EWB(PPT)課件

1、EDA技術(shù)應(yīng)用專題(一）EWB電路仿真軟件的應(yīng)用電路仿真軟件的應(yīng)用EDA技術(shù)概述什么是EDA技術(shù) EDA（Electronic Design Automation)電子設(shè)計自動化。即以計算機為工具來完成電子系統(tǒng)的設(shè)計過程EDA技術(shù)的四個基本內(nèi)容 1、電路的模擬仿真及功能測試（EWB等） 2、電路原理圖及PCB板圖的繪制 （PROTEL98/99，ORCAD等） 3、可編程邏輯器件（PLD）的設(shè)計 4、專用集成電路ASIC的設(shè)計1.EWB軟件簡介軟件簡介2.EWB軟件界面軟件界面3.EWB軟件基本操作方法軟件基本操作方法4.EWB軟件實驗題目軟件實驗題目EWB電路仿真軟件的應(yīng)用電路仿真軟件的應(yīng)用

2、Electronic Workbench軟件簡稱EWB，是由加拿大Interactive Image Technologies公司開發(fā)的專門用于電路仿真的軟件，可以用來仿真電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路模擬/數(shù)字混合電路、高頻電路及自動控制電路等。（1）采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路：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取；（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。（3）EWB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(shè)計工具，它可以同其它流行的電路分析、設(shè)計和制板軟件交換數(shù)據(jù)。（5）E

3、WB還是一個優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)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。EWB軟件的特點EWBEWB軟件界面軟件界面1EWB的主窗口 2元件庫欄信號源庫 基本器件庫 二極管庫 模擬集成電路庫 指示器件庫 儀器庫 EWB軟件基本操作方法軟件基本操作方法 創(chuàng)建電路使用儀器3、基本分析方法4、文件的保存5、EWB仿真實例（軟件自帶）（）元器件操作 元件選用：打開元件庫欄，移動鼠標(biāo)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(biāo)拖拽。元件的旋轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、復(fù)制和刪除：用鼠標(biāo)單擊元件符號選定，用相應(yīng)的菜單、工

4、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(shè)置：選定該元件，從右鍵彈出菜單中選Component Properties可以設(shè)定元器件的標(biāo)簽（Label）、編號（Reference ID）、數(shù)值（Value）和模型參數(shù)（Model）、故障（Fault）等特性。創(chuàng)建電路說明：元器件各種特性參數(shù)設(shè)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(shè)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(shè)置。 （）導(dǎo)線的操作

5、主要包括：導(dǎo)線的連接、彎曲導(dǎo)線的調(diào)整、導(dǎo)線顏色的改變及連接點的使用。連接：鼠標(biāo)指向一元件的端點，出現(xiàn)小園點后，按下左鍵并拖拽導(dǎo)線到另一個元件的端點，出現(xiàn)小園點后松開鼠標(biāo)左鍵。刪除和改動：選定該導(dǎo)線，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選delete ?；蛘哂檬髽?biāo)將導(dǎo)線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(dǎo)線，而且連接點可以賦予標(biāo)識； 向電路插入元器件，可直接將元器件拖曳放置在導(dǎo)線上，然后釋放即可插入電路中。（3）電路圖選項的設(shè)置 Circuit/Schematic Option對話框可設(shè)置標(biāo)識、編號、數(shù)值、模型參數(shù)、節(jié)點號等的

6、顯示方式及有關(guān)柵格（Grid）、顯示字體（Fonts）的設(shè)置，該設(shè)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。 （） 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(biāo)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(shè)置工作參數(shù)。電壓表和電流表可以多次選用。使用儀器（） 數(shù)字多用表數(shù)字多用表的量程可以自動調(diào)整。下圖是其圖標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)電壓值都可以任意設(shè)置。從打開的面板上選Setting 按鈕可以設(shè)置其參數(shù)。 （）示波器示波器為雙蹤模擬式，其圖標(biāo)和面板如下圖所示

7、。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、B（A、B通道觸發(fā)按鈕）；Ext（外觸發(fā)按鈕）X（Y）position - X（Y）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、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(biāo)和面板如下圖所示?？烧{(diào)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

8、，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(biāo)和面板如下圖所示。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。在使用波特圖儀時，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(shè)定并無特殊要求，頻率測量的范圍由波特圖儀的參數(shù)設(shè)置決定。 其中：Magnitude（Phase）- 幅頻（相頻）特性選擇按鈕；Vertical（Horizontal）Log/Lin - 垂直（水平）坐標(biāo)類型選擇按鈕（對數(shù)/線性）；F（I）- 坐標(biāo)終點（起點）。 （1）直流工作點的分析(DC Operation Point Analysi

9、s)直流工作點的分析是對電路進行進一步分析的基礎(chǔ)。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。3、基本分析方法（2）交流頻率分析(AC Frequency Analysis)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(shè)定為正弦波形式。（3）瞬態(tài)分析(Transient Analysis)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

10、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(Fourier Analysis)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。一般將電路中交流激勵源的頻率設(shè)定為基頻，若在電路中有幾個交流源時，可以將基頻設(shè)定在這些頻率的最小公因數(shù)上。 （1）在指定目錄下，建立文件夾，（2）給文件命名（擴展名.ewb自動加入），保存在指定目錄下的文件夾中。（3）再次打開文件時，須進入EWB軟件調(diào)入。4 、EWB文件的保存。1.EWB在電路分析中的應(yīng)用2.EWB在模擬

11、電路中的應(yīng)用3.EWB在數(shù)字電路中的應(yīng)用4.EWB在高頻電路中的應(yīng)用試驗1.1：KCL、KVL定律， 疊加定理試驗1.2: 戴維南定理試驗1.3: RLC串聯(lián)諧振回路試驗1.4: 線性電路的幅頻特性研究試驗1.5: RC電路的研究1.實驗?zāi)康模?）驗證KCL、KVL定律. 疊加定理。（2）學(xué)習(xí)EWB軟件的使用。2實驗步驟 （1）驗證KCL、KVL定律 在EWB工作環(huán)境下，按圖1連接電路。從指示器件庫中取出電壓表、電流表，把電壓表并在電路中，把電流表串在電路中。按下“啟動停止”開關(guān)，啟動電路。記錄下各支路的電流，電壓，填入數(shù)據(jù)表1中，驗證KCL、KVL定律。 （2）進行直流工作點分析(DC Op

12、eration Point Analysis)1.1 KCL、KVL定律，定律， 疊加定理疊加定理 I1I2I3U1U2U3U4理論值 測試值 圖1表1（2）驗證疊加定理 圖21.2 戴維南定理1 實驗?zāi)康模?）學(xué)習(xí)測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電路的方法。（2） 進一步掌握EWB軟件的應(yīng)用2 實驗原理一個含獨立電源、線性電阻和受控源的一端口，對外電路而言，可以用一個電壓源和電阻的串聯(lián)組合等效。圖3(a)2 實驗步驟圖3（b)（3）圖3（a）電路中，直流電源短路，負載開路，用萬用表電阻檔測量等效電阻R0。和用公式求得的結(jié)果相比較。1.3 RLC串聯(lián)諧振回路1 實驗?zāi)康模?）學(xué)習(xí)測量R、L、C串聯(lián)諧振回路

13、的頻率特性曲線（2） 研究電路參數(shù)對諧振特性的影響2 實驗原理圖43 實驗步驟:(1)(2)對電路進行時域,頻域特性分析(3)信號源改為方波,進行付立葉級數(shù)分析1.4 線性電路的幅頻特性研究1.實驗?zāi)康模海?）研究線性電路的幅頻特性;（2）學(xué)習(xí)示波器,波特圖儀的使用.2.試驗步驟：（1）按圖連接電路，開啟電源;（2）用示波器觀察信號頻率分別為10HZ,10KHZ時的波形,并讀出電壓值.（3）用波特圖儀觀察輸出的幅頻特性。1.5 RC電路的研究（1）用示波器觀察圖5開關(guān)打開、閉合時電容充、放電的波形圖5（2）用示波器觀察圖6電路示波器中電容充、放電的波形，測量時間常數(shù)。（3）進行瞬態(tài)分析(Tra

14、nsient Analysis)圖6（4）用頻譜儀測量電路圖7的幅頻特性與相頻特性（5）進行交流頻率分析(AC Frequency Analysis)圖72.1 基本放大電路的仿真2.2 差動放大電路的研究2.3 負反饋放大電路分析2.4 集成運放的應(yīng)用研究2.1 基本放大電路的仿真 1 實驗?zāi)康?1)掌握基本放大電路的特性；(2)熟悉EWB軟件的基本應(yīng)用2 實驗步驟：(1)按圖2-1連接電路；用電流表和電壓表DC擋測量靜態(tài)值IBQ，ICQ，UCEQ，和理論值比較。(2)用電壓表AC擋測量輸入、輸出電壓，計算電壓放大倍數(shù)。源電壓放大倍數(shù)，和理論值比較。(3)調(diào)節(jié)輸入信號幅度，用示波器觀察失真情

15、況，測量最大不失真輸出電壓。(4)輸入信號幅度50mV, 改變偏置電阻R1(10k,50k) ，用示波器觀察失真情況。圖2-12.2 差動放大電路的研究1 實驗?zāi)康?1)掌握差動放大電路的基本特性；(2)熟悉EWB軟件的基本分析方法2 實驗步驟： 按圖2-2（a）連接電路；(1)顯示電路結(jié)點號，進行DC分析，記錄三級管各極的電位；(2)測試差摸放大特性：用電壓表AC擋測量單端輸出電壓和雙端輸出電壓；計算差摸放大倍數(shù)(3)對V1管集電極輸出端進行瞬態(tài)分析及頻率特性分析(4)測試共摸抑制特性：按圖2-2（b）連接電路，用電壓表AC擋測量單端輸出電壓和雙端輸出電壓；計算共摸放大倍數(shù)。計算共摸抑制比。 圖2-2（a）圖2-2（b）23 負反饋放大電路分析1 實驗?zāi)康?1)掌握負反饋放大電路的特性；(2)掌握EWB軟件中虛擬儀器的應(yīng)用2 實驗步驟：(1)按圖2-3連接電路；調(diào)節(jié)偏置電阻，使IC1Q =0.6m