EWB仿真軟件介紹

1、第一節(jié) EWB電子電路仿真軟件簡介電子工作平臺Electronics Workbench (EWB)(現(xiàn)稱為MultiSim) 軟件是加拿大Interactive Image Technologies公司于八十年代末、九十年代初推出的電子電路仿真的虛擬電子工作臺軟件，它具有這樣一些特點：1采用直觀的圖形界面創(chuàng)立電路：在計算機屏幕上模仿真實實驗室的工作臺，繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測試儀器均可直接從屏幕上選??；2軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實物相似，可以實時顯示測量結(jié)果。3EWB軟件帶有豐富的電路元件庫，提供多種電路分析方法。4作為設計工具，它可以同其它流行的電路分析、設計和

2、制板軟件交換數(shù)據(jù)。5EWB還是一個優(yōu)秀的電子技術訓練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，仿真電路的實際運行情況，熟悉常用電子儀器測量方法。因此非常適合電子類課程的教學和實驗。這里，我們向大家介紹EWB軟件的初步知識，根本操作和分析方法，。更深入的內(nèi)容請閱讀相關書籍。第二節(jié) EWB電子電路仿真軟件界面    1EWB的主窗口    2元件庫欄    信號源庫    根本器件庫    二極管庫  &

3、#160; 模擬集成電路庫    指示器件庫    儀器庫第三節(jié) EWB的根本操作方法介紹 創(chuàng)立電路 元器件操作  元件選用：翻開元件庫欄，移動鼠標到需要的元件圖形上，按下左鍵，將元件符號拖拽到工作區(qū)。 元件的移動：用鼠標拖拽。 元件的旋轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、復制和刪除：用鼠標單擊元件符號選定，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，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)

4、值Value和模型參數(shù)Model、故障Fault等特性。 說明：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； 編號Reference ID通常由系統(tǒng)自動分配，必要時可以修改，但必須保證編號的唯一性； 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等設置。  導線的操作 主要包括：導線的連接、彎曲導線的調(diào)整、導線顏色的改變及連接點的使用。 連接：鼠標指向一元件的端點，出現(xiàn)小園點后，按下左鍵并拖拽導線到另一個元件的端點，出現(xiàn)小園點后松開鼠標左鍵。 刪除和改動：選定該導線，單擊

5、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。 說明：連接點是一個小圓點，存放在無源元件庫中，一個連接點最多可以連接來自四個方向的導線，而且連接點可以賦予標識； 向電路插入元器件，可直接將元器件拖曳放置在導線上，然后釋放即可插入電路中。 3電路圖選項的設置  Circuit/Schematic Option對話框可設置標識、編號、數(shù)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。  使

6、用儀器  電壓表和電流表      從指示器件庫中，選定電壓表或電流表，用鼠標拖拽到電路工作區(qū)中，通過旋轉(zhuǎn)操作可以改變其引出線的方向。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)。電壓表和電流表可以屢次選用。 數(shù)字多用表數(shù)字多用表的量程可以自動調(diào)整。下列圖是其圖標和面板。     其電壓、電流檔的內(nèi)阻，電阻檔的電流和分貝檔的標準電壓值都可以任意設置。從翻開的面板上選Setting 按鈕可以設置其參數(shù)。 示波器      示

7、波器為雙蹤模擬式，其圖標和面板如下列圖所示。 其中： Expand - 面板擴展按鈕； Time base - 時基控制； Trigger - 觸發(fā)控制；包括： Edge - 上下跳沿觸發(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、BA、B通道觸發(fā)按鈕；  Ext外觸發(fā)按鈕 XYposition - XY軸偏置； Y/T、B/A、A/B - 顯示方式選擇按鈕幅度/時間、B通道/A通道、A通道/B通道； AC、

8、0、DC - Y軸輸入方式按鈕AC、0、DC。 信號發(fā)生器      信號發(fā)生器可以產(chǎn)生正弦、三角波和方波信號，其圖標和面板如下列圖所示?？烧{(diào)節(jié)方波和三角波的占空比。 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度頻率特性和相位頻率特性。波特圖儀的圖標和面板如下列圖所示。 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。每對端口從左到右分別為+V端和-V端，其中IN端口的+V端和-V端分別接電路輸入端的正端和負端，OUT端口的+V端和-V端分別接電路輸出端的正端和負端。此外在使用波特圖儀時，

9、必須在電路的輸入端接入AC交流信號源，但對其信號頻率的設定并無特殊要求，頻率測量的范圍由波圖儀的參數(shù)設置決定。 其中： MagnitudePhase- 幅頻相頻特性選擇按鈕； VerticalHorizontalLog/Lin - 垂直水平坐標類型選擇按鈕對數(shù)/線性； FI- 坐標終點起點。  字信號發(fā)生器 字信號發(fā)生器實際上是一個多路邏輯信號源，它能產(chǎn)生16位同步邏輯信號，用于對數(shù)字邏輯電路進行測試。上圖是其圖標和面板。 在字信號編輯區(qū)，字信號以4位16進制數(shù)編輯和存放。EWB5.0可以存放1024條字信號，編輯區(qū)的內(nèi)容可通過滾動條

10、前后移動。用鼠標單擊可以定位和插入需編輯的位置，然后輸入16進制數(shù)碼。還可在面板下部的二進制字信號輸入?yún)^(qū)輸入二進制碼。在地址編輯區(qū)可以編輯或顯示與字信號地址有關的信號。 把鼠標指針移到左邊地址編輯區(qū)中要改變值的位置，在這可以輸入09或A、B、C、D、E、F，在二進制信號編輯區(qū)中即可顯示出輸入的十六進制數(shù)對應的二進制數(shù)。如圖1中地方的十六進制數(shù)，二進制字信號編輯區(qū)中即顯示“0000001000100011，同時在字信號地址編輯區(qū)的“Edet中顯示出該十六進制數(shù)的地址“000B。 字信號的輸出方式有三種： Step單步:每單擊一次“Step，那么字信號輸出一條，字信號編輯區(qū)中的地址下移一行，此方式

11、可用于對電路進行單步調(diào)試。 Burst單幀：每按一次“Burst，那么從首地址開始至末地址連續(xù)逐條輸出字信號。 Crcle循環(huán)：按“Crcle，那么從首地址至尾地址循環(huán)不斷的輸出。 選中某地址信號后，按“Breakpoint那么該地址被設置成中斷點。“Burst輸出時，運行至該地址輸出暫停。再單擊“Pause或按“F9恢復輸出。 字信號的觸發(fā)方式： 中選擇“Internal內(nèi)觸發(fā)方式時，字信號的輸出直接由輸出方式按鈕“Step、“Burst和“Crcle啟動。 中選擇“External(外)觸發(fā)方式時，那么需接入外觸發(fā)脈沖信號，再定義“上升沿觸發(fā)或“下降沿觸發(fā)，單擊輸出方式按鈕，待觸發(fā)脈沖到來

12、時才啟動輸出。 此外，在“數(shù)據(jù)準備好輸出端還可得到與輸出信號同步的時鐘脈沖輸出。  按下“Pattern方式按鈕彈出下列圖對話框。     其中前三個選項為去除、翻開、存盤，用于對編輯區(qū)的字信號進行相應的操作。字信號存盤后文件擴展名為“.DP。而后四個工程用于在編輯區(qū)生成按一定規(guī)律排列的字信號。  邏輯分析儀      邏輯分析儀可以同步記錄和顯示16路邏輯信號，因此，當把電路的輸入信號和輸出信號都接入邏輯分析儀的輸入端時，可以同步顯示出輸入信號和輸出信號的波形，從而可以幫助我們分析出

13、電路的邏輯功能。      單擊儀器庫圖標，翻開儀器庫，將邏輯分析儀圖標拖到工作區(qū)，再雙擊該圖標，顯示其面板如下列圖所示。面板上部為波形記錄區(qū)，左邊是16路信號輸入端，自上而下下依次排列，上面第一路是輸入信號的最低位，下面最后一路是輸入信號的最高位。在波形記錄區(qū)的兩邊各有一根讀數(shù)指針，拖曳讀數(shù)指針到適當?shù)奈恢茫勺x取波形數(shù)據(jù)。面板下方為讀數(shù)顯示和控制區(qū)。讀數(shù)顯示可讀出指針1和指針2對應的時間值，以及兩個指針所在位置的16路信號值即邏輯值，以16進制數(shù)讀出?？刂撇僮饔型Ｖ筍top、復位Reset、采樣頻率設置Clock set、水平時間

14、刻度設置和觸發(fā)模式設置triggle set。停止操作與觸發(fā)模式設置有關，不詳細介紹了。復位鈕對邏輯分析儀產(chǎn)生復位控制。在運行中，每按一下復位鈕，記錄區(qū)波形被去除，并重新開始顯示波形；在停止運行后按下復位鈕，那么消除波形記錄區(qū)的波形。采樣頻率一般默認系統(tǒng)設定值即可。調(diào)節(jié)水平時間刻度設置，可調(diào)整波形的疏密。 邏輯轉(zhuǎn)換器      邏輯轉(zhuǎn)換器是EWB軟件虛擬的儀器，它沒有實際儀器與之對應。但它能實現(xiàn)邏輯圖、邏輯式與或邏輯式或或與邏輯式和真值表三者之間的相互轉(zhuǎn)換功能，這對于邏輯電路設計和分析都是十分有用的。 單擊儀器庫圖標，翻開儀器庫，把邏

15、輯轉(zhuǎn)換器圖標拖到工作區(qū)，再雙擊該圖標，展開它的面板如下列圖所示。它有三個功能區(qū)：一個是真值表區(qū)，最多可以有8個輸入變量A-H；一個是邏輯功能轉(zhuǎn)換操作區(qū)，提供有6種轉(zhuǎn)換功能；還有一個邏輯式表達區(qū)，用于編輯和顯示邏輯式。 、元器件庫和元器件的創(chuàng)立與刪除 對于一些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自建元器件有兩種方法：一種是將多個根本元器件組合在一起，作為一個"模塊"使用，可采用下文提到的子電路生成的方法來實現(xiàn)；另一種方法是以庫中的根本元器件為模板，對它內(nèi)部參數(shù)作適當改動來得到，因而有其局限性。 假設想刪除所創(chuàng)立的庫名，可到E

16、WB的元器件庫子目錄名"Model"下，找出所需刪除的庫名，然后將它刪除。 、 子電路的生成與使用 為了使電路連接簡潔，可以將一局部常用電路定義為子電路。方法如下：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或選擇Circuit/Create Subcircuit命令，在所彈出的對話框中填入子電路名稱并根據(jù)需要單擊其中的某個命令按鈕，子電路的定義即告完成。所定義的子電路將存入自定義器件庫中。 一般情況下，生成的子電路僅在本電路中有效。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.ew

17、b文件的自定義器件庫中。以后每次啟動EWB，自定義器件庫中均自動包含該子電路供隨時調(diào)用。 、幫助功能的使用 EWB提供了豐富的幫助功能，選擇Help/Help Index命令可調(diào)用和查閱有關的幫助內(nèi)容。對于某一元器件或儀器，"選中"該對象，然后按F1鍵或單擊工具欄的幫助按鈕，即可彈出與該對象相關的內(nèi)容。建議充分利用幫助內(nèi)容。 、根本分析方法 1直流工作點的分析 直流工作點的分析是對電路進行進一步分析的根底。在分析直流工作點之前，要選定Circuit/Schematic Option中Show nodes顯示節(jié)點項，以把電路的節(jié)點號顯示在電路圖上

18、。 2交流頻率分析 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。 3瞬態(tài)分析 瞬態(tài)分析即觀察所選定的節(jié)點在整個顯示周期中每一時刻的電壓波形。在進行瞬態(tài)分析時，直流電源保持常數(shù)，交流信號源隨著時間而改變，電容和電感都是能量儲存模式元件。在對選定的節(jié)點作瞬態(tài)分析時，一般可先對該節(jié)點作直流工作點的分析，這樣直流工作點的結(jié)果就可作為瞬態(tài)分析的初始條件。 4傅里葉分析 傅里葉分析用于分析一個時域信號的直流分量、基頻分量和諧波分量。一般將電路中交流鼓勵源的頻率設定為基頻，假設在電路中有幾個

19、交流源時，可以將基頻設定在這些頻率的最小公因數(shù)上。第四節(jié) EWB電子電路仿真1用虛擬工作臺仿真電路的步驟     由于EWB增加了虛擬測量儀器、實時交互控制元件和多種受控信號源模型，除了可以給出以數(shù)值和曲線表示的SPICE分析結(jié)果外，EWB還提供了獨特的虛擬電子工作臺仿真方式，可以用虛擬儀器實時監(jiān)測顯示電路的變量值，頻響曲線和波形。仿真的步驟為：      輸入原理圖，在工作區(qū)放置元件的原理圖符號，連接導線，設置元件參數(shù)；      放置和連接測量儀器，設

20、置測量儀器參數(shù)；      啟動仿真開關，在儀器上觀察仿真結(jié)果。  2仿真實例 1. RC低通濾波器電路的仿真     在電路工作區(qū)輸入如下列圖電路。其中包含兩個正弦交流電壓源，一個為1V 2kHz, 一個為5v 60Hz，另有一個周期脈沖電壓源時鐘源，幅度5V, 頻率50Hz, 占空比50%，兩組電源用開關來切換。電路的輸入為節(jié)點8，輸出為節(jié)點3。如圖連接波特圖儀、示波器和電壓表。 (1)測試電路的頻率特性曲線  

21、   雙擊波特圖儀圖標翻開其面板，然后單擊仿真啟動開關，在波特圖儀的顯示屏幕上可以觀看電路的幅度頻率特性和相位頻率特性曲線。曲線如下兩圖所示。 幅度頻率特性     相位頻率特性(2)觀測電路的濾波效果     按空格鍵將開關連接到兩個正弦交流信號源上。雙擊連接示波器輸入的導線，將兩個通道的輸入導線設置成不同的眼色以便于波形的觀察。翻開示波器面板，啟動電路仿真開關，這時在示波器上可以看到兩個波形下列圖。輸入波形為60H正弦波與2kHz小幅度正弦波的疊加波形。輸出波形中，2kHz正弦波成分已經(jīng)根本上被濾除。 (3)觀察電路對周期脈沖序列的瞬態(tài)響應     按空格鍵將開關連接到周期脈沖信號源上。啟動電路仿真開關，這時在示波器上可以看到兩個波形下列圖。輸入波形為周期方波，輸出波形為按指數(shù)規(guī)律上升、下降的脈沖序列。改變輸入脈沖波的頻率，可以看到輸出波形的形狀發(fā)生變化。 2.共發(fā)射極單級放大電路的仿真      1電路的創(chuàng)立     電路圖如下列圖示。采取前文提到的方法連接電路、設置元器件參數(shù)并連接儀器，同時設置連接到示波器輸入端的導線為不同顏色