電子電路仿真技術(shù)(EWB實驗指導(dǎo)書)(2)

1、.目 錄第一章 EWB 概述11.1 EWB簡介11.2 EWB的主要組成11.3 EWB的根本界面21.4 EWB的根本操作81.4.1電路的輸入與運行81.4.2子電路的創(chuàng)立和使用81.4.3文件格式的變換9第二章 元器件庫及虛擬儀器112.1 元器件庫介紹及參數(shù)設(shè)置112.1.1信號源庫Sources112.1.2根本元件庫Basic122.1.3 二極管庫Diodes142.1.4 晶體管庫Transistors152.1.5 模擬集成電路庫Analog ICs152.1.6 混合集成電路庫Mixed ICs152.1.7 數(shù)字集成電路庫Digital ICs152.1.8 邏輯門電路

2、庫Logic Gates162.1.9 數(shù)字器件庫Digital162.1.10 指示部件庫Indicators162.2 虛擬儀器的功能和使用182.2.1 數(shù)字萬用表182.2.2 函數(shù)信號發(fā)生器182.2.3 示波器192.2.4 波特圖儀202.2.5 字信號發(fā)生器222.2.6 邏輯分析儀23第三章 EWB分析方法263.1 EWB仿真的根本過程263.2分析方法的參數(shù)設(shè)置263.2.1總體分析選項263.2.2直流分析選項273.2.3瞬態(tài)分析選項283.2.4器件分析選項293.2.5儀器分析選項293.3分析方法303.3.1直流工作點分析303.3.2交流頻率分析313.3.

3、3 瞬態(tài)分析313.3.4 參數(shù)掃描分析323.3.5溫度掃描分析333.3.6傅立葉分析343.3.7直流和交流靈敏度分析35第四章 EWB應(yīng)用實例364.1 模擬電路的分析設(shè)計364.1.1 共射極單級放大器的設(shè)計分析364.2 數(shù)字電路的分析設(shè)計384.2.1 譯碼器分析384.2.2 順序脈沖發(fā)生器39附錄：41實驗一 直流電路中的功率傳遞41實驗二 串聯(lián)交流電路的阻抗44實驗三 場效應(yīng)管放大電路46實驗四 共射-共集放大電路47實驗五 差動放大電路49實驗六 負反響放大電路51實驗七 低頻功率放大電路設(shè)計53實驗八 數(shù)字電路根本實驗55實驗九 數(shù)字電路綜合實驗-數(shù)字鐘設(shè)計57 ;第一

4、章 EWB 概述1.1 EWB簡介EWB是一種電子電路計算機仿真設(shè)計軟件，被稱為電子設(shè)計工作平臺或虛擬電子實驗室，英文全稱Electronic Workbench。EWB是加拿大Interactive Image Technologies Ltd.公司于1988年開發(fā)；它以SPICE3F5為軟件的核心，增強了其在數(shù)字及模擬混合信號方面的仿真功能；SPICE3F5是SPICE的最新版本。EWB建立在SPICE的根底上，具有以下的特點。1. EWB具有集成化、一體化的設(shè)計環(huán)境EWB具有全面集成化的設(shè)計環(huán)境，在設(shè)計環(huán)境中可以完成原理圖輸入、數(shù)?；旌戏抡嬉约安ㄐ物@示等工作。當(dāng)用戶進展仿真時，波形圖和原

5、理圖同時有效可見，當(dāng)改變電路連接或元件參數(shù)時，顯示的波形立即反映出相應(yīng)的變化，即可以清楚地觀察到詳細電路元件參數(shù)的改變對電路性能的影響。2. EWB具有專業(yè)的原理圖輸入工具 EWB提供了友好的操作界面，用戶可以輕松的完成原理圖的輸入。單擊鼠標(biāo)，可以方便的完成元件的選擇；拖動鼠標(biāo)，就可以將元件放到原理圖上。EWB具有自動排列連線的功能，同時也允許用戶調(diào)整電路連線和元件的位置。3. EWB具有真實的仿真平臺 EWB提供了齊全的虛擬電子設(shè)備，包括示波器、函數(shù)發(fā)生器、萬用表、頻譜儀、和邏輯分析儀等。操作這些設(shè)備如同操作真實設(shè)備一樣，非常容易。4. EWB具有強大的分析工具 EWB提供了14種分析工具，

6、利用這些工具，用戶可以理解電路的工作狀態(tài)，測量電路的穩(wěn)定性和靈敏度。5. EWB具有完好、準(zhǔn)確的元件模型元件及其模型在任何分析和設(shè)計中都是相當(dāng)重要的。EWB提供了相當(dāng)廣泛的元器件，共有8000多個器件模型；而且在設(shè)計過程中，用戶可以根據(jù)需要自己添加新的元器件。1.2 EWB的主要組成EWB系統(tǒng)的組成如同一個實際的電子實驗室，主要由以下幾個部分組成：元器件欄、電路工作區(qū)、仿真電源開關(guān)、電路描繪區(qū)等。其標(biāo)準(zhǔn)工作界面如圖1-1所示。元器件欄中用于存放各種元器件和測試儀器，用戶可以根據(jù)需要調(diào)用其中的元器件和測試儀器。元器件欄中的各種元器件按類別存放在不同的庫中，如二極管庫、晶體管庫、模擬集成電路庫等。

7、測試儀器與實際的儀器具有一樣的面板和調(diào)節(jié)旋鈕，使用方便。電路工作區(qū)是工作界面的中心區(qū)域，它就象實驗室的工作平臺，可以將元器件欄中的各種元器件和測試儀器移到工作區(qū)，在工作區(qū)中搭接設(shè)計電路。連接并接好測試儀器后，單擊仿真電源開關(guān)，就可以對電路進展仿真測試。翻開測試儀器，可以觀察測試結(jié)果；再次單擊仿真電源開關(guān)，可以停頓對電路的仿真測試。電路描述區(qū)元器件欄仿真電源開關(guān) 電路工 作區(qū)圖 1-1 EWB的主要組成部分電路描繪區(qū)是EWB系統(tǒng)給用戶提供的一個文字區(qū)域，用戶可以在電路描繪區(qū)對電路的功能及仿真結(jié)果進展說明。1.3 EWB的根本界面EWB與其他的應(yīng)用程序一樣有一個根本界面，有標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、

8、元器件欄、仿真開關(guān)、暫停/恢復(fù)開關(guān)、電路工作區(qū)、狀態(tài)欄及滾動條組成。下面介紹其中主要欄目。1. 菜單欄菜單欄中有六個菜單項，分別是：File、Edit、Circuit、Analysis、Window、Help。每個菜單項的下拉菜單中都包含假設(shè)干條命令。（1） File菜單文件菜單項如圖1-2所示，其中的大部分菜單項功能與一般的WINDOWS應(yīng)用程序一樣如New,Open,Save,Save As,Print,Print Setup,Exit此處不在說明。 恢復(fù)存盤命令File/Revert to saved 此命令的功能是將當(dāng)前的電路恢復(fù)到最后一次存盤時的形式，執(zhí)行此命令以后當(dāng)前對此電路所做的

9、全部修改被取消。 輸入文件命令File/Import用于裝入SPICE*.CIR描繪的電路文件，實現(xiàn)對多種電路的仿真。 輸出文件命令File/Export此命令用于將當(dāng)前的電路以指定的格式輸出。 安裝命令File/Install用于安裝EWB系統(tǒng)的附加應(yīng)用程序。圖 1-2 EWB文件菜單（2） Edit菜單 Edit菜單如圖1-3所示，它所包含的命令有: Cut,Copy, Paste,Delete,Select All,Copy AsBitmap,Show Clipboard. 功能與一般的WINDOWS應(yīng)用程序一樣,此處不再詳細說明。圖 1-3 EWB編輯菜單3Circuit電路菜單電路菜

10、單項如圖1-4所示，可以實現(xiàn)對元件的位置、屬性的設(shè)置，子電路的生成，電路圖大小的縮放，電路圖屬性的設(shè)置，分析方法的選擇。圖 1-4 EWB電路菜單旋轉(zhuǎn)Rotate、程度翻轉(zhuǎn)Flip Horizontal、垂直翻轉(zhuǎn)Flip Vertical命令單擊需要調(diào)整位置的元件，然后選擇所需的命令既可實現(xiàn)對所選元件的90度逆時針旋轉(zhuǎn)、程度翻轉(zhuǎn)或垂直翻轉(zhuǎn)。元件屬性命令Component Properties每個元件都有各自的屬性。根據(jù)仿真的要求，屬性可以修改。選擇的元件不同，其屬性的多少及內(nèi)容也就不同。選中某個元件后，單擊此菜單項，出現(xiàn)該元件屬性的對話框如圖1-5所示。圖 1-5 元件屬性對話框標(biāo)號Label

11、設(shè)置用來對電路中的元件標(biāo)號進展設(shè)置；模型Model設(shè)置用來對元件模型或元件的參數(shù)進展設(shè)置；故障Fault設(shè)置用來設(shè)置元件的兩個引腳之間的故障，用來仿真實際元件和電路中出現(xiàn)的故障；顯示Display設(shè)置用來選擇元件的標(biāo)號、模型是否顯示在電路圖中；分析Analysis Setup設(shè)置用來在分析電路的過程中，對元件特殊參數(shù)的設(shè)置，并不是所有的元件都有分析設(shè)置。創(chuàng)立子電路命令Create Subcircuit子電路是指用戶建立的一種單元電路。可以將子電路存放在用戶的器件庫中，在需要時調(diào)用，供電路設(shè)計和仿真時使用。該命令用于子電路的創(chuàng)立。放大Zoom In縮小Zoom Out命令可以對電路進展放大或縮小

12、顯示。電路選項命令Schematic Option用于對電路的顯示方式進展設(shè)置。單擊此菜單項，即彈出如圖1-6所示對話框。對話框中有三個選項卡；Grid柵格、Show/Hide顯示/隱藏和Fonts字型。在柵格選項卡中可以設(shè)置在電路窗口顯示或隱藏點狀柵格。在顯示/隱藏選項卡可以設(shè)置顯示或不顯示某些內(nèi)容如圖1-6所示。在字型選項卡中可以設(shè)置元件的標(biāo)號、標(biāo)稱值的字體和字號。圖 1-6 電路選項對話框 限制命令Restrictions利用限制命令，可以對元件和電路分析提出限制條件；其對話框如圖1-7所示。其中General一般性限制包括電路口令和電路只讀屬性的限制；Components元件限制包括隱

13、藏故障、鎖定子電路和隱藏元件參數(shù)值的選項；Analysis分析限制用于對電路進展各種分析的方法的限定性選擇。圖 1-7 限制命令對話框（4） Analysis分析菜單圖 1-8 EWB的分析菜單分析菜單項如圖1-8所示，這些命令可以分為四大類：啟動、停頓仿真命令，分析選項命令，各類分析命令，顯示圖表命令。 激活/停頓命令A(yù)ctivate/Stop在電路工作區(qū)連接電路以后，可以利用激活命令開場仿真實驗，或利用停頓命令停頓仿真實驗。 暫停或恢復(fù)命令Pause或Resume利用此命令可以暫停正在仿真的實驗，單擊恢復(fù)命令，可以繼續(xù)進展電路的仿真實驗。圖 1-9 分析選項窗口 分析選項命令A(yù)nalysi

14、s Options分析選項窗口如圖1-9所示，可以設(shè)置各種分析的參數(shù)，以滿足實際電路的仿真要求。 14種分析工具EWB提供了14種分析工具，其中包括6種根本分析工具：直流分析、交流頻率分析、暫態(tài)分析、傅里葉分析、噪聲分析、和失真分析；4種掃描分析工具：參數(shù)掃描分析、溫度掃描分析、直流和交流靈敏度分析；2種高級分析工具：極點零點分析和傳輸函數(shù)分析；兩種統(tǒng)計分析工具：最壞情況分析和蒙特卡羅分析。關(guān)于這些工具的使用將在后續(xù)章節(jié)介紹。 顯示圖表Display Graphs顯示圖表命令是該軟件提供給用戶的一種便利的工具。在完成電路的仿真實驗后，單擊此命令，會彈出分析圖表窗口，窗口中顯示分析結(jié)果的參數(shù)或分

15、析結(jié)果的圖形。（5） Window窗口和Help幫助菜單此二個菜單的功能與一般的WINDOWS應(yīng)用程序功能相似此處不再說明。2. 工具欄工具欄如圖1-10所示。工具欄從左至右的圖標(biāo)命令為：新建文件、翻開文件、保存文件、打印文件，剪切、復(fù)制、粘貼，旋轉(zhuǎn)、程度翻轉(zhuǎn)、垂直翻轉(zhuǎn)，創(chuàng)立子電路，顯示圖表，元件屬性，縮小、放大，縮小或放大的比例，幫助。圖 1-10 工具欄及元器件欄 3.元器件欄 元器件欄如圖1-10所示。單擊其中不同的圖標(biāo)可以翻開不同的元器件庫。從元器件庫中調(diào)用器件的方法是：首先單擊元器件庫圖標(biāo)，在庫中選擇所需的元件，將其拖至工作區(qū)即可。EWB提供的元器件庫，從左至右分別是：用戶器件庫、各

16、類電源庫、根本器件庫、二極管庫、晶體管庫、模擬集成電路庫、數(shù)摸混合電路庫、數(shù)字集成電路庫、數(shù)字模塊庫、各類指示器庫、控制器單元庫、其他元件庫和儀器庫。1.4 EWB的根本操作1.4.1電路的輸入與運行電路實驗的輸入與運行包括以下幾個步驟：放置元器件、對元件進展賦值、設(shè)置元件標(biāo)號、調(diào)整元件在電路工作區(qū)的位置和方向、連接電路、放置并連接測試儀器、運行電路開場仿真分析。利用儀器觀察窗口或顯示圖表觀察仿真結(jié)果。1. 放置元器件 單擊元器件庫，在庫中選擇所需的元件，用鼠標(biāo)拖至工作區(qū)。2. 對元件進展賦值 用鼠標(biāo)雙擊元件，或選中元件后單擊元件屬性圖標(biāo)，出現(xiàn)該元件的屬性對話框，在對話框中可以對元件進展賦值和

17、設(shè)置標(biāo)號等操作。3. 調(diào)整元件在電路工作區(qū)的位置和方向 用鼠標(biāo)拖動元件，調(diào)整元件在工作區(qū)中的位置；選中元件后單擊旋轉(zhuǎn)、程度翻轉(zhuǎn)、垂直翻轉(zhuǎn)圖標(biāo)可以調(diào)整元件的方向。4. 連接電路將光標(biāo)指向一個元件的連接點時，在連接點處會出現(xiàn)一個小黑點，按住鼠標(biāo)左鍵，挪動鼠標(biāo)，使光標(biāo)指向另一個元件的連接點，在該連接點處會出現(xiàn)另一個小黑點，放開鼠標(biāo)，這兩個元件對應(yīng)的連接點就會連接在一起。當(dāng)鼠標(biāo)指向連線時，按住鼠標(biāo)左鍵，挪動鼠標(biāo)，可以調(diào)整連線的位置。當(dāng)鼠標(biāo)指向連線的一個端點，出現(xiàn)一個小黑點時，按住按住鼠標(biāo)左鍵，挪動鼠標(biāo)，可以刪除該連接線。5. 放置并連接測試儀器單擊儀器庫，在庫中選擇所需的儀器，用鼠標(biāo)拖至工作區(qū)。將儀器

18、與測試點相連。6. 運行電路開場仿真單擊仿真電源開關(guān)，電路開場運行。7. 觀察仿真結(jié)果雙擊儀器可以翻開儀器的窗口，可以觀察實驗結(jié)果；或單擊顯示圖表命令，可以觀察到電路的測試數(shù)據(jù)或測試波形。1.4.2子電路的創(chuàng)立和使用子電路是指用戶建立的一種單元電路?？梢詫⒆与娐反娣旁谟脩舻钠骷熘校谛枰獣r調(diào)用，供電路設(shè)計和仿真時使用。子電路的創(chuàng)立和使用主要有以下幾個步驟：根據(jù)設(shè)計要求進展子電路的輸入，子電路內(nèi)容的選擇，子電路的創(chuàng)立，子電路的調(diào)用，和子電路的修改等。1. 子電路的輸入根據(jù)需要將要作為子電路的電路輸入到工作區(qū)；在此根底上再設(shè)置一些連接點，將輸入、輸出端口與這些連接點相連。2. 選擇子電路的內(nèi)容按

19、住鼠標(biāo)左鍵，拖動鼠標(biāo)，選定創(chuàng)立子電路的內(nèi)容，系統(tǒng)默認選擇的電路部分為紅色，沒有被選擇的電路部分為黑色。3. 創(chuàng)立子電路單擊電路菜單中的創(chuàng)立子電路命令Circuit/Create Subcircuit或單擊創(chuàng)立子電路圖標(biāo)，出現(xiàn)Subcircuit對話框如圖1-11所示；在Subcircuit對話框中輸入子電路名稱，單擊對話框中“Copy from circuit按鈕，被選擇的電路就被賦復(fù)制到用戶的器件庫中；同時EWB將自動翻開子電路窗口。圖 1-11 子電路對話框4. 子電路的調(diào)用 單擊元器件欄的最左側(cè)的用戶器件庫圖標(biāo)，按住鼠標(biāo)左鍵，將其拖至工作區(qū)，會出現(xiàn)ChooseSUB選擇子電路窗口，選擇所

20、需的子電路名，單擊Accept按鈕，子電路將作為一個電路模塊出如今工作區(qū)。1.4.3文件格式的變換為了方便使用，EWB軟件除了可以對*.EWB文件進展編輯和仿真外，還允許接收其他文件格式描繪的電路，或者將電路保存為其他文件格式輸出。當(dāng)執(zhí)行File/Import輸入文件命令是，根據(jù)對話框的提示，EWB允許裝入SPICE*.CIR描繪的電路文件，調(diào)入該文件后，EWB將其轉(zhuǎn)換為原理圖形式，格式轉(zhuǎn)換后，可以對該電路進展各種仿真操作。當(dāng)執(zhí)行File/Export輸出文件命令時，可以將連接及仿真正確的電路以其他文件格式輸出，供第三方電路軟件使用。可以供選擇的電路輸出格式有：后綴為*.CIR，供SPICE軟

21、件使用；后綴為*.NET，供ORCAD軟件、TANGO軟件、RPROTEL軟件使用；后綴為*.SCR，供EAGLE軟件使用；后綴為* P，供LAYOL軟件使用；后綴為*.PLC，供ULTIMATE軟件使用。第二章 元器件庫及虛擬儀器2.1 元器件庫介紹及參數(shù)設(shè)置 EWB為用戶提供了大量的元器件，這些元器件各自存放在不同的庫中。本小節(jié)主要介紹元器件圖標(biāo)，理解并熟悉元器件庫中的部分常用元器件的參數(shù)定義、名稱、量綱、缺省值設(shè)置范圍、使用方法等。2.1.1信號源庫SourcesEWB的信號源庫提供了全部的獨立電源和受控源。其圖標(biāo)如圖2-1所示。第一排從左至右分別是：接地、電池、直流電流源、交流電壓源、

22、交流電流源、電壓控制電壓源、電壓控制電流源、電流控制電壓源、電流控制電壓源、Vcc電壓源、Vdd電壓源、時鐘源。第二排從左至右分別是：調(diào)幅源、調(diào)頻源、壓控正弦波、壓控三角波、壓控方波、受控單脈沖、分段線性源、壓控分段線性源、頻移鍵控源、多項式源、非線性相關(guān)源。圖 2-1 信號源庫接下來介紹以下常用的信號源的使用，其參數(shù)定義、名稱、量綱等見表2-1。1. 地Ground地是電路中各個節(jié)點的相對參考點?！暗卦峁┝诉@種參考，并非所有的電路都必須接地，但使用運算放大器、變壓器、各種控制源、示波器、函數(shù)發(fā)生器、波特圖儀時必須接地；含模擬和數(shù)字元件的電路也必須接地。2. 電池Battery電池是內(nèi)阻為

23、零的理想電壓源。3. 直流電流源DC Current Source直流電流源是內(nèi)阻為無窮大的理想電流源。4. 交流電壓源AC Voltage Source使用交流電壓源時，電壓設(shè)置值為正弦波電壓的有效值。假設(shè)電壓u設(shè)置為100V，頻率設(shè)置為1000Hz，相位設(shè)置為45度，那么寫成表達式為：u=100 * 1.414sin21000t + 450V。5. 交流電流源AC Current Source交流電流源的參數(shù)與交流電壓源一樣，僅量綱不同而已。6.壓控電壓源Voltage-Controlled Voltage Source 電壓增益E表示輸入端電壓對輸出端電壓的控制因子，即E=VO/VI。7

24、.壓控電流源Voltage-Controlled Current Source互導(dǎo)增益G表示輸入端電壓對輸出端電流的控制因子，即G=IO/VI。8.電流控制電壓源Current-Controlled Voltage Source互阻增益H表示輸入端電流對輸出端電壓的控制因子，即H=VO/II。9. 電流控制電流源Current-Controlled Current Source電流增益F表示輸入端電流對輸出端電流的控制因子，即F=IO/II。10.“VCC直流電源直流電源的簡化符號，表示對地有+5V的電壓，是TTL電路的缺省供電電壓，并表示邏輯高電平。11.“VDD 直流電源直流電源的簡化符號

25、，表示對地有+5V的電壓，是CMOS電路的缺省供電電壓，并表示邏輯高電平。12.時鐘源Clock時鐘源是指幅度、頻率、占空比均可調(diào)的方波發(fā)生器。表 2-1 信號源表元器件名稱參數(shù)默認設(shè)置值設(shè)置范圍電池電壓 V12VV kV直流電壓源電流 I1AA kA交流電壓源電壓 V頻率相位120V60HZ0V kVHz MHzDEG交流電流源電流 I頻率相位1A1HZ0A kAHz MHzDEG壓控電壓源電壓增益 E1V/VmV/V kV/V壓控電流源互導(dǎo) G1mSmS kS電流控制電壓源互阻 H1mk電流控制電流源電流增益 F1A/AmA/A kA/A時鐘源頻率 F占空比 D電壓 V1000HZ50%5

26、VHz MHz0% 100%mV kV 假設(shè)要對元器件的參數(shù)進展設(shè)置，只要將工作區(qū)中的元件用鼠標(biāo)雙擊，系統(tǒng)會彈出元件屬性窗口，然后即可對元器件的參數(shù)進展設(shè)置。2.1.2根本元件庫Basic根本元件庫圖標(biāo)如圖2-2所示。第一排從左至右分別是：連接點、電阻、電容、電感、線性變壓器、繼電器、開關(guān)、延遲開關(guān)、壓控開關(guān)、電流控制開關(guān)、上拉電阻。第二排從左至右分別是：電位器、排電阻、電壓控制模擬開關(guān)、極性電容、可調(diào)電容、可調(diào)電感、無芯線圈、磁芯、非線性變壓器。根本元件庫中部分元件的參數(shù)說明見表2-2。圖2-2 基本元件庫 表2-2 根本元件庫元器件名稱參數(shù)默認設(shè)置值設(shè)置范圍電阻R1M電容C1pF F電感L

27、1H H線性變壓器匝數(shù)比漏感磁感初級繞組電阻次級繞組電阻20.001H5 H1E-61E-6開關(guān)鍵Space上拉電阻電阻R上拉電壓V1K5VV kV電位器鍵電阻R比例設(shè)置增量R1k50%5%A Z, 0-9M0% 100%0% 100%排電阻電阻R1kM極性電容C1FpF F可調(diào)電容鍵電容比例設(shè)置增量C10F50%5%A Z, 0-9pF F0% 100%0% 100%可調(diào)電感鍵電容比例設(shè)置增量L10mH50%5%A Z, 0-9H H0% 100%0% 100%部分元件使用說明：1. 開關(guān)該元件為單刀雙擲開關(guān)。通過計算機鍵盤可以控制它的通斷狀態(tài)。使用時，先用鼠標(biāo)從庫中將該元件拖至工作區(qū)，雙擊

28、元件，在對話框“Key欄中鍵入字母作為該元件的代號。缺省設(shè)置：Space空格鍵。當(dāng)要改變開關(guān)的通斷狀態(tài)時，敲擊該元件的代號字母即可。2. 電位器在該元件的屬性對話框的“ResistanceR選項欄中，可以設(shè)置兩個固定端子之間的阻值?！癝etting 選項表示滑動點左側(cè)電阻占總阻值的百分比。“Key 選項用于設(shè)置控制鍵字母?！癐ncrement表示每按一次設(shè)置的字母鍵，滑動點左側(cè)的電阻減少量占總值的百分比。當(dāng)按一次“Shift + 設(shè)定的控制字母時，左側(cè)的電阻值增加一定的百分比。3. 可調(diào)電容、可調(diào)電感此兩種元件的使用方法與電位器一樣。4. 排電阻排電阻指8個并列的電阻封裝在一個殼內(nèi)，具有一樣的

29、阻值。2.1.3 二極管庫Diodes二極管的圖標(biāo)如圖2-3所示；從左至右分別是：普通二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、橋式全波整流器、肖特基二極管、可控硅整流器、雙向可控硅、三端雙向可控硅。圖2-3 二極管庫元件的參數(shù)及缺省設(shè)置如表2-3所示。表2-3 二極管庫元器件名稱缺省設(shè)置值設(shè)置、選擇范圍普通二極管理想狀態(tài)General, Motorola, National, Zetex, Philips穩(wěn)壓二極管理想狀態(tài)General, Motorola, Philips發(fā)光二極管理想狀態(tài)橋式全波整流器理想狀態(tài)General, Motorola, Philips ,Zetex,肖特基二極管理想狀態(tài)E

30、cg可控硅整流器理想狀態(tài)2Nxx, BTxx, Cxx, MCRxx, Sxx雙向可控硅理想狀態(tài)Ecg, Motorola三端雙向可控硅理想狀態(tài)2Nxx, MACxx, BTxx2.1.4 晶體管庫Transistors 在晶體管庫中包含了雙極性晶體管、結(jié)型場效應(yīng)管、絕緣柵場效應(yīng)管等，其符號、特性等在課程中已經(jīng)作了詳細介紹，這里不再表達。晶體管的缺省值及設(shè)置范圍和二極管類似。2.1.5 模擬集成電路庫Analog ICs在模擬集成電路庫中共包含了3類器件：集成運算放大器、電壓比較器和鎖相環(huán)電路；其中集成運算放大器有四種類型：三端運放、五端運放、七端運放和九端運放。這四種運放的區(qū)別是：三端運放只

31、有三個端子：同相輸入端、反相輸入端、輸出端；五端運放比三端運放增加了正電源和負電源兩個端子；七端運放和九端運放比五端運放分別增加了兩個、四個調(diào)整端子。2.1.6 混合集成電路庫Mixed ICs圖 2-4 混合集成電路庫該元件庫共包含5大類器件，其圖標(biāo)見圖2-4；從左至右分別是：A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器電流型、D/A轉(zhuǎn)換器電壓型、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、555定時器。2.1.7 數(shù)字集成電路庫Digital ICs數(shù)字集成電路庫包含了74系列和CMOS構(gòu)造的4xxx系列元件，其缺省值設(shè)置及選擇范圍見表2-4。表 2-4 數(shù)字集成電路庫元器件名稱缺省值設(shè)置、選擇范圍74xxx理想7400 7493741

32、xx理想74107 - 74199742xx理想74238 - 74298743xx理想74350 - 74395744xx理想74445 - 744664xxx理想4000 - 45562.1.8 邏輯門電路庫Logic Gates該庫包含了根本邏輯門電路，其圖標(biāo)如圖2-5所示。其中第一排圖標(biāo)所示為根本邏輯門電路，每個門電路的輸入端可通過元件屬性對話框設(shè)置為2 8個。第二排圖標(biāo)所示為集成邏輯門電路，選中某一個電路后可以在其彈出對話框中選擇詳細的集成電路型號。圖 2-5 邏輯門電路庫2.1.9 數(shù)字器件庫Digital數(shù)字器件庫的圖標(biāo)如圖2-6所示。其中第一排圖標(biāo)為半加器、全加器和根本觸發(fā)器。

33、第二排圖標(biāo)為集成的多路選擇器、多路分配器、編碼器、運算電路、計數(shù)器、移位存放器和觸發(fā)器，選中某一個電路后可以在其彈出對話框中選擇詳細的集成電路型號。圖 2-6 數(shù)字器件庫2.1.10 指示部件庫Indicators指示部件庫的圖標(biāo)如圖2-7所示。從左至右分別是：電壓表、電流表、燈泡、彩色指示器、數(shù)碼顯示器、帶譯碼數(shù)碼顯示器、蜂鳴器、條形光柱 、帶譯碼條形光柱。部件的參數(shù)設(shè)置如表2-5所示。圖 2-7 指示部件庫部分元件使用說明：1. 電壓表 多個電壓表可以同時使用；可以測量交、直流電壓由元件屬性對話框設(shè)置；電壓表有暗線端為負極端子。2. 電流表 多個電流表可以同時使用；可以測量交、直流電流由元

34、件屬性對話框設(shè)置；電流表有暗線端為負極端子。3. 彩色指示器 彩色指示器相當(dāng)于一個發(fā)光二極管，僅有一個端子。它連接到電路中的某點時，當(dāng)該點的電平到達高電平時便發(fā)光指示。該器件可以用來顯示數(shù)字電路中某一點電平的狀態(tài)。4. 數(shù)碼顯示器、帶譯碼數(shù)碼顯示器 數(shù)碼顯示器就是七段LED數(shù)碼顯示器；帶譯碼數(shù)碼顯示器僅有4個輸入端，可以將4位編碼對應(yīng)的十六進制的0F予以顯示。5. 蜂鳴器 該器件相當(dāng)于一個壓電陶瓷片晶體。當(dāng)兩端電壓超過設(shè)置電壓是，計算機內(nèi)的揚聲器會發(fā)出聲響。6. 條形光柱、帶譯碼條形光柱條形光柱由十個LED發(fā)光管同向并排排列構(gòu)成。通過電壓比較器來檢測輸入電壓的上下，可以把檢測的結(jié)果送到光柱中某

35、一個LED以顯示電壓的上下。部件左側(cè)為陽極，右側(cè)為陰極。正向電壓降可由元件屬性對話框設(shè)置。帶譯碼條形光柱相當(dāng)于10個LED串聯(lián)，假設(shè)美意個點亮電壓為1V，當(dāng)接入電壓為5V時，僅下面5個LED發(fā)光。點亮每一個LED的電壓值從最低段到最高段：Von = VL +VH-VL*n-1/ 9 ，其中n 為點亮LED的數(shù)量。VH、VL可由元件屬性對話框設(shè)置。表2-5 指示部件庫元件名稱缺省設(shè)置設(shè)置、選擇范圍電壓表內(nèi)阻：1M形式：DC1 999.99T交流、直流電流表內(nèi)阻：1n形式：DC1p 999.99交流、直流燈泡PMAX=10WVMAX=12VW kWV - kV彩色指示器紅色紅色、蘭色、綠色蜂鳴器頻

36、率：200 HZ電壓：9 V電流：0.05 A條形光柱正向電壓VF：2VVF處電流IF：0.03A正向電流ION：0.01A帶譯碼條形光柱最低段最小導(dǎo)通電壓VL：1V最高段最小導(dǎo)通電壓VH：10V在EWB系統(tǒng)中還有兩個元件庫：控制部件庫和其他器件庫；因為在電子線路中較少用到，故不作介紹。另外，在使用以上所介紹的元器件時，假設(shè)對元器件的功能不清楚可以使用系統(tǒng)幫助，方法為：選中元器件，然后單擊幫助按鈕即可。2.2 虛擬儀器的功能和使用EWB的儀器庫中有數(shù)字萬用表、函數(shù)發(fā)生器、示波器、波特圖儀、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀共七種儀器。使用時用鼠標(biāo)點擊儀器庫圖標(biāo)，便可彈出儀器庫，然后用鼠標(biāo)拖其

37、中某一個儀器的圖標(biāo)即可，對此圖標(biāo)雙擊就可以得到該儀器的面板。僅允許圖標(biāo)中的端子與電路連接。2.2.1 數(shù)字萬用表數(shù)字萬用表的圖標(biāo)和面板如圖2-8所示。它能自動調(diào)整量程，完成交直流電壓、電流和電阻的測量，也可以分貝dB形式顯示電壓和電流。測量時必須使工作態(tài)“啟動/停頓開關(guān)處于“啟動狀態(tài)。點擊數(shù)字萬用外表板中的“Settings按鈕，就會彈出一個對話框，從中可以對萬用表內(nèi)部的參數(shù)進展設(shè)置。“Ammeter resistance 用于設(shè)置與電流表串聯(lián)的內(nèi)阻，其大小影響電流的測量精度?！癡olmeter resistance 用于設(shè)置與電壓表并聯(lián)的內(nèi)阻，其大小影響電壓的測量精度?！癘hmmeter c

38、urrent 用歐姆表測量時，流過歐姆表的電流?！癉ecibel standard 用于設(shè)置分貝標(biāo)準(zhǔn)。分貝標(biāo)準(zhǔn)是指設(shè)置0 dB的標(biāo)準(zhǔn)，假設(shè)把1V電壓設(shè)為0 dB的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)測量電壓為10V，顯示為20dB。圖 2-8 數(shù)字萬用表的圖標(biāo)、面板和設(shè)置對話框2.2.2 函數(shù)信號發(fā)生器函數(shù)信號發(fā)生器圖標(biāo)和面板如圖2-9所示；函數(shù)信號發(fā)生器可以產(chǎn)生0.1 999MHz的3種信號。信號的幅度可以在mV kV 之間設(shè)置。對三角波和方波可以設(shè)置其占空比大小，設(shè)定范圍為：0.1 99%。偏置電壓設(shè)置offset是指把正弦波、三角波、方波疊加在設(shè)置的偏置電壓上輸出。在仿真過程中要改變輸出波形、大小、占空比、或偏置電

39、壓時，必須暫時關(guān)閉電子工作平臺的電源開關(guān)。在對上述內(nèi)容改變后，重新啟動一次“啟動/停頓開關(guān)，函數(shù)信號發(fā)生器才能按新設(shè)置的數(shù)據(jù)輸出信號波形。圖 2-9 函數(shù)信號發(fā)生器的圖標(biāo)和面板2.2.3 示波器示波器的圖標(biāo)和面板如圖2-10所示。其功能和操作方法和一般實驗室所使用的示波器類似。共有4個輸入端子：下放兩個為信號輸入端子，右上方為接地端子，右下方為觸發(fā)信號輸入端子。接下來介紹以下不同于普通示波器的一些特點。圖 2-10 示波器的圖標(biāo)和面板1. 波形參數(shù)的測量在擴展的示波器面板要擴展示波器面板可以單擊面板上方的“Expand按鈕的屏幕上有兩條可以左右挪動的讀數(shù)指針。指針上方有三角形標(biāo)志。通過鼠標(biāo)可以

40、拖動讀數(shù)指針左右挪動，見圖2-11。圖 2-11 波形參數(shù)的測量在屏幕下方有三個測量數(shù)據(jù)顯示區(qū)。左側(cè)數(shù)據(jù)區(qū)表示1號讀數(shù)指針?biāo)感盘柕臄?shù)據(jù)。T1表示1號讀數(shù)指針分開屏幕最左側(cè)所對應(yīng)的時間，時間單位取決于“Time base 設(shè)置的時間單位；VA1、VB1分別表示通道A、B的信號幅度值，其值為電路中測量點的實際值，與“放大、衰減開關(guān)設(shè)置值無關(guān)。中間數(shù)據(jù)區(qū)表示2號讀數(shù)指針?biāo)感盘柕臄?shù)據(jù)。右側(cè)數(shù)據(jù)區(qū)表示兩個讀數(shù)指針?biāo)感盘柕牟钪怠榱藴y量方便準(zhǔn)確，點擊“Pause使波形凍結(jié)，然后再測量更好。2. 信號波形顯示顏色的設(shè)置只要將A、B通道連接的導(dǎo)線的顏色進展設(shè)置，顯示波形的顏色便與導(dǎo)線的顏色一樣。方法是：

41、雙擊連接的導(dǎo)線，在彈出的對話框中對導(dǎo)線的顏色進展設(shè)置。3. 展開的面板縮小單擊展開面板右下方的“Reduce按鈕即可將展開的面板縮小。4. 改變屏幕背景顏色單擊展開面板右下方的“Reverse按鈕，即可改變屏幕背景顏色。 2.2.4 波特圖儀波特圖儀是用來測量和顯示一個電路、系統(tǒng)或放大器頻率特性的一種儀器，類似于實驗室的頻率特性測試儀掃頻儀，圖2-12 所示是波特圖儀的圖標(biāo)和面板。圖 2-12 波特圖儀的圖標(biāo)和面板1. 波特圖儀與電路的連接從上圖可以看到，波特圖儀有輸入端口“In V+ 左端子、V-右端子，輸出端口Out V+ 左端子、V-右端子。輸入端口的V+ 左端子、V-右端子分別連接到電

42、路輸入端口的正端和負端，輸出端口V+ 左端子、V-右端子分別連接到電路輸出端口的正端和負端。由于波特圖儀本身沒有信號源，所以在使用波特圖儀時，必須在電路的輸入端口接入交流信號源或函數(shù)信號發(fā)生器。2. 波特圖儀面板參數(shù)設(shè)置圖 2-13 波特圖儀面板參數(shù)設(shè)置結(jié)合圖2-13說明有關(guān)參數(shù)的設(shè)置。通過參數(shù)設(shè)置面板第一欄的“Magnitude和“Phase按鈕可以分別顯示系統(tǒng)的幅頻和相頻特性。當(dāng)特性曲線顯示時，X軸坐標(biāo)“Horizontal表示測量信號的頻率，可以用“Log和“Lin按鈕確定是對數(shù)坐標(biāo)還是線性坐標(biāo)，通過對波特圖儀面板中“Horizontal字符下方的頻率設(shè)置對話框來設(shè)置波特圖儀頻率的初始值

43、IInitial和最終值FFinal?！癡ertical表示Y軸顯示類型。測量幅頻特性時，假設(shè)單擊“Log按鈕，Y軸的刻度單位是分貝；當(dāng)單擊“Lin按鈕，Y軸的刻度是線性刻度。假設(shè)測量相頻特性是，Y軸表示相位，單位是度，為線性刻度。3. 讀數(shù)測量 利用鼠標(biāo)拖動讀數(shù)指針或單擊讀數(shù)指針挪動按鈕，可測量某個頻率點的幅度或相位，其讀數(shù)顯示在面板的右下方。4. 對波特圖儀的設(shè)置選擇“Analysis菜單命令，翻開“Analysis options對話框，再翻開該對話框的“Instruments卡可以對波特圖儀進展設(shè)置?！癙oints per cycle每個周期顯示的點數(shù)設(shè)置的大時可以進步讀書精度，但將增

44、加運行時間。2.2.5 字信號發(fā)生器字信號發(fā)生器是一個能產(chǎn)生16位同步邏輯信號的儀器，可以用來對數(shù)字邏輯電路進展測試，又稱數(shù)字邏輯信號源，字信號發(fā)生器圖標(biāo)和面板如圖2-14所示。圖2-14 字信號發(fā)生器圖標(biāo)和面板1. 字信號發(fā)生器與電路的連接字信號發(fā)生器圖標(biāo)下沿有16個輸出端口，每一個端口都可以連接到電路的輸入端。字信號發(fā)生器輸出端口的輸出電壓范圍是：低電平為0V，高電平為4-5V，輸出電流取決于電路的輸入電阻。由于字信號發(fā)生器沒有公共輸出端，故電路公共端要連接地符號。2. 字信號的寫入在面板的最左側(cè)是字信號編輯區(qū)，16位的字信號以4位十六進制形式進展編輯和存放。編輯區(qū)的地址范圍為0000H

45、03FFH共計1024條字信號。用鼠標(biāo)單擊某一條字信號即可實現(xiàn)對其定位和寫入，此時“Address中的“Edit框中立即顯示16位地址編號。3. 字信號地址編輯區(qū)的設(shè)置“Address為字信號發(fā)生器地址編輯區(qū)。其中“Edit表示正在編輯的那條字信號的16位地址。當(dāng)啟動字信號發(fā)生器對外輸出時，“Current表示正在輸出的那條字信號的地址。當(dāng)停頓輸出時，可對其改寫?！癐nitial和“Final分別表示字信號地址的初值和終值，設(shè)置后，字信號從初值開場逐條輸出。4. 字信號的輸出方式“Cycle表示字信號在設(shè)置的地址的初值到終值之間循環(huán)以設(shè)定頻率輸出?！癇urst表示字信號在設(shè)置的地址的初值逐條輸

46、出，到終值便自動停頓輸出?！癝tep 表示鼠標(biāo)單擊一次，輸出一條字信號。“Cycle 和“Burst輸出方式的快慢，可通過“Frequency輸入框中設(shè)置的數(shù)據(jù)來控制?！癇reak point用于設(shè)置中斷點。在“Cycle 和“Burst輸出方式中，要想使字信號輸出到某一條后自動停頓，只需預(yù)先單擊該條字信號，然后再單擊“Break point按鈕。利用“Break point按鈕可以設(shè)置多個斷點。當(dāng)字信號輸出到斷點而暫停輸出時，可單擊“Pause按鈕或F9鍵來恢復(fù)輸出。當(dāng)需要去除設(shè)置的斷點時，翻開“Pattern對話框，單擊“Clear buffer按鈕即可。5. 觸發(fā)方式中選擇“Intern

47、al觸發(fā)方式時，字信號的輸出直接手輸出方式按鈕的控制。中選擇“External時，必須接入外觸發(fā)信號，而且要設(shè)置“上升沿觸發(fā)或“下降沿觸發(fā)，然后單擊輸出方式按鈕。只有外觸發(fā)信號到來時才啟動信號輸出。6. “Pattern對話框圖2-15 “Pattern”對話框單擊“Pattern按鈕，彈出如圖2-15所示的對話框。單擊該對話框中的“Clear buffer按鈕，那么可去除字信號編輯區(qū)內(nèi)設(shè)置的全部內(nèi)容含設(shè)置的斷點地址，字信號的全部內(nèi)容恢復(fù)為0000H?！癘pen表示翻開字信號文件?！癝ave表示將字信號文件存盤，字信號文件的后綴為“DP ?！癠p counter表示在字信號編輯區(qū)地址范圍000

48、0H-03FFH內(nèi)，其內(nèi)容按逐個遞增方式進展編碼?！癉own counter 表示在字信號編輯區(qū)地址范圍0000H-03FFH內(nèi)，其內(nèi)容按逐個遞減方式進展編碼?！癝hift right 表示字信號按8000H，4000H，2000H，1000H，0800H的次序進展編碼?！癝hift left 表示字信號按0001H，0002H，0004H，0008H，0010H的次序進展編碼。2.2.6 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，可用于對數(shù)字邏輯信號的高速采集和時序分析。邏輯分析儀的圖標(biāo)和面板如圖2-16所示。圖2-16 邏輯分析儀的圖標(biāo)和面板1. 邏輯分析儀和數(shù)字電路的連接圖

49、標(biāo)左側(cè)的16個端口是邏輯分析儀的輸入信號端口，使用時連接到電路的測量點。面板圖中“Clock下方的按鈕為“采樣時鐘設(shè)置按鈕。當(dāng)單擊 “Set.按鈕后，將翻開“Clock setup對話框，假設(shè)將對話框中的“Clock mode項設(shè)置為“External時，圖標(biāo)中的“外時鐘輸入端口必須接外部時鐘，否那么邏輯分析儀不工作。圖標(biāo)中的“時鐘控制輸入端口的功能是控制外部時鐘。圖標(biāo)中的“觸發(fā)控制輸入端口的功能是控制觸發(fā)字。2. 對邏輯分析儀面板圖的說明面板的最左側(cè)16個圓圈代表16個輸入端，小圓圈內(nèi)“0或“1符號實時顯示各路輸入邏輯信號的當(dāng)前值。被采集的信號以方波的形式顯示在屏幕上。當(dāng)該變輸入信號的連線顏

50、色時，顯示波形的顏色立即改變。面板中的“Clock per division用于設(shè)置時間基線刻度。當(dāng)波形擁擠時可以將時間基線設(shè)置的低一些。拖動讀書指針上部的三角形可以讀取波形的邏輯數(shù)據(jù)。其中T1、T2分別表示讀書指針1、2分開時間基線零點的時間，T2-T1表示兩個讀書指針之間的時間差。3. 采樣時鐘設(shè)置說明用鼠標(biāo)單擊面板中“Clock下方的“Set.按鈕便可以翻開“Clock Setup對話框如圖2-17。圖2-17 “Clock Setup”對話框“Clock edge表示在時鐘的上升沿或下降沿采樣。“Clock mode表示選擇內(nèi)部時鐘或外部時鐘。當(dāng)采用內(nèi)部時鐘時，可在本對話框中“Inte

51、rnal clock rate項進展設(shè)置，以改變采樣時鐘的速率?！癈lock qualifier表示時鐘限制，該位設(shè)置為1，表示時鐘控制輸入為1時開放時鐘，邏輯分析儀可以進展波形采集；假設(shè)該位設(shè)置為0，表示時鐘控制輸入為0時開放時鐘；假設(shè)該位設(shè)置為x，表示時鐘總是開放，不受時鐘控制輸入限制。對話框的左下方“Pre-trigger samples、“Post-trigger samples、“Thresholdvoltagev分別表示觸發(fā)前數(shù)據(jù)采集的點數(shù)、觸發(fā)后數(shù)據(jù)采集的點數(shù) 和觸發(fā)信號電平門限值的設(shè)置。觸發(fā)發(fā)生后，邏輯分析儀按照設(shè)置的點數(shù)顯示觸發(fā)前波形和觸發(fā)后信號波形，并標(biāo)出觸發(fā)的起始點。在觸

52、發(fā)前，單擊“Stop按鈕可以顯示觸發(fā)前的波形。任何時候單擊“Reset按鈕，邏輯分析儀都會復(fù)位，去除顯示波形。4. 觸發(fā)方式選擇的說明圖2-18 觸發(fā)方式對話框單擊邏輯分析儀右下角“Trigger字符下方的“Set.按鈕可以翻開觸發(fā)方式對話框如圖2-18。對話框中有三個觸發(fā)字，其識別方式可以通過“Trigger combination進展選擇，分成8種組合方式：A or B、 A or B or C、 A or Bthen C、A then B or C、A then B then C、 A then B no C。觸發(fā)字的某一位設(shè)置為x時，表示該位取值為“任意0、1均可。3個觸發(fā)字的默認設(shè)置均為xxxxxxxxxxxxxxxx，表示只需第一個輸入邏輯信號到達，無論是0或1電平，分析儀均被觸發(fā)而采集波形數(shù)據(jù)，否那么必