仿真軟件EWB的使用

1、仿真軟件EWB勺使用第一章EWB概述EWB!ElectronicsWorkbench的縮寫，稱為電子工作平臺，是一種在電子技術界廣為應用的優(yōu)秀計算機仿真設計軟件，被譽為"計算機里的電子實驗室"。其特點是圖形界面操作，易學、易用，快捷、方便，真實、準確，使用EWBT實現(xiàn)大部分硬件電路實驗的功能。電子工作平臺的設計試驗工作區(qū)好像一塊"面包板"，在上面可建立各種電路進行仿真實驗。電子工作平臺的器件庫可為用戶提供350多種常用模擬和數(shù)字器件，設計和試驗時可任意調(diào)用。虛擬器件在仿真時可設定為理想模式和實模式，有的虛擬器件還可直觀顯示，如發(fā)光二極管可以發(fā)出紅綠藍光，

2、邏輯探頭像邏輯筆那樣可直接顯示電路節(jié)點的高低電平，繼電器和開關的觸點可以分合動作，熔斷器可以燒斷，燈泡可以燒毀，蜂鳴器可以發(fā)出不同音調(diào)的聲音，電位器的觸點可以按比例移動改變阻值。電子工作平臺的虛擬儀器庫存放著數(shù)字電流表、數(shù)字電壓表、數(shù)字萬用表、雙通道1000MHz數(shù)字存儲示波器、999MIHZ數(shù)字函數(shù)發(fā)生器、可直接顯示電路頻率響應的波特圖儀、16路數(shù)字信號邏輯分析儀、16位數(shù)字信號發(fā)生器等，這些虛擬儀器隨時可以拖放到工作區(qū)對電路進行測試，并直接顯示有關數(shù)據(jù)或波形。電子工作平臺還具有強大的分析功能，可進行直流工作點分析，暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)分析，高版本的EWBS可以進行傅立葉變換分析、噪聲及失真度分析、零

3、極點和蒙特卡羅等多項分析。使用EWB寸電路進行設計和實驗仿真的基本步驟是：1.用虛擬器件在工作區(qū)建立電路；2.選定元件的模式、參數(shù)值和標號；3.連接信號源等虛擬儀器；4.選擇分析功能和參數(shù)；5.激活電路進行仿真；6.保存電路圖和仿真結果。第二章初識EWB2.1 EWB5.0的安裝和啟動EWB5.O的安裝文件是EWB50C.EXE新建一個目錄EWB5.0乍為EWB勺工作目錄，將安裝文件復制到工作目錄，雙擊運行即可完成安裝。安裝成功后，在工作目錄下會產(chǎn)生可執(zhí)行文件EWB32.EXE和其它一些文件，EWB32.EX的圖標如圖2-1,雙擊該圖標即可運行EWB也可以在Windows的桌面上創(chuàng)建EWB32

4、.EX的快捷方式，通過此快捷方式啟動EWB2-1EWB32.EXE的圖標2.2 認識EWB勺界面EWBf其它Windows應用程序一樣，有一個標準的工作界面，它的窗口由標題條、菜單條、常用工具欄、虛擬儀器、器件庫圖標條、仿真電源開關、工作區(qū)及滾動條等部分組成，如圖2-2所示。標霞篆顯示比例仿真開關常用工具欄Uvivllii工乍區(qū)窗口圖2-2EWB-!x|新建保存尊陽粘貼左右翻造創(chuàng)建分電器元件屬性鼓土幫助打開打印復制旋轉上下翻轉顯示分析圖表嫡小調(diào)整顯示比例的工作窗口標題條中，顯示出當前的應用程序名ElectronicsWorkbench,即電子工作平臺。標題條左端有一個控制菜單框，右邊是最小化、

5、最大化（還原）和關閉三個按鈕。菜單條位于標題條的下方，如圖2-3所示。共有六組菜單：File（文件）、Edie（編輯）、Circuit（電路）、Analysis（分析）、Window（窗口）和Help（幫助），在每組菜單里，包含有一些命令和選項，建立電路、實驗分析和結果輸出均可在這個集成菜單系統(tǒng)中完成。*ElectronicslorklkenclL£ileEdit£ircuitArtalysi5Window乜虹,圖2-3EWB的標題欄和菜單條在常用工具欄中，是一些常用工具按鈕，各按鈕的意義如圖2-4所示。圖2-4EWB的常用工具欄常用器件庫按鈕欄中包含電源器件、模擬器件、數(shù)

6、字器件等12個按鈕，單擊按鈕可打開相應器件庫，用鼠標可將其中的器件拖放到工作區(qū)，以完成電路的連接。圖2-5即為常用器件庫按鈕欄，其中打開了晶體管器件庫。三踣器件庫其它器件庫控制器件攆扁荒件庫圖2-5打開了晶體管器件庫的常用器件庫按鈕欄單擊虛擬儀器按鈕可打開虛擬儀器庫，其中從左到右排列的儀器圖標分別是：數(shù)字萬用表、信號發(fā)生器、示波器、波特圖儀、字符發(fā)生器、邏輯分析儀和邏輯轉換器，如圖2-6所示?？捎檬髽藢⑻摂M儀器拖放到工作區(qū)，并對電路參數(shù)進行測試。虛楨儀器庫按鈕，室擊打開虛擬便器陣關閉按鈕，單擊可關閉虛擬儀器庫圖2-6打開了虛擬儀器庫的虛擬儀器按鈕工作區(qū)窗口是我們進行虛擬實驗使用的最基本的窗口，

7、在其中可以放置元件、虛擬儀器，連接電路以及對電路進行即時的修改和控制。止匕外，在EWB勺主窗口中還有仿真開關、暫停開關、用戶擴展器件庫按鈕、狀態(tài)欄等，在此不再詳述。2.3 虛擬模擬電路實驗演示下面讓我們用EW瞇做一個簡單的虛擬模擬電路實驗。放置器件，并調(diào)整其位置和方向啟動EWB用鼠標單擊電源器件庫按鈕打開電源器件庫，將電池器件拖放到工作區(qū)，此時電池符號為紅色，處于選中狀態(tài)，可用鼠標拖動改變其位置，用旋轉或翻轉按鈕使其旋轉或翻轉，單擊工作區(qū)空白處可取消選擇，單擊元件符號可重新選定該元件，對選定的元件可進行剪切、復制、刪除等操作。用同樣方法在工作區(qū)中再放置接地端（電源器件）、小燈泡（指示器件）和萬

8、用表（虛擬儀器）各一個，如圖2-7所示。圖2-7在工作區(qū)中放置器件圖2-8器件屬性設置對話框 設置器件屬性雙擊電池符號，會彈出電池屬性設置對話框，如圖2-8所示，將Value（參數(shù)值）選項卡中Voltage（電壓）項的參數(shù)改為10V,單擊確定按鈕，工作區(qū)中元件旁的標示隨之改變，用同樣方法將小燈泡設置為1W/10M通過器件屬性設置對話框中的其它選項卡還可以改變器件的標簽、顯示模式，以及給器件設置故障等。 連接電路把鼠標指向一個器件的接線端，這時會出現(xiàn)一個小黑點，拖動鼠標（按住左鍵，移動鼠標），使光標指向另一器件的接線端，這時又出現(xiàn)一個黑點，放開鼠標鍵，這兩個器件的接線端就連接起來了。照此將工作區(qū)

9、中的器件連成如圖2-9所示的電路。值得注意的是，這時如果為了排列電路而移動其中一個器件，接線是不斷開的。要斷開連接線，可用鼠標指向有關器件的連接點，這時出現(xiàn)一個小黑點，拖動鼠標，連線即脫離連接點。圖2-9在工作區(qū)中連接電路 觀察實驗現(xiàn)象，保存電路及仿真結果雙擊萬用表符號，會彈出萬用表面板，見圖2-9o單擊仿真開關，電路即被激活，開始仿真，可以看到小燈泡"亮”了，萬用表顯屏中也顯示出了電壓測量結果。改變電路，用萬用表來測電路中的電流，單擊萬用表面板上的進行仿真，結果如圖2-10所示。"A"按鈕，使其切換到電流檔，再激活電路圖2-10用萬用表測電流的仿真結果單擊工具欄

10、中的保存按鈕會彈出保存文件對話框，選擇路徑并輸入文件名，單擊確定可將電路保存為*EWB文件。 示例電路的仿真可以打開已有的EWBC件重新編輯或仿真，在EWEB：作目錄下的SAMPLES文件夾下就存放有系統(tǒng)自帶的示例文件。單擊工具欄中的打開按鈕，在彈出的打開文件對話框中選擇示例文件2M-OSCIL.EWB打開進行仿真，結果如圖2-11所示。我們可以嘗試改變元件參數(shù)或儀器設置，觀察不同的效果。圖2-11示例電路的仿真第三章EWB上的虛擬器件3.1 EWB5.0系統(tǒng)器件EWB5.(0k有12個系統(tǒng)預設的器件庫，其中包括146種器件，每種器件又可被設置為不同的型號或被賦予不同的參數(shù)，若按型號來劃分，其

11、數(shù)量不可盛數(shù)，因此，我們只把常用器件列出，以備參考。電源器件庫(SwrcF)接地端電池直簫穩(wěn)施源交端穩(wěn)壓源交流穩(wěn)簫源+5V電調(diào)基本器件庫(B&組c)接點-T電阻器jJ電容器二I單力雙擲開關二3延遲并關M電壓控制開關二極管*三極管器件庫(Diode、Transistors)*I二梭者主整端橋射|穩(wěn)壓二極管上|單向可控硅工|發(fā)光二極管衛(wèi)_|雙向可控硅指示器件庫。口dicators)口I電壓表電流表小燈泡邏輯電平指示器刊+15V電涯向|調(diào)幅源也調(diào)頻源上可變電阻器j1|有極性電容SI縫電器£|NFN三極管4|PNF三極首二I七段LED數(shù)碼管I芾隆碼數(shù)碼首3.2 器件屬性的設置雙擊工作

12、區(qū)中的器件，便會彈出器件屬性設置對話框。前面我們已經(jīng)初步認識了電池的屬性設置對話框，其它器件的屬性設置對話框與此相似，只不過個別項目會根據(jù)器件類別的不同而有所不同。下面我們再以三極管為例來看一下器件屬性的設置。三極管的屬性設置對話框共有5個選項卡，其中Label選項卡用來設置器彳的顯示標簽和ID標號，Display選項卡用來設置器件的顯示項目，AnalysisSetup選項卡用來設置器件工作的環(huán)境溫度。圖3-1所示白是Models選項卡，用于選擇器件的型號，還可以新建器件，或對選定器件進行刪除、復制、重命名和參數(shù)的編輯設定。圖3-1三極管屬性設置對話框之一如圖3-2所示白是Fault選項卡，用

13、于設置器件故障。不同的器件會有不同的故障類型，對于三極管，可以設置其任意兩極為短路、開路或有一定的泄漏電阻，若選擇None,則為沒有故障。3.3 用戶器件庫的使用我們可以把一些常用的器件或電路模塊保存在用戶器件庫中供以后使用時調(diào)用，從而可以避免重復，提高效率。要把系統(tǒng)器件庫中的器件添圖3-2三極管屬性設置對話框之二加到用戶器件庫，可以在該器件的圖標上單擊鼠標右鍵，選擇右鍵菜單中的Addtofavorites即可。而要把電路模塊作為器件添加到用戶器件庫中，則要通過分支電路來實現(xiàn)。©下面以一個RC串并聯(lián)網(wǎng)絡為例來說明用戶器件庫的建立和使用方法。首先建立如圖3-3(a)所示的電路，并選中R

14、1、C1、R2、C2以及接點B和C(方法是按住Shift鍵的同時用鼠標單擊各個器件，或用鼠標拖出一個包含被選器件的矩形區(qū)域即可)，然后單擊工具欄中的創(chuàng)建分支電路按鈕，彈出創(chuàng)建分支電路對話框，如圖3-3(b),輸入分支電路名稱，單擊MovefromCircuit按鈕(其它按鈕的作用請自己體會)，彈出如圖3-3(c)所示的分支電路窗口，此時該分支電路已添加到了用戶器件庫，我們可以像調(diào)用其它器件一樣調(diào)用它。圖3-3用戶器件庫的建立值得注意的是，用戶自定義器件是隨著當前文件保存的，也就是說，在這個文件中定義的用戶器件庫只有在打開這個文件時有效，在其它文件中是找不到的，盡管如此，用戶器件庫的使用已經(jīng)可以

15、給我們帶來很大的方便了。第四章EWB上的虛擬儀器虛擬儀器是一種具有虛擬面板的計算機儀器，主要由計算機和控制軟件組成。操作人員通過圖形用戶界面用鼠標或鍵盤來控制儀器運行，以完成對電路的電壓、電流、電阻及波形等物理量的測量，用起來幾乎和真的儀器一樣。在EWEBF臺上，共有7種虛擬儀器,下面分別作以介紹。4.1 數(shù)字萬用表(Multimeter)萬用表的虛擬面板參見圖2-10,這是一種4位數(shù)字萬用表，面板上有一個數(shù)字顯示窗口和7個按鈕，分別為電流(A)、電壓(V)、電阻(Q)、電平(dB)、交流、直流(一)和設置(Settings)轉換按鈕，單擊這些按鈕便可進行相應的轉換。用萬用表可測量交直流電流表

16、(A)量程電壓表(V)量程歐姆表(Q量程交流頻率范圍：電壓、電流、電阻和電路中兩點間的分貝損失，并具有自動量程轉換功能。利用設置按鈕可調(diào)整電流表內(nèi)阻、電壓表內(nèi)阻、歐姆表電流和電平表0dB標準電壓。虛擬萬用表的使用方法與真實的數(shù)字萬用表基本相同，其各個量程的測量范圍如下：0.01“-999kA0.011iV-999kV0.001Q-999MD0.001Hz-9999MHz4.2 信號發(fā)生器(FunctionGenerator)信號發(fā)生器是一種能提供正弦波、三角波或方波信號的電壓源，它以方便而又不失真的方式向電路提供信號。信號發(fā)生器的電路符號和虛擬面板如圖4-1所示。其面板上可調(diào)整的參數(shù)有：圖4-

17、1信號發(fā)生器的電路符號和虛擬面板頻率Frequency占空比Dutycycle振幅AmplitudeDC®移Offset虛擬信號發(fā)生器有三個輸出端：""為負波形端，"Common為公共(接地)端、"+"為正波形端。虛擬信號發(fā)生器的使用方法與實際的信號發(fā)生器基本相同。4.3 示波器(Oscilloscope)示波器的電路符號和虛擬面板如圖4-2所示，這是一種可用黑、紅、綠、藍、青、紫6種顏色顯示波形的1000MH/通道數(shù)字存儲示波器。它工作起來像真的儀器一樣，可用正邊緣或負邊緣進行內(nèi)觸發(fā)或外觸發(fā)，時基可在秒至納秒的范圍內(nèi)調(diào)整。為了提高測

18、量精度，可卷動時間軸，用數(shù)顯游標對電壓進行精確測量。只要單擊仿真電源開關，示波器便可馬上顯示波形，將探頭移到新的測試點時可以不關電源。圖4-2示波器的電路符號和虛擬面板X軸可左右移動，Y軸可上下移動。當X軸為時間軸時，時基可在0.01ns/div-1s/div的范圍調(diào)整。X軸還可以作為A通道或B通道來使用，例如，Y軸和X軸均輸入正弦電壓時，便可觀察到李沙育圖。A/B通道可分別設置，Y軸范圍為0.01mV/div-5kV/div,還可選擇AC或DC兩種耦合方式。虛擬示波器不一定要接地，只要電路中有接地元件便可。單擊示波器面板上的Expand鈕，可放大屏幕顯示的波形，還可以將波形數(shù)據(jù)保存，用以在圖

19、表窗口中打開、顯示或打印。要改變波形的顯示顏色，可雙擊電路中示波器的連線，設置連線屬性。4.4 波特圖儀（BodePlotter）波特圖儀能顯示電路的頻率響應曲線，這對分析濾波器等電路是很有用的?？捎貌ㄌ貓D儀來測量一個信號的電壓增益（單位：dB）或相移（單位：度）。使用時儀器面板上的輸入端IN接頻率源，輸出端OUTg被測電路的輸出端。波特圖儀的用法我們可以參考示例文件VIDEO.EWZB4.5 數(shù)字信號發(fā)生器（WordGenerator）數(shù)字信號發(fā)生器可將數(shù)字字或二進制數(shù)字信號送入電路，用來驅動或測試電路。儀器面板的左邊為數(shù)據(jù)存儲區(qū)，每行可存儲4位16進制數(shù)，對應16個二進制數(shù)，激活儀器后，便

20、可將每行數(shù)據(jù)依次送入電路。儀器發(fā)出信號時，可在底部的引腳上顯示每一位二進制數(shù)。為了改變存儲區(qū)的數(shù)字，可用以下三種方法之一：1、單擊其中一個字的某位數(shù)碼，直接鍵入16進制數(shù)（注意一個16進制數(shù)對應4位二進制數(shù)）；2、先選擇需要修改的行，然后單擊ASC!文本框，直接鍵入ASS字符（注意一個字符的ASC!碼對應圖4-3數(shù)字信號發(fā)生器的電路符號和虛擬面板8位二進制數(shù)）；3、選擇需要修改的行，然后單擊Binary文本框，直接修改每位二進制數(shù)。數(shù)字信號發(fā)生器的電路符號和虛擬面板如圖4-3所示。儀器面板上的項目還有：Edit編輯指針所在行號CurrentInitial當前行號起始行號FinalCycleBu

21、rst結束行號循環(huán)輸出由起始行號和結束行號確定的數(shù)據(jù)全部輸出按鈕，單擊一次可依次輸出由起始行號和結束行號確定的數(shù)據(jù)，完成后暫停StepBreakpointPatternClearbuffer單步輸出按鈕，單擊一次可依次輸出一行數(shù)據(jù)斷點設置按鈕，將當前行設為中斷點，輸出至該行時暫停模板按鈕，單擊調(diào)出預設模式選項對話框，對話框中各選項含義如下：清零按鈕，單擊可清除數(shù)據(jù)存儲區(qū)的全部數(shù)字字OpenSaveUpcounterDowncounterShiftrightShiftleft打開*.DP文件，將數(shù)據(jù)裝入數(shù)據(jù)存儲區(qū)將數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)以*.DP的數(shù)據(jù)文件形式存盤，以便調(diào)用產(chǎn)生遞增計數(shù)數(shù)據(jù)序列產(chǎn)生遞減計數(shù)

22、數(shù)據(jù)序列產(chǎn)生右移位數(shù)據(jù)序列產(chǎn)生左移位數(shù)據(jù)序列TriggerFrequency觸發(fā)方式設置時鐘頻率設置按鈕，由數(shù)值升、數(shù)值降、單位升和單位降4個按鈕組成，單擊相應的按鈕可將數(shù)字信號發(fā)生器的時鐘頻率設置為lHz至999MHz另外，數(shù)字信號發(fā)生器還有一個外觸發(fā)信號輸入端和一個同步時鐘脈沖輸出端，其中同步時鐘脈沖輸出端"Dataready"可在輸出數(shù)據(jù)的同時輸出方波同步脈沖，這對研究數(shù)字信號的波形是很有用的。4.6 邏輯分析儀(LogicAnalyzer)邏輯分析儀的電路符號和虛擬面板如圖4-4所示，它能顯示16路數(shù)字信號的邏輯電平，用于快速記錄數(shù)字信號波形和對信號進行時間分析。儀

23、器面板左邊的8個小圓圈可顯示每行信號的8位二進制數(shù)，像示波器那樣，我們可調(diào)整其時基和觸發(fā)方式，也可用數(shù)顯游標對波形進行精確測量。邏輯分析儀的面板上還有停止和復位按鈕Stop和Reset,時鐘設置按鈕和觸發(fā)方式設置按鈕。另外，改變Clocksperdivision欄中的數(shù)據(jù)可在X方向上放大或縮小波形。圖4-4邏輯分析儀的電路符號和虛擬面板4.7 邏輯轉換器(LogicConverter)邏輯轉換器的虛擬面板如圖4-5所示。目前世界上還沒有與邏輯轉換器類似的物理儀器。在電路中加上邏輯轉換器可導出真值表或邏輯表達式；或者輸入邏輯表達式，電子工作平臺就會為你建立相應的邏輯電路。在儀器面板的上方，有8個輸入端ABCDEFGH和一個輸出端OUT單擊輸入端可在下邊的窗口中顯示出各個輸入信號的邏輯組合(1或0)。在面板的右邊排列著6個轉換按鈕(Conversions),分別是：從邏輯電路導出真值表、將真值表轉換為邏輯表達式、化簡邏輯表達式、從邏輯表達式導出邏輯電路和將邏輯電路轉換為只用與非門的電路。使用時，將邏輯電路的輸入端連接到邏輯轉換器的輸入端，輸出端連接到輸出端，只要符合轉換條件，單擊按鈕即可完成相應的轉換。filif。一“口卜&>1.!_匚，1uo-laiL-口n-V011-1i_un-n-fcILIC6G04a小*<Ait*1f