大电路图Ctrl+缩放比例显示电路图的当前缩放比例帮助调出与选中对象有关的帮助信息F12.3 EWB菜单及使用方法EWB 5.12的菜单命令共有六项:File(文件),Edit(编辑),Circuit(电路),Analysis(分析),Window(窗口),Help(帮助)。有两种方法选择执行菜单命令: (1)单击菜单项使之下拉出菜单命令,然后单击其中的菜单命令。 (2)按下Alt键,再按下菜单中带下划线的字母打开相应的菜单项(如按Alt,再按F打开文件菜单File),接着按菜单(已经打开)命令中带下划线的
12、字母执行某菜单命令。如果打开的菜单项中有些命令呈现灰色,说明该命令在当前状态下是不能使用的。 2.3.1 文件菜单File文件菜单File包含了管理电路文件的命令,共有打开、保存、打印等命令12条,如图2-3所示。图2-3文件菜单(1)新建一个电路文件(New)。快捷键:Ctrl+N 要建立一个新的电路文件,可在文件菜单中选择新建命令New,这时,工作区里将出现一个空白的电路编辑区供输入编辑新的电路。EWB 5.12版本每次只能打开一个电路文件,如果当前正打开一个文件进行编辑仿真,则当重新建立新文件时将出现一个对话框,提示在新建文件前对已经打开的文件是否保存修改。(2)打开一个已经存在的电路文
13、件(Open)。 快捷键:Ctrl+O 要打开一个已经存在的电路文件,可在文件菜单中选择打开命令,显示标准打开文件对话框。此时,要求确定文件所在的驱动器、目录以及文件名,相应的文件标识(可以直接在文件名文本框中输入,也可以通过选择驱动器Drive、目录Directories以及文件名确定)出现在文件名文本框中后,单击“打开”按钮打开电路文件。(3)保存电路文件(Save)。 快捷键:Ctrl+S保存当前电路文件,显示标准保存文件对话框。如要改变保存地址,可以改变不同的目录、驱动器、文件夹、磁盘。(4)换名保存电路文件(Save As)。 用一个新的文件名保存当前电路文件,原有电路文件维持不变。
14、(5)恢复电路原有设置 (Revert to Saved) 可以将最近一次存入磁盘时的电路恢复到工作区内。(6)输入(Import)。输入一个SPICE网表(后缀名为.net或.cir),并把它转换为原理图。(7)输出(Export) 在文件格式为任何以下后缀名:.net , .scr , .cmp , .cir , .plc的情况下保存电路文件。(8)打印(Print)。快捷键:Ctrl+P执行该命令会出现对应对话框,用户可根据要求选择打印电路图、仪器测试结果、元器件清单等,只需点击需打印项目,按“Print”键即可以打印输出。(9)打印设置(Print Setup)。显示标准打印设置对话框
15、,从对话框中可以选择另一种打印机,或设定打印方向、纸张大小、供纸方式等选项。(10)退出(Exit)。 快捷键:Alt+F4 执行该命令将退出EWB 5.12,如果当前电路文件是新文件或电路修改后未保存,则在退出前将提示将当前电路文件保存。(11)安装 (Install)。 安装任何EWB的附加产品。提示从包含附加产品的磁盘安装。2.3.2编辑菜单Edit 编辑菜单Edit包含了用来移动、复制、粘贴等电路编辑命令7条,如图2-4所示。图2-4编辑菜单(1)剪切(Cut)。快捷键:Ctrl+X删除选择电路、组件或文本,并保留在剪贴板中。随后可以利用粘贴命令Paste将其从剪贴板中复制到电路工作区
16、或描述区。注意:要从电路中移走一个元器件,也可以直接用鼠标拖动的方法把所选择的元器件从工作区中拖回到部件箱里。同样,也可以把仪器从电路中拖动到仪器库中(但不能用剪切命令)。(2)复制 (Copy)。 快捷键:Ctrl+C 与剪切命令Cut不同,复制命令Copy只是将选择的元器件或电路、文本复制到剪贴板中,但并不从电路工作区中移走。随后可以利用粘贴命令Paste将其从剪贴板中复制到电路工作区或描述区。(3) 粘贴 (Paste)。快捷键:Ctrl+V将剪贴板的内容放置到激活的窗口中(内容依然保存在剪贴板里)。剪贴板上的内容可能是组件或文本。被粘贴位置的文件性质必须与剪贴板内容性质相同。例如,你不
17、能粘贴组件到说明窗口。(4) 删除(Delete)。快捷键:Del永久地删除所选择的组件或文本。且不影响剪贴板内的当前内容。使用这个命令时必须十分小心,因为删除的内容无法恢复。(5)选择全部(Select All)。快捷键:Ctrl+A快速地将活动工作区窗口的所有电路或说明区内的全部文本选定。可用于整个电路、文本的各种处理。(6)复制位图 (Copy as Bitmap)。可以将电路工作区中的一部分或全部作为位图复制到剪贴板上,然后供其它支持位图格式的应用程序(如字处理等)使用。(7)Show Clipboard(显示剪贴板)可以查看当前剪贴板中的内容。2.3.3 电路菜单Circuit电路菜
18、单Circuit中包含用于构造、循环、翻转等9条命令,如图2-5所示。图2-5电路菜单(1)旋转命令(Rotate)。快捷键:Ctrl+R为了使构造的电路美观、连接方便整齐,可以使用Rotate命令将被选择组件顺时针旋转90度,和组件关联的文本,如标识、数值和模型等信息可以重定位,但不可以随着旋转。仪器库中的测试仪器、集成IC不能旋转。(2)垂直翻转命令(Flip Horizontal)。在工作区内垂直翻转被选组件。(3)水平翻转命令(Flip Vertical)。在工作区内水平翻转被选组件。(4)元器件特性命令(Component Properties)。执行该命令可以调出元器件特性对话框。
19、也可以双击元器件。(5)创建子电路命令(Create Subcircuit)。 快捷键:Ctrl+B(6)放大命令(Zoom In)。 快捷键:Ctrl+ 增加工作区内电路的显示尺寸。(7)缩小命令(Zoom Out)快捷键:Ctrl+“-” 减小工作区内电路的显示尺寸。(8)纲要选项命令(Schematic Options) 用于设置与电路图显示方式有关的一些选项。 2.3.4 分析菜单Analysis分析菜单包含了激活、暂停、停止等10条命令,如图2-6所示。图2-6分析菜单(1)激活命令 快捷键:Ctrl+G 执行该命令,相当于将电路的电源开关合上,使电路开始工作。(2)暂停或继续命令
20、快捷键:F9 该命令是个复用命令,包括暂停命令和继续命令(Pause or Resume),执行暂行命令,可以将仿真电路暂时中断以作观察;执行继续命令,可以在观察以后又继续(不是重新仿真)进行仿真。(3)停止命令 快捷键:Ctrl+T当电路仿真达到稳态时,将自动停止。但对于振荡或开关控制电路一般不能达到稳态,所以仿真过程会一直持续下去。执行停止命令,可以人为停止电路的仿真。2.3.5窗口菜单Window 窗口菜单Window如图2-7所示。图2-7窗口菜单(1) 排列命令(Arrange)。快捷键:Ctrl+W执行该命令,可以匀称整洁地排列工作区和打开的元器件箱窗口以及打开的描述窗口。并将尽可
21、能把打开的窗口放大显示。(2)电路命令(Circuit)。执行该命令可以将电路工作区窗口调到前台,成为活动窗口。(3)描述命令(Description)。快捷键:Ctrl+D 执行该命令可以将电路描述窗口打开并将其调到前台,成为活动窗口。2.3.6 帮助菜单Help 帮助菜单Help如图2-8所示。图2-8帮助菜单(1)帮助命令(Help)。快捷键:F1显示EWB 5.12的帮助目录(Help Table of Contents),利用超级链接,用户可单击需要查看的目录项来阅读相关的帮助内容。(2)帮助主题索引(Help Index)。执行该命令显示“索引”窗口,让使用者根据关键字查找帮助主题
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