EWB使用與仿真演示2016.3

EWB使用與仿真演示2016.3第一頁，共73頁。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子元器件的種類越來越多，集成度越來越高，所設(shè)計電路的復(fù)雜程度也相應(yīng)提高，而電子產(chǎn)品的更新周期卻越來越短，再依靠傳統(tǒng)的設(shè)計方法完成電路的功能設(shè)計、邏輯設(shè)計、性能分析、時序測試直至印制電路板的設(shè)計與調(diào)試，除了設(shè)計周期過長以外，也不太經(jīng)濟(jì)。現(xiàn)在，電子產(chǎn)品已和計算機(jī)系統(tǒng)緊密相連，借助EDA（ElectronicDesignAutomation電子設(shè)計自動化）軟件除了可以完成傳統(tǒng)的設(shè)計外，還可進(jìn)行多種測試，如元器件的老化實驗、印制版的溫度分布和電磁兼容性測試等等?，F(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展已進(jìn)入了片上系統(tǒng)（System–on–Chip）時代，大學(xué)里傳統(tǒng)的電子技術(shù)實驗方法的改進(jìn)已刻不容緩.第二頁，共73頁。

虛擬電子實驗臺是一種利用在計算機(jī)上運行電路仿真軟件來模擬進(jìn)行硬件實驗的工作平臺。由于仿真軟件可以逼真地模擬各種電子元器件以及儀器儀表，從而不需要任何真實的元器件與儀器，就可以進(jìn)行電路、數(shù)字電路和模擬電路課程中的各種實驗。它具有功能全、成本低、效率高、易學(xué)易用以及便于自學(xué)、便于開展綜合性或設(shè)計性實驗等優(yōu)點。它不僅可作為現(xiàn)行的各種實驗的一種補充與替代手段，而且可作為復(fù)雜的電子系統(tǒng)的設(shè)計、仿真與驗證的實用手段，可實現(xiàn)電子電路與系統(tǒng)的EDA。這是當(dāng)今電子技術(shù)的必然發(fā)展方向。第三頁，共73頁。EWB介紹與使用:

電子工作平臺ElectronicsWorkbench(EWB)5.0c軟件是加拿大InteractiveImageTechnologies公司于八十年代末、九十年代初推出的電子電路仿真分析和設(shè)計軟件，其豐富的元器件庫和多種虛擬實驗儀器，為操作者提供了極大的便利。

EWB時，宛如置身一個小型的實驗室，它的虛擬儀器面板與實際儀器的非常神似，可以用比實驗室中更靈活的方式進(jìn)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，操作非常簡單，因此非常適合電子類課程的教學(xué)和實驗，有助于學(xué)生理解和掌握課程的內(nèi)容,EWB5.0是一款進(jìn)行計算機(jī)輔助設(shè)計的優(yōu)秀軟件。第四頁，共73頁。特點圖形操作界面，直觀易用。在計算機(jī)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??；仿真功能強(qiáng)大；元器件豐富，分析方法多樣。EWB軟件帶有豐富的電路元件庫，提供了數(shù)千種元器件。提供多種電路分析方法，實現(xiàn)電路的仿真分析；第五頁，共73頁。EWB解決了購買大量元器件和高檔儀器的問題，又避免了元器件的損壞、儀器維護(hù)麻煩等不利因素;EWB不僅是優(yōu)良的提高電子設(shè)計工作效率的EDA解決方案，也是學(xué)習(xí)電子課程課堂和實驗的有利幫手，是非常好的電子實訓(xùn)工具。第六頁，共73頁。EWB它在桌面上提供了萬用表、示波器、信號發(fā)生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯轉(zhuǎn)換器等工具，它的器件庫中則包含了許多大公司的晶體管元器件、集成電路和數(shù)字門電路芯片，器件庫中沒有的元器件，還可以由外部模塊導(dǎo)入;在眾多的電路仿真軟件中，EWB是最容易上手的，它的工作界面非常直觀，原理圖和各種工具都在同一個窗口內(nèi)，未接觸過它的人稍加學(xué)習(xí)就可以很熟練地使用該軟件;對于電子設(shè)計工作者來說，它是個極好的EDA工具，許多電路你無需動用烙鐵就可得知它的結(jié)果，而且若想更換元器件或改變元器件參數(shù)，只需點點鼠標(biāo)即可，它也可以作為電學(xué)知識的輔助教學(xué)軟件使用。第七頁，共73頁。EWBEWB提供了同其他軟件的接口。例如，可輸入標(biāo)準(zhǔn)SPICE網(wǎng)表并由系統(tǒng)自動將其轉(zhuǎn)換為清晰易讀的電路圖，也可將在EWB中設(shè)計好的電路圖轉(zhuǎn)換成其他SPICE仿真器所要求的格式，或送到像Protel、OrCAD、PADS等PCB繪圖軟件中繪制PCB（印刷電路板）圖。利用剪切——粘貼功能可將電路和分析圖送到文字處理軟件中來制成高質(zhì)量的實驗報告或?qū)崿F(xiàn)分組聯(lián)合設(shè)計。第八頁，共73頁。EWB總之，EWB是將大型實驗室搬到電腦上，它具有以下突出的特點：

（1）采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路：在計算機(jī)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。（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）EWB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(jìn)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（常規(guī)實驗室、波特儀、邏輯分析儀）.是學(xué)習(xí)電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、自動控制理論、過程控制、通訊等課程的非常邊檢的工具！第九頁，共73頁。

EWB的組成EWB以著名的SPICE為基礎(chǔ)，由三部分集成起來：即電路圖編輯器（SchematicEditor）；SPICE3F5仿真器（Simulator）；波形產(chǎn)生與分析器（WaveGenerator&Analyzer）。第十頁，共73頁。第十一頁，共73頁。EWB的操作界面第十二頁，共73頁。第十三頁，共73頁。EWB5.12的操作界面可分為以下幾個部分：（1）電路窗口該區(qū)域為EWB的主要工作區(qū)域，所有電路的輸入、連接、測試及仿真，均在該區(qū)域內(nèi)完成。（2）電路描述區(qū)該區(qū)域位于電路窗口的下方，根據(jù)需要其大小可以調(diào)整。在該區(qū)域中可以給電路加上必要的注釋與說明，以便幫助使用者可以更清楚地理解電路的特性。（3）菜單欄菜單欄位于電路窗口的上方，為下拉式菜單共分為以下幾類：File（文件）、Edit（編輯）、Circuit（電路）、Analysis（分析）、Window（窗口）、Help（幫助）。（4）工具欄

EWB5把一些常用的功能以圖標(biāo)的形式排列成一條工具欄，以便于用戶使用。（5）元件及儀器庫欄在電路窗口的上方以圖標(biāo)的形式給出了EWB5中可用的元件庫和測量儀表庫。第十四頁，共73頁。文件菜單（）第十五頁，共73頁。編輯菜單（EditMenu）第十六頁，共73頁。電路菜單（CircuitMenu）第十七頁，共73頁。元件特性（ComponentProperties第十八頁，共73頁。分析菜單（AnalysisMenu）第十九頁，共73頁。窗口菜單（WindowsMenu）第二十頁，共73頁。元件庫（PartBin）EWB5提供了非常豐富的元件庫及各種常用測試儀器，給電路仿真實驗帶來了極大的方便。單擊元件庫欄的某一個圖標(biāo)即可打開該元件庫。下面給出每一個元件庫的圖標(biāo)以及該庫所包含的元件和含義。第二十一頁，共73頁。信號源庫

接地、電池、直流電流源、交流電壓源、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、電流控制電流源、+5V電壓源Vcc、+15V電壓源Vdd、時鐘源；

AM調(diào)幅源、FM調(diào)頻源、壓控正弦波振蕩器、壓控三角波振蕩器、壓控方波振蕩器、受控單脈沖、分段線性源、壓控分段線性源、頻移鍵控源FSK、多項式源、非線性相關(guān)源。第二十二頁，共73頁?；驹爝B接點、電阻、電容、電感、變壓器、繼電器、開關(guān)、延時開關(guān)、電壓控制開關(guān)、電流控制開關(guān)、排電阻；壓控模擬開關(guān)、有極性電容器、可調(diào)電容器、可調(diào)電感器、空心線圈、磁心、非線性變壓器。第二十三頁，共73頁。實驗第二十四頁，共73頁。二極管庫二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、全波橋式整流器、肖特基二極管、可控硅整流器、雙向二極管、三端雙向可控硅。LED發(fā)光二極管高熱量、電流小、亮度大。第二十五頁，共73頁。晶體管庫NPN三極管、PNP三極管、N溝道結(jié)型場效應(yīng)管、P溝道結(jié)型場效應(yīng)管、三端耗盡型NMOS場效應(yīng)管、三端耗盡型PMOS場效應(yīng)管、四端耗盡型NMOS場效應(yīng)管、四端耗盡型PMOS場效應(yīng)管；三端增強(qiáng)型NMOS場效應(yīng)管、N溝道砷化鎵場效應(yīng)管、P溝道砷化鎵場效應(yīng)管。第二十六頁，共73頁。模擬集成電路庫三端運算放大器、五端運算放大器、七端運算放大器、九端運算放大器、比較器、鎖相環(huán)。第二十七頁，共73頁?；旌霞呻娐穾霢/D轉(zhuǎn)換器、電流輸出D/A轉(zhuǎn)換器、電壓輸出D/A轉(zhuǎn)換器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、555定器。進(jìn)行A/D、D/A仿真演示，多做些555小電路（成本低、功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活、體積小）第二十八頁，共73頁。數(shù)字集成電路庫74XX系列、741XX系列、742XX系列、743XX系列、744XX系列、4XXX系列。TTL：工作速度高、功耗大些；4***系列，CMOS系列，工作速度相對低、但功耗非常小，電子手表中的鈕扣電池能量耗費極??；第二十九頁，共73頁。邏輯門電路庫與門、或門、非門、或非門、與非門、異或門、同或門、三態(tài)緩沖器、緩沖器、施密特觸發(fā)器；與門IC、或門IC、與非門IC、或非門IC、非門IC、異或門IC、同或門IC、緩沖器IC。單個門電路、集成芯片第三十頁，共73頁。數(shù)字器件庫半加器、全加器、RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器（高電平異步預(yù)置/清零）、JK觸發(fā)器（低電平異步預(yù)置/清零）、D觸發(fā)器、D觸發(fā)器（低電平異步預(yù)置/清零）；多路選擇器、譯碼器、編碼器、算術(shù)運算器、計數(shù)器、移位寄存器、觸發(fā)器。第三十一頁，共73頁。顯示器件庫電壓表、電流表、燈泡、指示器、七段數(shù)碼管顯示器、譯碼七段數(shù)碼管顯示器、蜂鳴器、條形光柱、譯碼條形光柱?？芍貜?fù)使用，有方向，可以旋轉(zhuǎn)第三十二頁，共73頁。條形顯示器演示第三十三頁，共73頁?？刂破骷祀妷何⒎制?、電壓積分器、電壓增益模塊、傳遞函數(shù)模塊、乘法器、除法器、三端電壓加法器、電壓限幅器、壓控限幅器、電流限幅器模塊、電壓滯回模塊、電壓變化率模塊。自動控制中典型應(yīng)用第三十四頁，共73頁。其他器件庫熔斷器、數(shù)據(jù)寫入器、SPICE子電路（元件網(wǎng)表）、有耗傳輸線、無耗傳輸線、晶體振蕩器、直流電機(jī)、真空三極管、升壓變換器，降壓變換器、升降壓變換器、文本框、標(biāo)題欄第三十五頁，共73頁。?儀器庫數(shù)字多用表、函數(shù)發(fā)生器、示波器、波特圖儀、字發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀。第三十六頁，共73頁。字發(fā)生器（xianshi.ewb）第三十七頁，共73頁。EWB5的常用操作第三十八頁，共73頁。元件的使用

準(zhǔn)備器件1）選用元件2）選中元件3）元件方位的調(diào)整4）元件的復(fù)制與刪除5）設(shè)置元件特性6)找到實驗所需測量設(shè)備第三十九頁，共73頁。元件之間及與儀器的連接

--------按照電路圖連接線路1）元件互連2）元件與儀器的連接3）導(dǎo)線的拆除4）導(dǎo)線顏色的設(shè)置5）節(jié)點（Node）的設(shè)置

（四個方向，選擇適合的方向連線，美觀整齊）設(shè)定好參考點（電路求解是基于節(jié)點電壓法）第四十頁，共73頁。節(jié)點設(shè)置（va）第四十一頁，共73頁。儀器及儀表的使用

找出所需測試儀器并拖拽到工作區(qū)連接到電路中。第四十二頁，共73頁。電壓表和電流表第四十三頁，共73頁。多用表（Multimeter）第四十四頁，共73頁。函數(shù)發(fā)生器（FunctionGenerator）常規(guī)使用：COMMON+兩個端子，電阻小，精度高第四十五頁，共73頁。示波器（Oscilloscope）第四十六頁，共73頁。顯示第四十七頁，共73頁。邏輯分析儀（LogicAnalyzer）第四十八頁，共73頁。邏輯轉(zhuǎn)換儀（LogicConverter）

-------邏輯轉(zhuǎn)換儀能完成真值表、邏輯表達(dá)式和邏輯電路三者之間的相互轉(zhuǎn)化。

第四十九頁，共73頁。電路的仿真

一、新建并命名.EWB文件二、搭建電路

1。調(diào)用器件

2。器件布局

3。線路連接

4。設(shè)置元器件的標(biāo)號和標(biāo)稱值三、保存電路第五十頁，共73頁。電路運行及仿真1、打開文件;2、運行及停止;3、查看分析結(jié)果;4、暫停/恢復(fù);5、停止仿真;6、打印輸出.第五十一頁，共73頁。?使用測試儀器的一般步驟在儀器庫中選擇儀器圖標(biāo)，并拖動圖標(biāo)到電路工作區(qū)；把儀器圖標(biāo)連接到電路中的測試點；雙擊儀器圖標(biāo)展開儀器窗口，并將儀器窗口拖放到適合的觀察位置，以便進(jìn)行實驗觀察；像使用實驗儀器一樣，操作調(diào)整窗口上的控制旋鈕；進(jìn)行電路仿真第五十二頁，共73頁。?導(dǎo)線的操作將鼠標(biāo)移動到元器件的管腳上，元器件管腳上出現(xiàn)一個圓黑點；按住鼠標(biāo)左鍵拖動光標(biāo)，將在屏幕上自動拖出一條黑線；將鼠標(biāo)移動到要連接的元器件管腳處；釋放鼠標(biāo)左鍵，程序?qū)⒆詣咏o出一條連線，且不會與任何其它元器件或儀器發(fā)生交叉；完成整個電路連線。（輸入輸出導(dǎo)線可以設(shè)置成不同的顏色）第五十三頁，共73頁。?節(jié)點的使用只有在節(jié)點顯示為一個實心的小黑點時才表示連接正確；交叉連接處必須要打上節(jié)點，否則電路看似交叉的兩導(dǎo)線時不相接的；每個節(jié)點只有四個連接方向，每個方向只能連一條線。第五十四頁，共73頁。接地必須在電路中加入?yún)⒖键c！求解電路是基于節(jié)點電壓法。第五十五頁，共73頁。EWB教學(xué)實驗一1）軟件認(rèn)識：菜單、器件庫了解2）構(gòu)造簡單電路，演示電路設(shè)置方式3）說明儀器使用4）仿真演示：電阻、二極管、條形柱，凸現(xiàn)電流、電壓顯示第五十六頁，共73頁。演示一（測電阻）第五十七頁，共73頁。演示二（二極管）第五十八頁，共73頁。演示三（條形柱）第五十九頁，共73頁。演示四電壓電流顯示（1-2）第六十頁，共73頁。演示五三相交流電路（負(fù)載對稱）第六十一頁，共73頁。演示五三相交流電路（負(fù)載不對稱）第六十二頁，共73頁。注意事項實驗時，電流表串接，電壓表