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文檔簡(jiǎn)介
EWB實(shí)踐指導(dǎo)書PAGE73PAGE目錄TOC\o"1-3"\u第一章概論 11.1 ElectronicsWorkbench簡(jiǎn)介 11.2EWB的特點(diǎn) 1第二章基本界面及菜單使用 22.1EWB的主窗口 22.2EWB基本工具欄 22.3EWB菜單及使用方法 32.3.1文件菜單File 32.3.2編輯菜單Edit 52.3.3電路菜單Circuit 62.3.4分析菜單Analysis 72.3.5窗口菜單Window 72.3.6幫助菜單Help 8第三章EWB的基本操作方法 93.1元器件的操作使用 93.2元器件的參數(shù)設(shè)置 103.3導(dǎo)線的編輯操作 143.4節(jié)點(diǎn)的使用 153.5測(cè)試儀器的使用 153.6電路的激活 153.7實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述 163.8仿真實(shí)驗(yàn)范例 17第四章EWB的元器件庫(kù) 184.1信號(hào)源庫(kù)(Source) 184.2基本元器件庫(kù)(Basic) 194.3二極管庫(kù)(Diode) 194.4三極管庫(kù)(Transistors) 204.5模擬集成元器件庫(kù)(AnalogICs)和混合集成元器件庫(kù)(MixedICs) 204.5數(shù)字集成元器件庫(kù)(DiditalICs)和邏輯門元器件庫(kù)(LogicGates) 214.6數(shù)字元器件庫(kù)(Digital)和指示元器件庫(kù)(Indicators) 21第五章EWB的測(cè)試儀器 225.1數(shù)字萬(wàn)用表(Multimeter) 225.2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器(FunctionGenerator) 225.3雙蹤示波器(Oscilloscope) 235.4波特測(cè)試儀(BodePlotter) 255.5字信號(hào)發(fā)生器(WordGenerator) 265.6邏輯分析儀(LogicAnalyzer) 275.7邏輯轉(zhuǎn)換儀(LogicConverter) 295.8幾種常用的測(cè)試、指示儀器 305.9示范 30第六章EWB的基本分析方法 336.1直流(靜態(tài))工作點(diǎn)分析(DCOperatingPointAnalysis) 336.2交流頻率分析(ACFrequencyAnalysis) 346.3瞬態(tài)分析(TransientAnalysis) 356.4傅立葉分析(FourierAnalysis) 376.5示范 39第七章習(xí)題 46參考書 50第一章概論ElectronicsWorkbench簡(jiǎn)介從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)等工作人員,經(jīng)常要求對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行實(shí)物模擬和調(diào)試。其目的,一方面是為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電路是否能達(dá)到設(shè)計(jì)要求指標(biāo),另一方面,通過(guò)改變電路中元器件的參數(shù),使整個(gè)電路性能達(dá)到最佳值。以往的電路設(shè)計(jì)模擬,常常是制作一塊模擬試驗(yàn)板,在這塊板上用實(shí)際元器件進(jìn)行試驗(yàn)和調(diào)試。取得數(shù)據(jù)后,再來(lái)修正原設(shè)計(jì)電路參數(shù),直至達(dá)到設(shè)計(jì)提出的要求。但由于受工作場(chǎng)地、儀器設(shè)備和元器件品種、數(shù)量的限制,有些試驗(yàn)往往無(wú)法及時(shí)完成。這樣既影響工作的順利進(jìn)行,又束縛了設(shè)計(jì)人員。EWB幫忙解決了難題?!疤摂M電子工作平臺(tái)”(ElectronicsWorkbench),簡(jiǎn)稱EWB,是加拿大“InteractiveImageTechnologies”公司設(shè)計(jì)推出的電子電路仿真分析、設(shè)計(jì)軟件。與其它電路仿真軟件相比較,EWB具有界面直觀、操作方便、采用圖形方式創(chuàng)建電路等優(yōu)點(diǎn),構(gòu)造電路、調(diào)用元器件和測(cè)試儀器等都可以直接從窗口圖形中調(diào)出,可以對(duì)電子元器件進(jìn)行一定程度的非線性仿真,不僅測(cè)試儀器的圖形與實(shí)物相似,而且測(cè)試結(jié)果與實(shí)際調(diào)試基本相似。使用虛擬測(cè)試儀器對(duì)電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)如同置身于實(shí)驗(yàn)室使用真實(shí)儀器測(cè)試電路,既解決了購(gòu)買大量元器件和高檔儀器的難處,又避免了儀器損壞等不利因素。該軟件直觀的電路圖和仿真分析結(jié)果的顯示形式非常適合于電子類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),是一種非常好的電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)工具??梢詮浹a(bǔ)實(shí)驗(yàn)儀器、元件少的不足及避免儀器、元器件的損壞。通過(guò)電路仿真,可以幫助學(xué)生更快、更好地掌握課程講述的內(nèi)容,熟悉常用電子儀器的測(cè)量方法,掌握電路的性能。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、排除故障能力和開發(fā)、創(chuàng)新能力。1.2EWB的特點(diǎn)EWB最明顯的特點(diǎn)是:(1)界面直觀。繪制的電路圖需要的元器件、測(cè)試儀器都是以圖標(biāo)方式出現(xiàn),而且儀器的操作開關(guān)、按鈕同實(shí)際非常相似,很容易學(xué)會(huì)和使用。(2)易學(xué)易用。具有一般電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的人員,只需幾個(gè)小時(shí)就可以掌握EWB的基本操作。(3)仿真的手段和實(shí)際相符,儀器和元器件的選用和實(shí)際情形非常相似??梢酝ㄟ^(guò)對(duì)電路的仿真,既掌握電路的性能,又熟悉儀器的正確的使用方法。(4)具有齊全豐富和可擴(kuò)充的元器件庫(kù)。提供了數(shù)千種元器件供選用,不僅提供了元器件的理想值,而且有的元器件還提供了實(shí)際廠家的元器件模型。(5)具有完整的混合模擬與數(shù)字信號(hào)模擬的功能??扇我獾卦谙到y(tǒng)中集成數(shù)字及模擬元器件,會(huì)自動(dòng)地進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。測(cè)試具有即時(shí)的顯示功能。(6)在對(duì)電路進(jìn)行仿真的同時(shí),還可以存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、波形、元器件清單、工作狀態(tài)等,并可打印輸出。(7)提供了各種分析手段。有靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、時(shí)域分析、頻域分析、噪聲分析、失真分析、離散傅立葉分析、溫度分析等各種分析方法。(8)可人為的設(shè)置短路、開路、漏電等故障分析。(9)與SPICE軟件兼容,可相互轉(zhuǎn)換。EWB產(chǎn)生的電路文件還可以直接輸出至常見的Protel、Tango、Orcad等印制電路板排版軟件。(10)提高了電子設(shè)計(jì)工作的效率。第二章基本界面及菜單使用2.1EWB的主窗口啟動(dòng)EWB軟件圖標(biāo)后,可見到EWB5.12的電路工作主窗口,如圖2-1所示。圖2-1電路工作主窗口從圖2-1可以看出,EWB很像一個(gè)實(shí)際的電子工作室。元器件和儀器、構(gòu)造和測(cè)試電路的每件設(shè)備都在你的眼前準(zhǔn)備好了,主要分成以下幾部分:(1)菜單欄(menus):提供電路文件的存取、SPICE文件的轉(zhuǎn)入或轉(zhuǎn)出、電路圖的編輯、電路的模擬與分析、在線幫助。(2)工具欄(toolbars):最常用的菜單命令,包含用于編輯電路設(shè)計(jì)所需的按鈕。(3)電路工作窗口(circuitwindow):供使用者進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。(4)元器件庫(kù)欄(partsbintoolbar):顯示詳細(xì)元器件列表,有各類元器件及測(cè)試儀表。(5)描述窗口(descriptionwindow):供使用者鍵入文本以描述電路。(6)啟動(dòng)/停止開關(guān):顯示儀表的面板控制與功能選擇。(7)暫停/恢復(fù)開關(guān):可以用來(lái)控制仿真實(shí)驗(yàn)的步驟。(8)狀態(tài)欄(statusline):可以顯示鼠標(biāo)所指處元器件或儀表的名稱。在模擬中,可以顯示模擬中的現(xiàn)狀以及分析所需要的模擬時(shí)間,此時(shí)間不是實(shí)際的CPU運(yùn)行時(shí)間。2.2EWB基本工具欄EWB工具欄如圖2-2所示。圖2-2基本工具欄工具欄中各工具圖標(biāo)(從左到右)依次分別所對(duì)應(yīng)的功能和快捷鍵如下表所示:名稱功能快捷鍵新建清除工作區(qū),生成新文件Ctrl+N打開打開已有文件Ctrl+O存盤保存電路文件Ctrl+S打印打印電路文件Ctrl+P剪切剪切到剪切板Ctrl+X復(fù)制復(fù)制到剪切板Ctrl+C粘貼從剪切板粘貼Ctrl+V旋轉(zhuǎn)將選中的元器件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度Ctrl+R水平反轉(zhuǎn)將選中的元器件水平反轉(zhuǎn)垂直反轉(zhuǎn)將選中的元器件垂直反轉(zhuǎn)建立子電路建立和生成子電路Ctrl+B分析圖調(diào)出分析圖元件特性調(diào)出元器件對(duì)話框縮小縮小電路圖Ctrl+放大放大電路圖Ctrl+縮放比例顯示電路圖的當(dāng)前縮放比例幫助調(diào)出與選中對(duì)象有關(guān)的幫助信息F12.3EWB菜單及使用方法EWB5.12的菜單命令共有六項(xiàng):File(文件),Edit(編輯),Circuit(電路),Analysis(分析),Window(窗口),Help(幫助)。有兩種方法選擇執(zhí)行菜單命令:(1)單擊菜單項(xiàng)使之下拉出菜單命令,然后單擊其中的菜單命令。(2)按下Alt鍵,再按下菜單中帶下劃線的字母打開相應(yīng)的菜單項(xiàng)(如按Alt,再按F打開文件菜單File),接著按菜單(已經(jīng)打開)命令中帶下劃線的字母執(zhí)行某菜單命令。如果打開的菜單項(xiàng)中有些命令呈現(xiàn)灰色,說(shuō)明該命令在當(dāng)前狀態(tài)下是不能使用的。2.3.1文件菜單File文件菜單File包含了管理電路文件的命令,共有打開、保存、打印等命令12條,如圖2-3所示。圖2-3文件菜單(1)新建一個(gè)電路文件(New)??旖萱I:Ctrl+N要建立一個(gè)新的電路文件,可在文件菜單中選擇新建命令New,這時(shí),工作區(qū)里將出現(xiàn)一個(gè)空白的電路編輯區(qū)供輸入編輯新的電路。EWB5.12版本每次只能打開一個(gè)電路文件,如果當(dāng)前正打開一個(gè)文件進(jìn)行編輯仿真,則當(dāng)重新建立新文件時(shí)將出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框,提示在新建文件前對(duì)已經(jīng)打開的文件是否保存修改。(2)打開一個(gè)已經(jīng)存在的電路文件(Open)??旖萱I:Ctrl+O要打開一個(gè)已經(jīng)存在的電路文件,可在文件菜單中選擇打開命令,顯示標(biāo)準(zhǔn)打開文件對(duì)話框。此時(shí),要求確定文件所在的驅(qū)動(dòng)器、目錄以及文件名,相應(yīng)的文件標(biāo)識(shí)(可以直接在文件名文本框中輸入,也可以通過(guò)選擇驅(qū)動(dòng)器Drive、目錄Directories以及文件名確定)出現(xiàn)在文件名文本框中后,單擊“打開”按鈕打開電路文件。(3)保存電路文件(Save…)??旖萱I:Ctrl+S保存當(dāng)前電路文件,顯示標(biāo)準(zhǔn)保存文件對(duì)話框。如要改變保存地址,可以改變不同的目錄、驅(qū)動(dòng)器、文件夾、磁盤。(4)換名保存電路文件(SaveAs…)。用一個(gè)新的文件名保存當(dāng)前電路文件,原有電路文件維持不變。(5)恢復(fù)電路原有設(shè)置(ReverttoSaved…)可以將最近一次存入磁盤時(shí)的電路恢復(fù)到工作區(qū)內(nèi)。(6)輸入(Import…)。輸入一個(gè)SPICE網(wǎng)表(后綴名為.net或.cir),并把它轉(zhuǎn)換為原理圖。(7)輸出(Export…)在文件格式為任何以下后綴名:.net,.scr,.cmp,.cir,.plc的情況下保存電路文件。(8)打印(Print)。快捷鍵:Ctrl+P執(zhí)行該命令會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)對(duì)話框,用戶可根據(jù)要求選擇打印電路圖、儀器測(cè)試結(jié)果、元器件清單等,只需點(diǎn)擊需打印項(xiàng)目,按“Print”鍵即可以打印輸出。(9)打印設(shè)置(PrintSetup…)。顯示標(biāo)準(zhǔn)打印設(shè)置對(duì)話框,從對(duì)話框中可以選擇另一種打印機(jī),或設(shè)定打印方向、紙張大小、供紙方式等選項(xiàng)。(10)退出(Exit)??旖萱I:Alt+F4執(zhí)行該命令將退出EWB5.12,如果當(dāng)前電路文件是新文件或電路修改后未保存,則在退出前將提示將當(dāng)前電路文件保存。(11)安裝(Install…)。安裝任何EWB的附加產(chǎn)品。提示從包含附加產(chǎn)品的磁盤安裝。2.3.2編輯菜單Edit編輯菜單Edit包含了用來(lái)移動(dòng)、復(fù)制、粘貼等電路編輯命令7條,如圖2-4所示。圖2-4編輯菜單(1)剪切(Cut)。快捷鍵:Ctrl+X刪除選擇電路、組件或文本,并保留在剪貼板中。隨后可以利用粘貼命令Paste將其從剪貼板中復(fù)制到電路工作區(qū)或描述區(qū)。注意:要從電路中移走一個(gè)元器件,也可以直接用鼠標(biāo)拖動(dòng)的方法把所選擇的元器件從工作區(qū)中拖回到部件箱里。同樣,也可以把儀器從電路中拖動(dòng)到儀器庫(kù)中(但不能用剪切命令)。(2)復(fù)制(Copy)。快捷鍵:Ctrl+C與剪切命令Cut不同,復(fù)制命令Copy只是將選擇的元器件或電路、文本復(fù)制到剪貼板中,但并不從電路工作區(qū)中移走。隨后可以利用粘貼命令Paste將其從剪貼板中復(fù)制到電路工作區(qū)或描述區(qū)。(3)粘貼(Paste)??旖萱I:Ctrl+V將剪貼板的內(nèi)容放置到激活的窗口中(內(nèi)容依然保存在剪貼板里)。剪貼板上的內(nèi)容可能是組件或文本。被粘貼位置的文件性質(zhì)必須與剪貼板內(nèi)容性質(zhì)相同。例如,你不能粘貼組件到說(shuō)明窗口。(4)刪除(Delete)??旖萱I:Del永久地刪除所選擇的組件或文本。且不影響剪貼板內(nèi)的當(dāng)前內(nèi)容。使用這個(gè)命令時(shí)必須十分小心,因?yàn)閯h除的內(nèi)容無(wú)法恢復(fù)。(5)選擇全部(SelectAll)??旖萱I:Ctrl+A快速地將活動(dòng)工作區(qū)窗口的所有電路或說(shuō)明區(qū)內(nèi)的全部文本選定。可用于整個(gè)電路、文本的各種處理。(6)復(fù)制位圖(CopyasBitmap)??梢詫㈦娐饭ぷ鲄^(qū)中的一部分或全部作為位圖復(fù)制到剪貼板上,然后供其它支持位圖格式的應(yīng)用程序(如字處理等)使用。(7)ShowClipboard(顯示剪貼板)可以查看當(dāng)前剪貼板中的內(nèi)容。2.3.3電路菜單Circuit電路菜單Circuit中包含用于構(gòu)造、循環(huán)、翻轉(zhuǎn)等9條命令,如圖2-5所示。圖2-5電路菜單(1)旋轉(zhuǎn)命令(Rotate)。快捷鍵:Ctrl+R為了使構(gòu)造的電路美觀、連接方便整齊,可以使用Rotate命令將被選擇組件順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度,和組件關(guān)聯(lián)的文本,如標(biāo)識(shí)、數(shù)值和模型等信息可以重定位,但不可以隨著旋轉(zhuǎn)。儀器庫(kù)中的測(cè)試儀器、集成IC不能旋轉(zhuǎn)。(2)垂直翻轉(zhuǎn)命令(FlipHorizontal)。在工作區(qū)內(nèi)垂直翻轉(zhuǎn)被選組件。(3)水平翻轉(zhuǎn)命令(FlipVertical)。在工作區(qū)內(nèi)水平翻轉(zhuǎn)被選組件。(4)元器件特性命令(ComponentProperties…)。執(zhí)行該命令可以調(diào)出元器件特性對(duì)話框。也可以雙擊元器件。(5)創(chuàng)建子電路命令(CreateSubcircuit…)??旖萱I:Ctrl+B(6)放大命令(ZoomIn)??旖萱I:Ctrl++增加工作區(qū)內(nèi)電路的顯示尺寸。(7)縮小命令(ZoomOut)快捷鍵:Ctrl+“-”減小工作區(qū)內(nèi)電路的顯示尺寸。(8)綱要選項(xiàng)命令(SchematicOptions…)用于設(shè)置與電路圖顯示方式有關(guān)的一些選項(xiàng)。2.3.4分析菜單Analysis分析菜單包含了激活、暫停、停止等10條命令,如圖2-6所示。圖2-6分析菜單(1)激活命令快捷鍵:Ctrl+G執(zhí)行該命令,相當(dāng)于將電路的電源開關(guān)合上,使電路開始工作。(2)暫?;蚶^續(xù)命令快捷鍵:F9該命令是個(gè)復(fù)用命令,包括暫停命令和繼續(xù)命令(PauseorResume),執(zhí)行暫行命令,可以將仿真電路暫時(shí)中斷以作觀察;執(zhí)行繼續(xù)命令,可以在觀察以后又繼續(xù)(不是重新仿真)進(jìn)行仿真。(3)停止命令快捷鍵:Ctrl+T當(dāng)電路仿真達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí),將自動(dòng)停止。但對(duì)于振蕩或開關(guān)控制電路一般不能達(dá)到穩(wěn)態(tài),所以仿真過(guò)程會(huì)一直持續(xù)下去。執(zhí)行停止命令,可以人為停止電路的仿真。2.3.5窗口菜單Window窗口菜單Window如圖2-7所示。圖2-7窗口菜單(1)排列命令(Arrange)??旖萱I:Ctrl+W執(zhí)行該命令,可以勻稱整潔地排列工作區(qū)和打開的元器件箱窗口以及打開的描述窗口。并將盡可能把打開的窗口放大顯示。(2)電路命令(Circuit)。執(zhí)行該命令可以將電路工作區(qū)窗口調(diào)到前臺(tái),成為活動(dòng)窗口。(3)描述命令(Description)??旖萱I:Ctrl+D執(zhí)行該命令可以將電路描述窗口打開并將其調(diào)到前臺(tái),成為活動(dòng)窗口。2.3.6幫助菜單Help幫助菜單Help如圖2-8所示。圖2-8幫助菜單(1)幫助命令(Help)。快捷鍵:F1顯示EWB5.12的幫助目錄(HelpTableofContents),利用超級(jí)鏈接,用戶可單擊需要查看的目錄項(xiàng)來(lái)閱讀相關(guān)的幫助內(nèi)容。(2)幫助主題索引(HelpIndex…)。執(zhí)行該命令顯示“索引”窗口,讓使用者根據(jù)關(guān)鍵字查找?guī)椭黝}。(3)注釋命令(ReleaseNotes)。執(zhí)行該命令可以顯示一些EWB5.12的注解信息。(4)軟件版本說(shuō)明(AboutElectronicsWorkbench)。顯示EWB的版本信息。
第三章EWB的基本操作方法創(chuàng)建一個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)電路,必須掌握一些基本的操作方法。為了敘述方便,對(duì)鼠標(biāo)器和鍵盤的有關(guān)操作術(shù)語(yǔ)規(guī)定如下:?jiǎn)螕簦喊词髽?biāo)左鍵一下,然后馬上放開;雙擊:快速、連續(xù)按鼠標(biāo)左鍵兩下;拖曳:把鼠標(biāo)指針?lè)旁谀骋粚?duì)象上,按鼠標(biāo)左鍵不放,移動(dòng)鼠標(biāo)指針到一個(gè)新的位置,然后再釋放鼠標(biāo)左鍵。3.1元器件的操作使用(1)元器件的選用。根據(jù)電路需要,先在元器件庫(kù)欄中打開該元器件庫(kù)的下拉菜單,然后從元器件庫(kù)中將選中的元器件拖曳到電路工作區(qū),如圖3-1所示。圖3-1打開并將選中的元器件拖曳到工作區(qū)(2)元器件的選中。選擇單個(gè)元器件的方法:?jiǎn)螕粢x中的元器件,被選中的元器件以紅色顯示,便于識(shí)別。選擇多個(gè)元器件的方法:Ctrl+單擊需要的所有元器件,被選中的所有元器件都以紅色顯示。如果要同時(shí)選中一組相鄰的元器件,可以在電路工作區(qū)的適當(dāng)位置拖曳畫出一個(gè)矩形區(qū)域,包圍在該矩形區(qū)內(nèi)的一組元器件即被同時(shí)選中。取消選中元器件的方法:取消所有被選中元器件的選中狀態(tài),只需單擊工作區(qū)的空白部分。要取消某一元器件的選中狀態(tài),只需使用Ctrl+單擊該元器件。(3)元器件的移動(dòng)。移動(dòng)元器件至特定的位置,只要拖動(dòng)該元器件即可。如移動(dòng)的元器件為多個(gè),則必須先用前面的方法選中這些元器件,然后用鼠標(biāo)的左鍵拖曳其中的任意一個(gè)元器件,則所有選中的元器件就會(huì)一起移動(dòng)到指定的位置。需注意的是與其連接的導(dǎo)線也會(huì)重新排列。如果只是想稍微移動(dòng)某個(gè)(或某些)元器件的位置,也可以先選中它(們),然后再使用鍵盤上的箭頭鍵作微小的移動(dòng)。(4)元器件的調(diào)整。為便于電路的合理布局和連線,經(jīng)常需要對(duì)元器件進(jìn)行調(diào)整,這些調(diào)整包括旋轉(zhuǎn)、垂直翻轉(zhuǎn)、和水平翻轉(zhuǎn)等。在元器件被選中狀態(tài)下,可用下面三種方式實(shí)現(xiàn):①菜單方式,菜單欄中命令如下: Circuit/Rotate→電路/旋轉(zhuǎn) Circuit/FlipVertical→電路/垂直反轉(zhuǎn) Circuit/FlipHorizintal→電路/水平反轉(zhuǎn)②工具欄圖標(biāo)方式:③熱鍵方式:Ctrl+R→旋轉(zhuǎn)(5)元器件的復(fù)制。要復(fù)制元器件有以下三種方式:菜單方式菜單欄中命令為:Edit/Copy→(編輯/復(fù)制)、Edit/Paste→(編輯/粘貼)②工具欄圖標(biāo)方式:③熱鍵方式:復(fù)制→Ctrl+C粘貼→Ctrl+V(6)元器件的刪除。要?jiǎng)h除被選中的元器件,按鍵盤Delete鍵、或菜單命令Edit/Delete(編輯/刪除)和Edit/Cut(編輯/剪切)即可。此外,直接將元器件拖曳回其元器件庫(kù)(打開狀態(tài))也可實(shí)現(xiàn)刪除。3.2元器件的參數(shù)設(shè)置在電路中,元器件的參數(shù)設(shè)置是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)參數(shù)調(diào)整,可以改變電路的性能指標(biāo)及測(cè)試電路的工作狀態(tài)等。對(duì)于參數(shù)的調(diào)整,首先選中該元器件,然后按下工具欄中的元器件特性按鈕或雙擊該元器件,會(huì)彈出相關(guān)參數(shù)特性對(duì)話框,提供參數(shù)的修改。器件特性對(duì)話框具有多種選項(xiàng)可供設(shè)置,一般有標(biāo)識(shí)(Label)、模型(Models)、數(shù)值(Value)、故障設(shè)置(Fault)、顯示(Display)、分析設(shè)置(AnalysisSetup)、輸入端個(gè)數(shù)(NumberofInputs)等內(nèi)容。(1)標(biāo)識(shí)項(xiàng)的設(shè)置(Label)。該項(xiàng)包括標(biāo)識(shí)(Label)和編號(hào)(ReferenceID)兩項(xiàng)。標(biāo)識(shí)(Label)可以由用戶自己賦予與非門容易識(shí)別的標(biāo)記;編號(hào)(ReferenceID)一般的默認(rèn)值由軟件自動(dòng)給出,必要時(shí)也可以自行修改,但必須保證編號(hào)的惟一性。有些元器件沒(méi)有編號(hào),如連接點(diǎn)、接地點(diǎn)、電壓表、電流表等。(2)模型項(xiàng)的設(shè)置(Models)。圖3-2與非門的模型設(shè)置具有模型的元器件,都預(yù)設(shè)為缺省模型(default-ideal),是理想模型。要準(zhǔn)確描述元器件的特性,應(yīng)使用元器件的實(shí)際模型。如圖3-2所示為一個(gè)與非門的模型設(shè)置,有理想模型Default和CMOS、TTL兩種實(shí)際模型,共三種模型。用戶還可以根據(jù)自己需要?jiǎng)?chuàng)建新的元器件庫(kù)(NewLibrary),并對(duì)元器件模型進(jìn)行編輯(Edit)、復(fù)制(Copy)、粘貼(Paste)、刪除(Delete)和重命名(Rename)等。(3)元器件的數(shù)值項(xiàng)設(shè)置(Value)。當(dāng)某些元器件有數(shù)值大小時(shí),例如電阻、電壓源、電流源、電感、電容等,可通過(guò)改變數(shù)值(Value)對(duì)話框中的設(shè)定器件值(Resistance)來(lái)改變它的大小。如圖3-3為一個(gè)電阻的數(shù)值(Value)參數(shù)對(duì)話框,在器件值(Resistance)欄中可以改變電阻值的大小。圖3-3電阻的數(shù)值(Value)參數(shù)對(duì)話框(4)元器件的故障項(xiàng)設(shè)置(Fault)。EWB5.12可以在電路仿真過(guò)程中人為設(shè)置故障點(diǎn),對(duì)電路進(jìn)行故障分析。如圖3-4所示,可設(shè)置與非門1、2、3管腳之間漏電、短路、開路狀態(tài)。圖3-4故障分析對(duì)話框Leakage→漏電(可調(diào)節(jié)漏電的電阻)Short→短路Open→開路None→無(wú)故障(5)顯示選項(xiàng)設(shè)置(Display)。顯示(Display)選項(xiàng)用于設(shè)定參數(shù)標(biāo)識(shí)(Lable)、元器件值(Values)、模型(Models)、編號(hào)(ReferenceID)的顯示方式。默認(rèn)“電路圖選項(xiàng)”設(shè)定為如選擇該項(xiàng),將按照主菜單電路(Circuit)的電路圖選項(xiàng)子菜單項(xiàng)(SchematicOptions)所設(shè)定的“Show/Hide”內(nèi)容來(lái)顯示元器件的各項(xiàng)參數(shù)。如圖3-5所示為“電路圖選項(xiàng)”對(duì)話框。圖3-5“電路圖選項(xiàng)”對(duì)話框(6)電路圖選項(xiàng)設(shè)置(UseSchematicOptionsglobalsetting)。選擇菜單命令“電路/電路圖選項(xiàng)(Circuit/SchematicOptions)”,可見到如圖3-5所示對(duì)話框,有柵格(Grid)、顯示/隱藏(Show/Hide)、字型(Fonts)等選項(xiàng)。柵格設(shè)置(Grid)。選擇使用柵格(Grid)選項(xiàng),則工作區(qū)中的元器件與導(dǎo)線都落在柵格上,使電路圖布局合理、美觀。顯示/隱藏設(shè)置(Show/Hide)。如圖3-5所示,在顯示/隱藏設(shè)置(Show/Hide)對(duì)話框中可以設(shè)置是否顯示標(biāo)識(shí)(Showlabel)、編號(hào)(ShowreferenceID)、模型(Showmodels)、元器件數(shù)值(Showvalues)、節(jié)點(diǎn)號(hào)(Shownodes)。該設(shè)置對(duì)整個(gè)電路圖的顯示有效。如需要對(duì)某個(gè)元器件的顯示做處理,可使用元器件特性的顯示(Display)選項(xiàng)單獨(dú)處理。字型設(shè)置(Fonts)。圖3-6字型設(shè)置對(duì)話框如圖3-6所示,在字型設(shè)置對(duì)話框中可以設(shè)置標(biāo)識(shí)(Label)、元器件數(shù)值(Values)的字體和字號(hào)。(7)輸入管腳數(shù)項(xiàng)設(shè)置(NumberofInputs)。門電路中可以根據(jù)電路的需要改變輸入管腳端的個(gè)數(shù),如圖3-7所示,設(shè)置為一個(gè)輸入與非門,可以設(shè)置2~8個(gè)輸入端。圖3-7輸入管腳數(shù)項(xiàng)設(shè)置(8)分析設(shè)置選項(xiàng)(AnalysisSetup)。用于設(shè)置元器件的工作溫度。圖3-8所示為一個(gè)電阻的工作溫度設(shè)定對(duì)話框。圖3-8分析設(shè)置選項(xiàng)3.3導(dǎo)線的編輯操作(1)導(dǎo)線的連接。如圖3-9所示,連接兩個(gè)電阻。將鼠標(biāo)指向電阻的端點(diǎn),出現(xiàn)一個(gè)節(jié)點(diǎn),按鼠標(biāo)左鍵并拖動(dòng)出一根導(dǎo)線,拉住導(dǎo)線并指向另一個(gè)電阻的端點(diǎn)使其出現(xiàn)小圓點(diǎn),釋放鼠標(biāo)左鍵,即完成了導(dǎo)線的連接。圖3-9導(dǎo)線的連接(2)導(dǎo)線顏色的改變。雙擊要改變顏色的導(dǎo)線,可彈出WireProperties對(duì)話框,選擇SchematicOptions選項(xiàng)并按下SetWireColor按鈕,然后選擇合適的顏色。如圖3-10所示。圖3-10導(dǎo)線顏色選項(xiàng)(3)導(dǎo)線的刪除。對(duì)準(zhǔn)要?jiǎng)h除的導(dǎo)線,單擊鼠標(biāo)右鍵,可得圖3-11所示菜單,選擇Delete即可刪除導(dǎo)線。圖3-11導(dǎo)線刪除對(duì)話框?qū)?zhǔn)要?jiǎng)h除的導(dǎo)線的一端,按住左鍵拖動(dòng)圓點(diǎn),使導(dǎo)線離開元器件端點(diǎn),放開左鍵,導(dǎo)線則自動(dòng)刪除。(4)彎曲導(dǎo)線的調(diào)整。元器件位置與導(dǎo)線不在同一條直線上。可以選中該元器件,然后用四個(gè)箭頭鍵微調(diào)該元件的位置。這種微調(diào)方法也可用于對(duì)一組選中元器件的位置調(diào)整。(5)導(dǎo)線上插入和刪除元件。在導(dǎo)線中插入元器件:只要將元器件直接拖動(dòng)放置在導(dǎo)線上,然后釋放即可插入電路中。刪除元器件:如要?jiǎng)h除,只需選中該元器件,按Delete鍵即可。3.4節(jié)點(diǎn)的使用節(jié)點(diǎn)是一個(gè)小圓點(diǎn),存放在基本器件庫(kù)中,一個(gè)節(jié)點(diǎn)有上、下、左、右四個(gè)連接點(diǎn)可以連接來(lái)自四個(gè)方向的導(dǎo)線。將一條導(dǎo)線伸展到另一條導(dǎo)線時(shí)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生連接點(diǎn),并可以賦予標(biāo)識(shí)。(1)節(jié)點(diǎn)的調(diào)整。如果導(dǎo)線接入的節(jié)點(diǎn)的方向不適合,會(huì)造成導(dǎo)線不必要的彎曲??梢园褜?dǎo)線的接點(diǎn)從左邊改為右邊,整個(gè)電路就更整齊、美觀。(2)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)、編號(hào)與顏色。在電路中,EWB自動(dòng)為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配了一個(gè)編號(hào)。是否顯示節(jié)點(diǎn)編號(hào)可由菜單Circuit/SchematicOptions命令的Show/Hide對(duì)話框設(shè)置?;螂p擊節(jié)點(diǎn),可得出設(shè)制節(jié)點(diǎn)對(duì)話框,在對(duì)話框中對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)、編號(hào)與顏色的設(shè)置。3.5測(cè)試儀器的使用測(cè)試儀器圖標(biāo)放置在儀器庫(kù)中,使用測(cè)試儀器的步驟為:(1)從儀器庫(kù)中拖動(dòng)儀器圖標(biāo)到電路工作區(qū)。(2)把儀器圖標(biāo)連接到電路中的測(cè)試點(diǎn)。(3)雙擊儀器圖標(biāo)使之放大成展示面板,以便進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察。(4)將放大的儀器拖放到適合的觀察位置。 (5)根據(jù)測(cè)試要求調(diào)整儀器上的控制“旋鈕”。(6)開始仿真。測(cè)試儀器的連接及參數(shù)設(shè)置的詳細(xì)介紹請(qǐng)參閱第五章內(nèi)容。3.6電路的激活一旦創(chuàng)建好了電路并接上了測(cè)試儀器,就可以對(duì)電路進(jìn)行特性測(cè)試仿真。若要激活電路進(jìn)行仿真,可通過(guò)三種方式實(shí)現(xiàn):(1)圖標(biāo)按鈕方式:?jiǎn)螕舸翱谟疑辖堑碾娫撮_關(guān)(2)菜單方式:在Analysis菜單選擇Activate。(3)熱鍵方式:按Ctrl+G。如需暫停仿真電路,可單擊窗口右上角的暫停按鈕,恢復(fù)仿真只需再次單擊暫停按鈕。仿真結(jié)束后電源開關(guān)自動(dòng)關(guān)閉,仿真結(jié)果顯示在接入電路的測(cè)試儀器中。仿真完成后,可以微調(diào)儀器或移動(dòng)儀器到其它測(cè)試點(diǎn)顯示測(cè)試結(jié)果。但是,如果改接了電流表或波特測(cè)試儀,就必須重新激活電路仿真。如果改變了電路的電氣特性(如移走元器件、改變參數(shù)或模型等),也應(yīng)再次激活電路仿真。3.7實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述共分兩種,分別為文字描述區(qū)和分析圖描述區(qū):(1)文字描述區(qū)。EWB的描述窗口能夠支持中文,因此,可以將電路測(cè)試的有關(guān)內(nèi)容用中文方式寫入描述(Description)中,例如實(shí)驗(yàn)步驟、邏輯真值表、邏輯表達(dá)式等。只要選擇菜單Windows(窗口)下的Description(描述)子菜單,可出現(xiàn)如圖3-12所示的文字描述區(qū),可以將電路測(cè)試的有關(guān)內(nèi)容用中英文方式寫入描述區(qū)。可直接把實(shí)驗(yàn)結(jié)果填寫在描述區(qū)中,和電路共為一個(gè)文件。圖3-12文字描述區(qū)(2)分析圖描述區(qū)。EWB中可存儲(chǔ)電路過(guò)程信息,如輸入、輸出波形,靜態(tài)工作值、動(dòng)態(tài)工作值等。選擇工具欄圖標(biāo)中的分析圖按鈕,或者選擇Analysis(分析)菜單下的Displaygraphs(圖表)選項(xiàng),則會(huì)彈出分析描述圖框,如圖3-13所示。實(shí)驗(yàn)的輸入、輸出波形等都顯示在分析圖框中,并可單獨(dú)作為一個(gè)文件保存。圖3-13分析描述圖框3.8仿真實(shí)驗(yàn)范例例:如圖3-14所示電路,測(cè)試R2電阻兩邊的電壓V及電路電流I。步驟一:調(diào)入元器件至電路工作區(qū)。(1)選擇菜單File/New命令,或按快捷按鈕,打開一個(gè)新的電路文件。(2)單擊信號(hào)源庫(kù)圖標(biāo),分別選擇電壓源、接地點(diǎn)兩元器件至電路工作區(qū)。(3)單擊基元器件圖標(biāo),選擇電阻調(diào)入電路工作區(qū)。調(diào)出兩個(gè)電阻。步驟二:旋轉(zhuǎn)元器件。選中兩電阻,選擇菜單Circuit/Rotate命令,或單擊快捷按鈕,使兩電阻旋轉(zhuǎn),步驟三:把元器件按要求連接導(dǎo)線。步驟四:按要求設(shè)置元器件標(biāo)簽、大小等。步驟五:調(diào)入電壓表、電流表,并連接好測(cè)試電路。步驟六:按仿真電路開始開關(guān)按鈕激活仿真電路,即可看到測(cè)量值。圖3-14
第四章EWB的元器件庫(kù)EWB5.12電子工作平臺(tái)提供了豐富的、可擴(kuò)充和可自定義的電子元器件。元器件根據(jù)不同類型被分成十四個(gè)元器件庫(kù),分別為信號(hào)源庫(kù)(Source)、基本元器件庫(kù)(Basic)、二級(jí)管庫(kù)(Diode)、三極管庫(kù)(Transistors)、模擬集成電路庫(kù)(AnalogICs)、混合集成電路庫(kù)(MixedICs)、數(shù)字集成電路庫(kù)(DiditalICs)、邏輯門電路庫(kù)(LogicGates)、觸發(fā)器器件庫(kù)(Digital)、指示器件庫(kù)(Indicators)、控制器件庫(kù)(Controls)、其它器件庫(kù)(Miscellaneous)、和自定義器件庫(kù)(Favorites)。這些庫(kù)都以圖標(biāo)形式顯示在主窗口界面上。在設(shè)計(jì)電路時(shí),只要單擊所需的元器件庫(kù)的圖標(biāo),就會(huì)顯示該庫(kù)中所有元器件的圖標(biāo),再用鼠標(biāo)按在所需的元器件上,把它拖動(dòng)到電路工作區(qū)內(nèi),然后放手,元器件就能夠放置到你想放置的地方。若要調(diào)整所選元器件原來(lái)的缺省設(shè)置參數(shù),只需用鼠標(biāo)雙擊該元器件,選擇“模型”(Model)欄內(nèi)的“編輯”(Edit)項(xiàng),顯示該元器件的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框,供使用者進(jìn)行修改和設(shè)定。若需要了解所選元器件的性能和使用方法,可以按F1鍵,電路工作臺(tái)將顯示所需了解元器件的性能、技術(shù)參數(shù)等數(shù)據(jù)。同時(shí),EWB還有元器件庫(kù)和元器件的創(chuàng)建和刪除功能,自建元器件主要針對(duì)模擬電路中的一些較復(fù)雜的元器件。自建元器件有兩種方法:一種是將多個(gè)元器件庫(kù)中的基本元器件組合成一個(gè)“模塊”,需要使用時(shí),將它作為一個(gè)“電路模塊”直接從庫(kù)中調(diào)用,該種元器件的創(chuàng)建可以采用“子電路”的方法實(shí)現(xiàn);另一種是采用庫(kù)中已有元器件,僅僅改變其內(nèi)部參數(shù)。再存儲(chǔ)到自己創(chuàng)建的元器件庫(kù)中。下面以表格形式依次列出EWB提供的基本元器件庫(kù)的名稱、參數(shù)、缺省設(shè)置值和設(shè)置范圍。4.1信號(hào)源庫(kù)(Source)信號(hào)源庫(kù)時(shí)鐘源時(shí)鐘源Vdd電壓源Vcc電壓源電流控制電流源電流控制電壓源電壓控制電流源電壓控制電壓源交流電流源交流電壓源直流電流源直流電壓源接地相關(guān)源壓控正弦4.2基本元器件庫(kù)(Basic)基本元器件庫(kù)上拉電阻上拉電阻流控開關(guān)開關(guān)開關(guān)繼電器變壓器電感電容電阻連接點(diǎn)非線性變壓器非線性變壓器磁芯無(wú)芯線圈可調(diào)電感可調(diào)電容極性電容壓控模擬開關(guān)排電阻電位器基本元器件圖標(biāo)如圖4.2.1所示,具體參數(shù)如表4.2.1所示。4.3二極管庫(kù)(Diode)二極管庫(kù)三端雙向可控硅雙向可控硅三端雙向可控硅雙向可控硅可控硅整流器肖特基二極管全波橋式整流器發(fā)光二極管穩(wěn)壓二極管二極管4.4三極管庫(kù)(Transistors)晶體管庫(kù)P溝道砷化鎵P溝道砷化鎵N溝道砷化鎵四端增強(qiáng)型PMOS四端增強(qiáng)型NMOS三端增強(qiáng)型PMOS三端增強(qiáng)型NMOS四端耗盡型PMOS四端耗盡型NMOS三端耗盡型PMOS三端耗盡型NMOSP溝道結(jié)型N溝道結(jié)型4.5模擬集成元器件庫(kù)(AnalogICs)和混合集成元器件庫(kù)(MixedICs)模擬集成器件庫(kù)混合集成元器件庫(kù)555電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電壓輸出555電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電壓輸出D/A電流輸出D/AA/D轉(zhuǎn)換器鎖相環(huán)鎖相環(huán)比較器九端運(yùn)放七端運(yùn)放五端運(yùn)放三端運(yùn)放4.5數(shù)字集成元器件庫(kù)(DiditalICs)和邏輯門元器件庫(kù)(LogicGates)數(shù)字集成元器件庫(kù)邏輯門元器件庫(kù)緩沖門芯片同或門芯片緩沖門芯片同或門芯片異或門芯片非門芯片或非門芯片與非門芯片或門芯片與門芯片施密特觸發(fā)器緩沖器三態(tài)緩沖器同或門異或門與非門或非門非門或門與門4.6數(shù)字元器件庫(kù)(Digital)和指示元器件庫(kù)(Indicators)數(shù)字元器件庫(kù)指示器件庫(kù)觸發(fā)器移位寄存器觸發(fā)器移位寄存器計(jì)數(shù)器算術(shù)運(yùn)算編碼器多路分配器多路選擇器D觸發(fā)器二型D觸發(fā)器一型JK觸發(fā)器二型JK觸發(fā)器一型RS觸發(fā)器全加器半加器第五章EWB的測(cè)試儀器在EWB5.12版本的測(cè)試儀器庫(kù)中有七種測(cè)試儀器,如圖5-1所示,分別為數(shù)字萬(wàn)用表(Multimeter)、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器(FunctionGenerator)、雙蹤示波器(Oscilloscope)、波特測(cè)試儀(BodePlotter)、字信號(hào)發(fā)生器(WordGenerator)、邏輯分析儀(LogicAnalyzer)、邏輯轉(zhuǎn)換儀(LogicConverter)。在一個(gè)文件中七種測(cè)試儀器分別只能使用一次。圖5-1測(cè)試儀器庫(kù)5.1數(shù)字萬(wàn)用表(Multimeter)圖5-2從左到右分別表示數(shù)字萬(wàn)用表的圖標(biāo)、面板以及參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。數(shù)字萬(wàn)用表可以測(cè)量電壓、電流、電阻和電路中兩測(cè)試點(diǎn)之間的分貝損失。各測(cè)試選擇功能如下:①檔位選擇:/A/V/W/DB/依次對(duì)應(yīng)為/電流檔/電壓檔/電阻檔/分貝損失。交直流選擇:/~/—/依次對(duì)應(yīng)為/測(cè)交流/測(cè)直流/③參數(shù)設(shè)置:?jiǎn)螕鬝ettings按鈕,可彈出對(duì)話框,可設(shè)置數(shù)字萬(wàn)用表內(nèi)部的電流檔內(nèi)阻、電壓檔內(nèi)阻、電阻檔內(nèi)阻和分貝標(biāo)準(zhǔn)電壓的參數(shù)。注意:因?yàn)閮x器庫(kù)中的儀表在一個(gè)電路中只能用一次,如果要在電路中多處測(cè)量電壓、電流等,建議使用指示器件庫(kù)中的電壓表和電流表,那樣就不受數(shù)量限制,方便好用。5.2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器(FunctionGenerator)圖5-3分別表示函數(shù)信號(hào)發(fā)生器圖標(biāo)和面板函數(shù)發(fā)生器可產(chǎn)生正弦波、三角波、方波三種電壓信號(hào),可調(diào)節(jié)的參數(shù)有頻率(Frequency)、占空比(Dutycycle)、振幅(Amplitude)、直流電平偏置(Offset)。(1)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的連接。①正端:表示輸出信號(hào)對(duì)Common端向外輸出正向信號(hào)。②負(fù)端:表示輸出信號(hào)對(duì)Common端向外輸出負(fù)向信號(hào)。③Common端:Common端提供了輸出信號(hào)的參考電平,使用中一般應(yīng)接地。(2)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的調(diào)節(jié)。①信號(hào)選擇:提供了正弦波、三角波、方波。②頻率:調(diào)節(jié)范圍為(1Hz~999MHz)。③占空比:調(diào)節(jié)范圍為(1%~99%)。④電壓幅度:指偏置電壓到其峰值電壓,調(diào)節(jié)范圍為(1V~999kV)。⑤電壓偏置:表示在輸出的信號(hào)上疊加一個(gè)直流分量(偏置電壓?jiǎn)挝慌c信號(hào)電壓幅度單位相同),調(diào)節(jié)范圍為(-999kV~999kV)。5.3雙蹤示波器(Oscilloscope)圖5-4分別為雙蹤示波器圖標(biāo)、面板EWB的示波器外觀及操作與實(shí)際的雙蹤示波器相似,可同時(shí)顯示A、B兩信號(hào)的幅度和頻率變化,并可以分析周期信號(hào)大小、頻率值以及比較兩個(gè)信號(hào)的波形。(1)示波器的連接①A(B)通道輸入:信號(hào)A(B)接入端。(圖標(biāo)下方的左接點(diǎn)為A通道輸入端,右接點(diǎn)為B通道輸入端)②信號(hào)接地端:A、B兩信號(hào)的公共端,如果不接,則默認(rèn)該公共端接地。(圖標(biāo)右方的上接點(diǎn)為接地端)③外接觸發(fā)端。(圖標(biāo)右方的下接點(diǎn)為觸發(fā)端)(2)示波器的調(diào)節(jié)。①時(shí)基控制(Timebase)。X軸刻度(s/div):控制示波屏上的橫軸,即X軸刻度(時(shí)間/每格),調(diào)節(jié)范圍為(0.10ns/div~1s/div)。Y軸偏移(Xposition):控制信號(hào)在Y軸的偏移位置,調(diào)節(jié)范圍為(-5~5)。X=0:信號(hào)起點(diǎn)為示波器屏幕的最左邊;X>0:信號(hào)起點(diǎn)右移;X<0:信號(hào)起點(diǎn)左移。顯示方式:共有三種,分別為:Y/T:幅度/時(shí)間,橫坐標(biāo)軸為時(shí)間軸,縱坐標(biāo)軸為信號(hào)幅度。B/A:B電壓/A電壓。A/B:A電壓/B電壓。②A(B)信號(hào)通道控制調(diào)節(jié),A、B通道調(diào)節(jié)方法一樣。Y軸刻度:設(shè)定Y軸每一格的電壓刻度,調(diào)節(jié)范圍為(0.01mV/Div~5kV/Div)。Y軸偏移:控制示波器Y軸方向的原點(diǎn)。Y=0,垂直原點(diǎn)在屏幕的垂直方向的中點(diǎn);Y>0時(shí),原點(diǎn)上移;Y<0,原點(diǎn)下移。調(diào)節(jié)范圍為(-3~3)。輸入顯示方式(AC/0/DC):AC方式:僅顯示信號(hào)的交流成分;0方式:無(wú)信號(hào)輸入;DC方式:顯示交流和直流信號(hào)之和。③觸發(fā)控制(Tigger)觸發(fā)方式:上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā);觸發(fā)信號(hào)選擇:Auto按鈕:自動(dòng)觸發(fā);A按鈕:A通道觸發(fā);B按鈕:B通道觸發(fā);Ext按鈕:外觸發(fā)。>注:如果希望盡可能顯示波形或希望顯示的波形平坦,一般選用Auto。(3)示波器的接地(Ground)。一般情況下,示波器的參考點(diǎn)設(shè)定為接地。在使用中,示波器的接地端可不接;但是,測(cè)試電路中必須有接地點(diǎn),否則示波器不能正確顯示。如果要在測(cè)量中讓示波器使用其它點(diǎn)(電平)作參考點(diǎn),則必須將該參考點(diǎn)接到示波器的“接地”端Ground。(4)面板展開顯示(Expand)。單擊擴(kuò)展按鈕(Expand按鈕),可將示波器屏幕擴(kuò)展開來(lái)顯示,并可準(zhǔn)確讀出波形數(shù)值。如下圖,可以拖動(dòng)紅色指針1和藍(lán)色指針2至合適位置,可直接在面板下方讀出指針1和指針2所對(duì)應(yīng)波形的時(shí)間和電壓,以及指針1和指針2之間的時(shí)間和電壓差。圖5-5雙蹤示波器擴(kuò)展面板圖例:用示波器測(cè)試時(shí)鐘信號(hào)信號(hào)源E1和交流信號(hào)源E2。(1)信號(hào)源庫(kù)中調(diào)出時(shí)鐘信號(hào)源E1、交流電壓源E2和示波器,連接好導(dǎo)線。E1參數(shù)設(shè)置為頻率F=50Hz、占空比D=50%、交流電壓源E2,E2參數(shù)設(shè)置為電壓v=5V、頻率F=50Hz、初相位f=0。(2)為更好地區(qū)別兩個(gè)信號(hào)的顯示波形,把E1信號(hào)源與示波器的連接導(dǎo)線設(shè)置為紅色(雙擊元器件或連線即可設(shè)置其參數(shù)),E2與示波器的連接導(dǎo)線設(shè)置為藍(lán)色。(3)單擊示波器圖標(biāo),再單擊Expand按鈕,彈出示波器面板,調(diào)整時(shí)基控制(Timebase)的X軸刻度設(shè)置為5.00ms/div、信號(hào)A和B通道的Y軸設(shè)置為5v/div,啟動(dòng)電路仿真開關(guān),按圖所示調(diào)節(jié)指針,即可得到圖5-5所示波形。(4)停止仿真,可從示波器面板上讀出測(cè)試的波形數(shù)據(jù)。指針1所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值:T1=1.0401S、VA1=0V、VB1=124.3943mV;指針2所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值:T2=1.0601S、VA2=0V、VB2=124.3943mV;指針1、2所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值差:周期T2-T1=1.0601S,指針1對(duì)應(yīng)的電壓差:VA2-VA1=0V,指針2對(duì)應(yīng)的電壓差:VB1-VB2=2.4944e-13V。一般情況下,示波器連續(xù)顯示并自動(dòng)刷新所測(cè)量的波形。如果希望仔細(xì)觀察和讀取波形數(shù)據(jù),可以在電路菜單欄Analysis的分析選項(xiàng)AnalysisOptions中選擇PauseaftereachScreen選項(xiàng)(示波器屏幕滿暫停,當(dāng)顯示波形到屏幕右端時(shí),分析會(huì)自動(dòng)暫停。如要恢復(fù)運(yùn)行,可單擊Pause按鈕或F9鍵)。5.4波特測(cè)試儀(BodePlotter)線性刻度水平坐標(biāo)相頻特性選擇幅頻特性選擇坐標(biāo)起點(diǎn)坐標(biāo)終點(diǎn)對(duì)數(shù)刻度選擇垂直坐標(biāo)線性刻度水平坐標(biāo)相頻特性選擇幅頻特性選擇坐標(biāo)起點(diǎn)坐標(biāo)終點(diǎn)對(duì)數(shù)刻度選擇垂直坐標(biāo)圖5-6分別表示波特測(cè)試儀圖標(biāo)和面板波特測(cè)試儀用于分析電路的頻率與相頻特性,可測(cè)量輸入與輸出的幅度比(電壓增益)、相位差。波特測(cè)試儀的連接:波特測(cè)試儀根據(jù)設(shè)定產(chǎn)生自身的頻率譜,交流信號(hào)源的頻率對(duì)測(cè)量無(wú)影響,但是分析時(shí)必須接入一個(gè)交流信號(hào)源。測(cè)量前,將波特測(cè)試儀的輸入端“IN”的“+”(左)端和“-”(右)端接到電路的輸入電壓Ui,輸出端“OUT”的“+”(左)端和“-”(右)端接到電路的輸出電壓Uo。波特測(cè)試儀的調(diào)試:①幅(相)頻特性選擇。幅頻特性按鈕(見面板圖):設(shè)定幅頻特性;相頻特性按鈕(見面板圖):設(shè)定相頻特性。②垂直坐標(biāo)范圍設(shè)定(見面板圖)。③水平坐標(biāo)范圍設(shè)定同垂直坐標(biāo)范圍設(shè)定相同:5.5字信號(hào)發(fā)生器(WordGenerator)輸出方式選擇區(qū)輸出方式選擇區(qū)圖5-7分別表示字信號(hào)發(fā)生器圖標(biāo)和面板字信號(hào)發(fā)生器能夠產(chǎn)生一組16路(位)二進(jìn)制字信號(hào)傳送給邏輯電路工作。在字信號(hào)編輯區(qū),16路(位)二進(jìn)制信號(hào)以4位16進(jìn)制數(shù)編輯與保存??梢员4?024條信號(hào),地址編號(hào)為0~3FF。字信號(hào)發(fā)生器的連接:字信號(hào)發(fā)生器圖標(biāo)下方16路接點(diǎn)為信號(hào)輸出端,左邊為高位,右邊為低位。字信號(hào)發(fā)生器的調(diào)節(jié):①字信號(hào)地址編輯(見面板圖):Edit按鈕:顯示當(dāng)前正在編輯的字信號(hào)的地址;Current按鈕:顯示當(dāng)前正在輸出的字信號(hào)的地址;Initial按鈕:顯示一個(gè)循環(huán)的首地址;Final按鈕:顯示一個(gè)循環(huán)的末地址。②輸出方式選擇,Cycle按鈕:循環(huán)方式輸出(按Ctrl+T停止);Burst按鈕:?jiǎn)螏绞捷敵?;Step按鈕:?jiǎn)尾椒绞捷敵觯籅reakpoint:可以設(shè)置某一個(gè)特定的字信號(hào)為中斷點(diǎn),當(dāng)用Burst或Cycle輸出方式運(yùn)行至該位置時(shí)輸出就會(huì)暫停;Pattern…按鈕:字信號(hào)編輯,可對(duì)字信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)設(shè)置,如圖5-8所示:Clearbuffer:清除字信號(hào)編輯區(qū)Clearbuffer:清除字信號(hào)編輯區(qū)Open:打開字信號(hào)文件Save:字信號(hào)文件存盤Upcounter:按遞增編碼Downcounter:按遞減編碼Shiftcounter:按右移編碼Shiftleft:按左移編碼圖5-8字信號(hào)編輯框例:要求譯碼顯示器按如下要求顯示結(jié)果。(1)從顯示器件庫(kù)和儀器庫(kù)中分別調(diào)出七段譯碼顯示器和字信號(hào)發(fā)生器,并連接好線路;(2)字信號(hào)圖標(biāo),彈出面板,再單擊Pattern按鈕,出現(xiàn)對(duì)話框,選擇Upcounter(按遞增編碼),按Accept。(3)在面板上設(shè)置參數(shù)Initial(起始值)為0000、Final(末值)為0009、Frequency(頻率)設(shè)為1Hz;(4)分別用循環(huán)方式(單擊Cycle按鈕)、單幀方式(單擊Burst按鈕)、單步方式(連續(xù)單擊Step按鈕)三種方式演示看看有什么不同。(5)改變Frequency(頻率)參數(shù)的設(shè)置,看看顯示有什么不同。5.6邏輯分析儀(LogicAnalyzer)圖5-9分別表示邏輯分析儀圖標(biāo)和面板邏輯分析儀的主要用途是對(duì)數(shù)字信號(hào)的高速采集和時(shí)序分析,可用來(lái)同時(shí)記錄和顯示16路邏輯信號(hào),分析輸出波形。(1)邏輯分析儀連接見圖標(biāo)左邊為16個(gè)輸入信號(hào)端子,下方三個(gè)端子從左到右依次為:外時(shí)鐘輸入;時(shí)鐘控制輸入;觸發(fā)控制輸入。連接好邏輯分析儀,雙擊圖標(biāo),展開面板,可顯示出時(shí)鐘信號(hào)的輸出波形。(2)采樣時(shí)鐘設(shè)置。單擊采樣時(shí)鐘按鈕,彈出對(duì)話框。該對(duì)話框用于對(duì)波形采集的控制時(shí)鐘進(jìn)行設(shè)置。①觸發(fā)沿方式:上升沿有效(Positive)、下降沿有效(Negative)。②觸發(fā)選擇:外觸發(fā)(External)、內(nèi)觸發(fā)(Internal)。③內(nèi)時(shí)鐘頻率:可以改變選擇內(nèi)觸發(fā)時(shí)的內(nèi)時(shí)鐘頻率。④時(shí)鐘限定:決定輸入信號(hào)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的控制,當(dāng)設(shè)置為“X”時(shí),表示只要有信號(hào)到達(dá),邏輯分析儀就開始對(duì)波形的采集;當(dāng)設(shè)置為“1”時(shí),表示時(shí)鐘控制輸入為1時(shí)邏輯分析儀開始進(jìn)行波形的采集;當(dāng)設(shè)置為“0”時(shí),表示時(shí)鐘控制輸入為0時(shí)邏輯分析儀開始進(jìn)行波形的采集。⑤觸發(fā)設(shè)置:觸發(fā)前數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)(Pre-triggersamples)、觸發(fā)后數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)(Post-triggersamples)、觸發(fā)門數(shù)(Thresholdvoltage)。(3)觸發(fā)模式設(shè)置。單擊觸發(fā)模式設(shè)置按鈕,彈出對(duì)話框,如圖5-10。對(duì)話框中可以輸入A、B、C三個(gè)觸發(fā)字。三個(gè)觸發(fā)字的識(shí)別方式可以通過(guò)進(jìn)行選擇,分為以下八種組合情況;八種組合:AorB八種組合:AorBAorBorCAthenB(AorB)thenCAthen(BorC)AthenBthenCAthenB(noC)圖5-10觸發(fā)模式設(shè)置對(duì)話框說(shuō)明:觸發(fā)字的某一位設(shè)置為X時(shí)表示該位為“任意”(0、1均可)。三個(gè)觸發(fā)字的默認(rèn)設(shè)置均為xxxxxxxxxxxxxxxx,表示只要第一個(gè)輸入邏輯信號(hào)到達(dá),無(wú)論是什么邏輯值,邏輯分析儀均被觸發(fā)開始波形的采集。否則必須滿足觸發(fā)字的組合條件才被觸發(fā)。此外,Triggerqualifier(觸發(fā)限定字)對(duì)觸發(fā)有控制作用。若該位設(shè)為X,觸發(fā)控制不起作用,觸發(fā)完全由觸發(fā)字決定;若該位設(shè)置為1(或0),則僅當(dāng)觸發(fā)控制輸入信號(hào)為1(或0)時(shí),觸發(fā)字才起作用;否則即使觸發(fā)字組合條件滿足也不能引起觸發(fā)。例:用邏輯分析儀測(cè)試頻率為1000Hz、占空比為50%的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。(1)從元器件庫(kù)和儀器庫(kù)中分別調(diào)出時(shí)鐘脈沖信號(hào)和邏輯分析儀,連接好電路;(2)雙擊時(shí)鐘脈沖信號(hào)源,把信號(hào)頻率參數(shù)設(shè)為1000Hz、占空比為50%;(3)雙擊邏輯分析儀圖標(biāo),展開邏輯分析儀面板,調(diào)節(jié)面板上的時(shí)間刻度設(shè)置為2,按“啟動(dòng)”按鈕使電路開始仿真,可以看到仿真波形圖(4)調(diào)節(jié)面板上的讀數(shù)指針1和指針2至相差一個(gè)周期位置。(5)從指針處讀數(shù)框中可以得到測(cè)試數(shù)據(jù),T1對(duì)應(yīng)時(shí)刻為19.5ms,T2對(duì)應(yīng)時(shí)刻為20.5ms,波形周期為T1-T2=1ms。5.7邏輯轉(zhuǎn)換儀(LogicConverter)輸出端八個(gè)輸入端輸出端八個(gè)輸入端邏輯表達(dá)式區(qū)邏輯表達(dá)式區(qū)真值表區(qū)轉(zhuǎn)換方式選擇按鈕真值表區(qū)轉(zhuǎn)換方式選擇按鈕圖5-11分別為圖標(biāo)和展開面板邏輯轉(zhuǎn)換儀是EWB5.21特有的儀表,在數(shù)字電路中是一個(gè)非常實(shí)用的測(cè)試儀器??捎脕?lái)完成真值表、邏輯表示式和邏輯電路三者之間的相互轉(zhuǎn)換。(1)轉(zhuǎn)換方式電路→真值表:?jiǎn)螕舸税粹o,則邏輯電路的真值表將顯在“真值表”顯示區(qū)。然后,可以把它轉(zhuǎn)換成其它形式。真值表→邏輯表達(dá)式:?jiǎn)螕舸税粹o,則真值表對(duì)應(yīng)的邏輯表達(dá)式將顯示在“表達(dá)式與最簡(jiǎn)式”顯示區(qū)。真值表→最簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式:?jiǎn)螕舸税粹o,則真值表對(duì)應(yīng)的最簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式將顯示在“表達(dá)式與最簡(jiǎn)式”顯示區(qū)。邏輯表達(dá)式→真值表:?jiǎn)螕舸税粹o,則“表達(dá)式與最簡(jiǎn)單式”顯示區(qū)的邏輯表達(dá)式對(duì)應(yīng)的真值表將顯示在“真值表”顯示區(qū)。邏輯表達(dá)式→電路:?jiǎn)螕舸税粹o,則相應(yīng)的邏輯電路將顯示在電路工作區(qū)。邏輯表達(dá)式→與非門電路:?jiǎn)螕舸税粹o,則相應(yīng)的由與非門組成的邏輯電路將顯示在電路工作區(qū)。(2)輸入真值表功能邏輯轉(zhuǎn)換儀器還有輸入真值表的功能??筛鶕?jù)設(shè)計(jì)要求編寫真值表,并由此得出邏輯最簡(jiǎn)表達(dá)式和邏輯電路圖。①單擊邏輯轉(zhuǎn)換儀頂部的輸入符號(hào)確定所需的輸入端,如設(shè)置A、B、C三個(gè)輸入信號(hào),并按二進(jìn)制方式顯示輸入狀態(tài)。②根據(jù)電路的設(shè)計(jì)要求可以對(duì)應(yīng)輸入狀態(tài)相應(yīng)的輸出值,可設(shè)置為0、1、X(X表示任意,可為0,也可為1)。例:用邏輯轉(zhuǎn)換儀測(cè)試三輸入與非門的邏輯功能。(1)連好線,雙擊圖標(biāo)展開面板。(2)單擊“電路→真值表”按鈕→顯示三輸入與非門的真值表。(3)單擊“邏輯代數(shù)表達(dá)式→最簡(jiǎn)式”按鈕→顯示最簡(jiǎn)式。(4)單擊“表達(dá)式→電路”按鈕→顯示所示由基本邏輯門組成的三輸入與非門電路。(5)單擊“表達(dá)式→與非門電路”按鈕→顯示所示二輸入與非門組成的三輸入與非門電路。如果已知表達(dá)式Y(jié)=A`B`C`,該如何操作得出真值表?試一試。5.8幾種常用的測(cè)試、指示儀器除上面介紹的實(shí)驗(yàn)儀器以外,在進(jìn)行EWB電路實(shí)驗(yàn)時(shí),還經(jīng)常用到指示儀器庫(kù)中的電壓表、電流表、彩色指示器、七段數(shù)碼管和譯碼數(shù)碼管。下面簡(jiǎn)單介紹這幾種儀器的使用方法。圖5-12指示儀器庫(kù)(1)電壓表、電流表。指示儀器庫(kù)中有兩種測(cè)試儀表:電壓表(Voltmeter)和電流表(Ammeter)。從指示儀器庫(kù)中調(diào)出電壓表(電流表)后,按右鍵單擊電壓表(電流表)可出現(xiàn)編輯菜單,選擇Rotate可設(shè)置電壓表(電流表)橫向方式接入和豎向方式接入。并且淺線條的一邊為表的正極,深的一邊為負(fù)極。一個(gè)文件中電壓表和電流表可多次使用。(2)彩色指示器。用于數(shù)字電路狀態(tài)測(cè)試,當(dāng)接入為高電平(邏輯1)時(shí)發(fā)光,不需要外接電阻或接地。在仿真數(shù)字電路時(shí),可以用來(lái)監(jiān)視電路各點(diǎn)的邏輯狀態(tài)。顯示顏色有紅(RedProbe)、綠(GreenProbe)、藍(lán)(BluePorbe)三種。(3)七段數(shù)碼管。電路工作時(shí),七段數(shù)碼管顯示輸入的狀態(tài)從左到右七個(gè)端分別控制a~g共七個(gè)顯示段。當(dāng)輸入為1時(shí),相應(yīng)的段發(fā)光。(4)譯碼數(shù)碼管。譯碼數(shù)碼管比七段數(shù)碼管使用方便,它僅需要四個(gè)二進(jìn)制輸入,每一組四位二進(jìn)制輸入后,將其譯碼為對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)字顯示出來(lái)。5.9示范一、(1)選取電阻和電容,雙擊后將阻值改為200Ω,電容值為1uF。(2)連線時(shí)鼠標(biāo)點(diǎn)中電阻一端,會(huì)出一個(gè)小黑點(diǎn),按住后再將鼠標(biāo)向外沿伸,一直拉到電容一端引腳(這時(shí)電容的引腳也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小黑連接點(diǎn))。(3)在儀器庫(kù)中取出信號(hào)源和示波器,再取出接地,按圖5-13所示完成連線。(4)若連接點(diǎn)的線不平直,可選中接點(diǎn)(或任何器件),利用鍵盤上的←↑→↓四個(gè)鍵作調(diào)整。(5)雙擊儀器的面板,可對(duì)信號(hào)源和示波器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。(6)雙擊連線,可改變連線的顏色。(7)與示波器相連的線的顏色會(huì)顯示同色的波形。(8)將示波器的屏幕展開,可看到二個(gè)連續(xù)波形,按下暫停鍵,拖曳滾動(dòng)條,將波形周期調(diào)整到顯示二至三個(gè),如圖5-14所示。(9)拖曳指針,可讀出它們之間的頻率差,算出它們的相位差。(10)若用到開關(guān),需按鍵盤的空格鍵,它才起作用。(11)若用到可變電阻,需對(duì)它進(jìn)行參數(shù)設(shè)置(初始值、改變量),每按一次R鍵,電阻值就會(huì)改變。(12)器件若需旋轉(zhuǎn),可按Ctrl+R圖5-13連接圖圖5-14波形圖二、(1)數(shù)字電路仿真實(shí)驗(yàn),需選取芯片、Vcc(+5V電源)、Gnd接地、時(shí)鐘源和一些邏輯門等。(2)輸出部分可選取數(shù)碼管和發(fā)光管來(lái)觀察,如圖5-15所示計(jì)算器電路。(3)芯片的一些空余管腳最好能接高電平。否則邏輯就會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。圖5-1574160構(gòu)成的計(jì)數(shù)器
第六章EWB的基本分析方法EWB軟件對(duì)電路有六種基本分析方法,分別為直流靜態(tài)工作點(diǎn)分析、交流頻率分析、瞬態(tài)分析、傅立葉分析、嘈聲分析、失真分析,另有參數(shù)掃描分析、溫度掃描分析、零—極點(diǎn)分析、傳遞函數(shù)分析、直流和交流靈敏度分析、蒙特卡羅分析、最差情況分析等七種高級(jí)分析功能。本章只簡(jiǎn)單為大家介紹直流靜態(tài)工作點(diǎn)分析、交流頻率分析、瞬態(tài)分析、傅立葉分析四種基本分析方法。6.1直流(靜態(tài))工作點(diǎn)分析(DCOperatingPointAnalysis)在進(jìn)行直流(靜態(tài))工作點(diǎn)分析時(shí),電路中的交流源將被置為零,電感短路,電容開路,電路中的數(shù)字元器件將被視為高阻接地。這種分析方法對(duì)模擬電路非常適用。下面以一道例題來(lái)做講解。例:求單級(jí)三極管放大電路各個(gè)節(jié)點(diǎn)直流電壓。分析步驟:(1)打開一個(gè)新文件,在電子工作區(qū)上創(chuàng)建電路。選擇菜單欄Circuit(電路)中的SchematicOptions(作圖選項(xiàng)),選定ShowNode選項(xiàng)為選中狀態(tài),則電路中的節(jié)點(diǎn)標(biāo)志顯示在電路中。(2)選擇菜單欄Analysis(分析)中的DCOperatingPointAnalysis(直流工作點(diǎn)分析)選項(xiàng),則軟件會(huì)自動(dòng)把電路中所有的節(jié)點(diǎn)電壓數(shù)值和電源支路的電流數(shù)值顯示在菜單欄Analysis(分析)中的DisplayGraph(顯示圖)中。(3)選擇菜單欄Analysis(分析)中的DisplayGraph(顯示圖),或單擊工具欄圖標(biāo)中的分析圖快捷按鈕,可看到分析結(jié)果。在進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析時(shí),電路中的數(shù)字元器件將被視為高阻接地。圖6-1單級(jí)三極管放大電路對(duì)單級(jí)三極管放大電路的直流工作點(diǎn)分析結(jié)果:6.2交流頻率分析(ACFrequencyAnalysis)交流頻率分析,即分析電路中某一節(jié)點(diǎn)的頻率特性。分析時(shí),電路中的直流源將自動(dòng)置零,交流信號(hào)源、電容、電感等均處于交流模式,輸入信號(hào)也設(shè)定為正弦波形式。無(wú)論輸入是何交流信號(hào),在進(jìn)行交流頻率分析時(shí),會(huì)自動(dòng)把它作為正弦信號(hào)輸入。因此,輸出響應(yīng)也是該電路的交流頻率的函數(shù)。例:同樣為單級(jí)三極管放大電路,求節(jié)點(diǎn)4的交流頻率特性,即節(jié)點(diǎn)4的幅頻特性和相頻特性。分析步驟:創(chuàng)建電路,選擇菜單欄Analysis(分析)中的ACfrequency(交流頻率),則彈出對(duì)話框,根據(jù)提示設(shè)置參數(shù)。圖6-2AC分析對(duì)話框參數(shù)說(shuō)明:SStartfrequency(FSTART):掃描起始頻率。Endfrequency(FSTOP):掃描終點(diǎn)頻率。說(shuō)明:根據(jù)分析頻率范圍,選擇合適的起始和終點(diǎn)頻率。Sweeptype:掃描類型,顯示曲線X軸刻度形式,有十倍頻(decade)、線性(linear)、二倍頻程(octave)3種。說(shuō)明:如果頻率范圍很寬,建議設(shè)置為decade形式。Numberofpoint:顯示點(diǎn)數(shù)。Verticalscale:顯示曲線Y軸刻度形式,有對(duì)數(shù)(log)、線性(linear)、分貝(decible)3種。說(shuō)明:如果幅頻特性值較大,建議設(shè)置為decible形式。Nodeforanalysis:待分析節(jié)點(diǎn),可同時(shí)分析多個(gè)節(jié)點(diǎn)。(2)選擇需分析的電路節(jié)點(diǎn)4,確定分析的起始頻率(StartFrequency)、終點(diǎn)頻率(Endfrequency)、掃描方式(Sweeptype)、顯示點(diǎn)數(shù)(Numberofpoints)、垂直尺度(Verticalscale)。(3)點(diǎn)擊Simulate(仿真)按鈕,可得到如圖6-3所示節(jié)點(diǎn)4的幅頻特性和相頻特性波形。圖6-3節(jié)點(diǎn)4的幅頻特性和相頻特性波形6.3瞬態(tài)分析(TransientAnalysis)瞬態(tài)分析,也稱為時(shí)域暫態(tài)分析,是指電路中某一節(jié)點(diǎn)的時(shí)域響應(yīng),即該節(jié)點(diǎn)在整個(gè)顯示周期中每一時(shí)刻的電壓波形。在進(jìn)行瞬態(tài)分析時(shí),直流電源保持常數(shù),交流信號(hào)源隨著時(shí)間而改變,電容和電感都是能量?jī)?chǔ)存模式元件。瞬態(tài)分析對(duì)話框和各參數(shù)說(shuō)明如下:圖6-5瞬態(tài)分析對(duì)話框參數(shù)說(shuō)明:SSettozero:初始條件為零開始分析。User-defined:由用戶定義的初始條件進(jìn)行分析。CalculateDCoperatingpoint:將直流工作點(diǎn)分析結(jié)果作為初始條件進(jìn)行分析。Starttime(TSTART):瞬態(tài)分析的起始時(shí)間。要求大于等于零,小于終點(diǎn)時(shí)間。Stoptime(TSTOP):瞬態(tài)分析的終點(diǎn)時(shí)間。必須大于起始時(shí)間。Generatetimestepsautomatically:自動(dòng)選擇一個(gè)較為合理的或最大的時(shí)間步長(zhǎng)。該參數(shù)有兩項(xiàng)設(shè)置:”minimumnumberoftimepoint”仿真輸出圖上,從起始時(shí)間到終點(diǎn)時(shí)間的點(diǎn)數(shù)。“maximumtimestep”最大時(shí)間步長(zhǎng)。這兩項(xiàng)的設(shè)置是關(guān)聯(lián)的,只要設(shè)置其中一個(gè),另一個(gè)自動(dòng)變化。Setplottingincrement/plottingincrement:設(shè)置繪圖線增量。它跟隨“minimumnumberoftimepoint”設(shè)置值自動(dòng)變化,也可單獨(dú)設(shè)置。Nodeforanalysis:待分析節(jié)點(diǎn)。例:電路如下圖6-6(a)所示,t=0時(shí),K閉合,Uc1(0)=30V(方向上正下負(fù)),求Uc1電壓波形以及t=60ms時(shí)Uc1的值。圖6-6(a)瞬態(tài)分析電路圖6-6(b)瞬態(tài)分析等效電路分析步驟:(1)創(chuàng)建進(jìn)行分析的電路如圖6-6(b)所示,選擇菜單欄Analysis(分析)中的Transient(瞬態(tài)分析)。根據(jù)對(duì)話框的要求,設(shè)置參數(shù)。(2)點(diǎn)擊Simulate(仿真)按鈕,得到如圖6-6(c)所示節(jié)點(diǎn)8的瞬態(tài)波形。節(jié)點(diǎn)8電壓便是電容器C1兩端電壓,在對(duì)話框中,將“settozero”設(shè)置為“選用”?!皊tarttime”、”節(jié)點(diǎn)8電壓便是電容器C1兩端電壓,在對(duì)話框中,將“settozero”設(shè)置為“選用”?!皊tarttime”、”stoptime”分別設(shè)置為“0s”、“0.1s”。仿真結(jié)果如左邊圖c所示,從中可以得出在t=60ms時(shí)Uc1的值為38.82V。圖6-6(c)節(jié)點(diǎn)8的瞬態(tài)波形注意:在對(duì)選定的節(jié)點(diǎn)做瞬態(tài)分析時(shí),可以以直流分析的結(jié)果作為瞬態(tài)分析的初始條件。瞬態(tài)分析也可以通過(guò)連接示波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。瞬態(tài)分析的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)設(shè)置,可以更好、更仔細(xì)地觀察起始波形的變化情況。6.4傅立葉分析(FourierAnalysis)傅立葉分析方法用于分析估計(jì)時(shí)域信號(hào)的直流、基頻和諧波分量,即離散傅立葉變換。這個(gè)分析將電壓波形從時(shí)域變換到頻域,求出它的頻域變化規(guī)律。EWB會(huì)自動(dòng)地進(jìn)行時(shí)域分析以得到傅立葉分析的結(jié)果。在進(jìn)行傅立葉分析時(shí),必須首先在對(duì)話欄里選擇一個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)即輸出分量,分析從這個(gè)節(jié)點(diǎn)獲得的電壓波形。分析還需要一個(gè)基頻,一般將電路中的交流激勵(lì)源的頻率設(shè)定為基頻,若在電路中有幾個(gè)交流源時(shí),那么基頻將是這些頻率的最小公因數(shù)。比如有一個(gè)10.5KHz和一個(gè)7KHz的交流激勵(lì)信號(hào),那么基頻就是0.5Hz.傅立葉分析對(duì)話框和各參數(shù)說(shuō)明如下圖所示。Outputnode:輸出節(jié)點(diǎn),即被分析的電路節(jié)點(diǎn),由使用者設(shè)置。Outputnode:輸出節(jié)點(diǎn),即被分析的電路節(jié)點(diǎn),由使用者設(shè)置。Fundamentalfrequency:基波頻率,即交流信號(hào)激勵(lì)源的頻率或最小公因數(shù)頻率。頻率值的確定由電路所要處理的信號(hào)來(lái)定。Numberofhamonics:包括基波在內(nèi)的諧波總數(shù)。Verticalscale:Y軸刻度類型,包括:線性(linear)、對(duì)數(shù)(log)、分貝(decibel)。Displayphase:顯示傅立葉分析的相頻特性。Outputaslinegraph:顯示傅立葉分析的幅頻特性(對(duì)振幅取絕對(duì)值)曲線。圖6-7傅立葉分析對(duì)話框例:對(duì)純電阻負(fù)載半波整流電路輸出電壓進(jìn)行傅立葉分析,電路圖如圖6-8(a)所示。圖6-8(a)純電阻負(fù)載半波整流電路圖6-8(b)傅立葉分析曲線其直流、基波、諧波振幅與嚴(yán)格數(shù)學(xué)表達(dá)式U=Um(0.38+0.5sinwt-0.212cos2wt-0.042cos4wt其直流、基波、諧波振幅與嚴(yán)格數(shù)學(xué)表達(dá)式U=Um(0.38+0.5sinwt-0.212cos2wt-0.042cos4wt…)V中的直流、基波、諧波振幅值相吻合。分析步驟:(1)在EWB上創(chuàng)建需進(jìn)行分析的電路圖;(2)選定“分析(Analysis)”欄中的“傅立葉分析(Fourier)”項(xiàng);(3)確定被分析的電路節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)2);(4)根據(jù)對(duì)話框的要求,設(shè)置參數(shù)(見傅立葉對(duì)話框所示設(shè)置);(5)按“仿真(Simulate)”鍵,即可獲得被分析節(jié)點(diǎn)的離散傅立葉變換的頻譜波形,按“ESC”鍵將停止仿真的運(yùn)行。6.5示范一、負(fù)反饋放大器性能分析1、目的(1)求出無(wú)負(fù)反饋時(shí)中頻段電壓放大倍數(shù)AuI,下限頻率fL、上限頻率fH、輸入電阻Ri,輸出電阻Ro、觀察波形失真情況。(2)求施加負(fù)反饋后中頻段電壓放大倍數(shù)AuIf,下限頻率fLf、上限頻率fHf、輸入電阻Rif,輸出電阻Rof、觀察波形失真情況。2、分析仿真(1)電路圖如圖6-9所示。圖6-9負(fù)反饋放大器電路圖(2)分析方法①去掉R8,斷開越級(jí)負(fù)反饋。測(cè)AuI,用AC分析或示波器測(cè)量,見圖6-12.輸入17mV時(shí),輸出2.05V,波形失真,如圖6-10所示。AuI=2.05V/17mV=121。由AC分析可得fL=260Hz,fH=1.0MHz,如圖6-13所示。輸入10mV時(shí),輸出1.35V,波形基本無(wú)失真,如圖6-11所示AuI=1.35V/10mV=135。圖6-10輸入17mV時(shí),輸出2.05V時(shí)的波形圖6-11輸入10mV時(shí),輸出1.35V的波形圖6-12斷開越級(jí)負(fù)反饋后的放大器電路圖圖6-13輸入17mV時(shí),輸出的幅頻特性圖②測(cè)量Ri、Ro,方法如圖6-14所示。Ri=10mV/0.76μA=13.16kΩ,Ro=RL(U’O/UO-1)=4.7kΩ(2.639V/1.350V-1)=4.92kΩ。③接入R8,組成越級(jí)負(fù)反饋,進(jìn)行交流分析。AuIf=16,下限頻率fLf=61Hz、上限頻率fHf=4.4MHz、輸入電阻Rif=10mV/0.485μA=20.6kΩ,輸出電阻Rof=4.7kΩ(0.173V/0.164V-1)=0.258kΩ。波形失真教小。圖6-14求Ri、Ro時(shí)的電路圖二、整流、濾波及負(fù)載特性分析(一)測(cè)試說(shuō)明1、目的測(cè)量半波、全波整流濾波電路的均值電壓及波形。2、原理(1)整流特性(空載)半波整流均值電壓U0(AV)≈0.45U2全波整流均值電壓 U0(AV)≈0.9U2(2)濾波特性
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