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EWB课程设计
一． EWB和Multisim介绍
Electronic Workbench（EWB）特点是采取直观图形界面，在计算机屏幕上模拟真实试验室工作台，用屏幕抓取方法选择元器件，创建电路连接测量仪器。软件仪器控制面板外形和操作方法全部和实物相同，能够实时显示测量结果。 EWB软件带有丰富电路元件库，提供多个电路分析方法。作为设计工具，它能够同其它流行电路分析、设计和制板软件交换数据。EWB还是一个优异电子技术训练工具，利用它提供虚拟仪器能够用比试验室中更灵活方法进行电路试验，仿真电路实际运行情况，熟悉常见电子仪器测量方法。这里，我们向大家介绍EWB软件初步知识，基础操作方法，内容仅限于对含有线性RLC元件及通用运算放大器电路直流、交流稳态和暂态分析。
EWB最显著特点是：
（1）界面直观。绘制电路图需要元器件、测试仪器全部是以图标方法出现，而且仪器操作开关、按钮同实际很相同，很轻易学会和使用。
（2）易学易用。含有通常电子技术基础知识人员，只需多个小时就能够掌握EWB基础操作。
（3）仿真手段和实际相符，仪器和元器件选择和实际情形很相同。能够经过对电路仿真，既掌握电路性能，又熟悉仪器正确使用方法。
（4）含有齐全丰富和可扩充元器件库。提供了数千种元器件供选择，不仅提供了元器件理想值，而且有元器件还提供了实际厂家元器件模型。
（5）含有完整混合模拟和数字信号模拟功效。可任意地在系统中集成数字及模拟元器件，会自动地进行信号转换。测试含有即时显示功效。
（6）在对电路进行仿真同时，还能够存放试验数据、波形、元器件清单、工作状态等，并可打印输出。
（7）提供了多种分析手段。有静态分析、动态分析、时域分析、频域分析、噪声分析、失真分析、离散傅立叶分析、温度分析等多种分析方法。
（8）可人为设置短路、开路、漏电等故障分析。
（9）和SPICE软件兼容，可相互转换。EWB产生电路文件还能够直接输出至常见Protel、 Tango、Orcad等印制电路板排版软件。
（10）提升了电子设计工作效率。
Multisim是一个完整设计工具系统，提供了一个庞大元件数据库，并提供原理图输入接口、全部数模SPICE仿真功效、VHDL/Verilog设计借口和仿真功效、EPGA/CPLD综合，RF射频设计能力和后处理功效，还能够从原理图到PCB布线工具包无缝数据传输。Multisim提供全部优异设计功效，满足使用者从参数到产品设计要求。

二、电阻元件伏安特征
依据电压表和电流表位置不一样，有两种测试方法。图1-1所表示测量电路方法称为电流表外接法。
图1-1

图1-2所表示测量电路称为电流表内接法。

图1-2

编辑原理：首先从元件库中选出图和所表示电路中元件及仪表，然后按电路图形式连接起来。为了能模拟现实试验装置，对元器件和仪表参数进行以下设置：
1. VI模拟了输出电压档可调直流稳压源，现选择12V档，所以只需在V1属性对话框Voltage(V)栏内输入12V即可。
2. 选择滑线变阻器，对电压源V1进行分压处理。打开RW属性，在Resistance栏内输入100，再在 Key栏中选择A。。
3. 试验室常见电压表和电流表全部有一定内阻，本题中设置电流表内阻为1，电压表内阻为10k。
仿真操作：在图1-1电路中，将电阻R1用阻值为1 欧电阻替换，滑动电位器，将电压表和电流表读数统计表中
U(伏)
12.000
8.276
5.806
3.871
2.069
1.465u
I(安)
0.012
8.276m
5.807m
3.871m
2.069m
1.465n
R1( 欧)
1000
1000
1000.17
1000
1000
1000

在图1-1电路中，将电阻R1用阻值为 1K欧电阻替换，滑动电位器，将电压表和电流表读数统计表中

U(伏)
12.000
9.598
7.198
4.799
2.400
1.465u
I(安)
0.012m
0.011m
7.994u
5.329u
2.665u
1.694p
R1( 欧)
1000000
872545
900425
900544
900563
864817
在图1-2电路中，将电阻R1用阻值为 1欧电阻替换，滑动电位器，将电压表和电流表读数统计表中

U(伏)
12.000
8.275
5.805
3.875
2.065
1.455u
I(安)
0.012
8.275m
5.805m
3.875m
2.065m
1.455n
R1( 欧)
1000
1000
1000
1000
1000
1000

在图1-2电路中，将电阻R1用阻值为 1K欧电阻替换，滑动电位器，将电压表和电流表读数统计表中

U(伏)
12.000
9.595
7.193
4.797
2.400
1.465u
I(安)
0.011m
8.872u
6.215u
4.445u
2.225u
1.275p
R1( 欧)
1090000
1080725
1157793
1076106
1081083
1152635
结论：从上述4个测试表中能够看出，电压表和电流表内阻对测试结果有影响。为了降低测量误差，应做以下选择。
（1） 当电阻远小于电压表内阻时，应该选择电流表外接法。
（2）当电阻远大于电压表内阻时，应该选择电流表内接法。

三、线性电阻测试：
测试电路连接图2-1所表示。

图2-1

开启simulate菜单中analyses下DC Sweep命令，出现DC Sweep Analysis对话框，在Analysis Parameters页选项中进行参数设定，也能够在Output页进行参数设定，取V1做输出变量，单击Simulate按钮进行测试，测量得到伏安特征曲线图2-2所表示。

图2-2

四.二阶电路阶跃响应
首先测试uc阶跃响应，设计测试电路图3-1所表示。

图3-1

示波器上显示出uc阶跃响应波形图图3-2所表示。

图3-2

其次在测试iL电路阶跃响应。因为示波器只能显示电压波形，所以在测试iL时，需要将电流分量转换成电压分量，只要在电感上串联一个很小电阻即可，示波器接到电阻端，此时显示既是iL波形。测试电路图3-3所表示。

图3-3

打开示波器，进行以下设置，按动仿真开关，在示波器上显示iL阶跃响应波形图3-4所表示。

图3-4

五、RLC电路仿真
1. 用试验方法绘制RLC串联谐振电路幅频特征曲线；
2. 加深了解电路谐振条件、特点、品质因数物理意义及测定方法；
试验实训内容和步骤
（1）电路谐振条件验证方法
1）利用电压表测量电感元件和电容元件电压值，二者相等时即为串联谐振。
2）利用示波器观察电源电压和电阻两端电压波形，二者同相即为串联谐振。
3) 利用电流表测量回路电流，电流最大时即为串联谐振。
该试验要求同学自行设计电路参数，依据理论计算出谐振时电感、电容大小，并选择几组不一样数值，经过改变元件参数得到谐振条件。统计每一组测试时电容、电感参数及电源电压和电感、电容两端电压大小。
（2）RLC串联谐振电路特点
RLC串联谐振电路有多个关键特征：
1）谐振时，电路为阻性，阻抗最小，电流最大。
可在电路中串入一电流表，在改变电路参数同时观察电流读数，并统计，测试电路发生谐振时电流是否为最大。
2）谐振时，电源电压和电流同相。
这能够经过示波器观察电源电压和电阻负载两端电压波形中否同相得到。
3）谐振时，电感电压和电容电压大小相等，相位相反。
这能够经过示波器观察电感和电容两端波形是否反相得出，还可用电压表测量其大小。
（3）在EWB电路工作区按上图连接电路并存盘。注意不一定选择图中参数。
（4）依据自己设计参数并选择适宜方法验证串联谐振条件。并将数据统计在表格中。

六、三相电路仿真分析
三相电源是由三个同频率、等振幅而相位差依次相差120°正弦电压源按一定连线方法组成电源。图5-1所表示电路为一连好三相电源电路，其中：A初相角为 0度，B初相为-120度，C初相为120度。本题中电源振幅为120，频率为50赫兹。

图5-1

测量三相电路功率常见两瓦计法测量，接法及测试结果图5-2所表示。

图5-2
这里选择三相电动机为负载。这两个功率计读数本身没有什么意义，两表读数之和即等于三相负载总功率。编辑原理图时，要尤其注意两个功率计接法。

七、心得体会
本学期我们开设了《电路》课，这门学科属于电子电路范围，和我们专业也全部有联络，且全部是理论方面指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅，觉知此事要躬行。”学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够，所以在本学期暨电路刚学完之际，紧接着来一次电子电路课程设计是很立即、很必需。这么不仅能加深我们对电子电路认识，而且还立即、真正做到了学以致用。
在这次课程设计过程中，我也碰到了很多问题。不能熟练利用Multisim，这直接造成了我无法很顺利地连接电路，然后翻阅了Multisim 10.0 使用手册，最终在书中查到了相关章节，并参考，从而设计出了电路图。但在设计二阶电路阶跃响应时就不是那么一帆风顺了。我一样是查阅资料，虽找设计出了电路图，但结果却不正确。最终实在没措施，只能请教同学，参考她们电路图。在此，我深表遗憾！
在整个设计过程中知道了很多东西，也培养了独立思索和设计能力，树立了对知识应用信心，相信会对以后学习工作和生活有很大帮助，而且提升了自己动手实践操作能力， 使自己充足体会到了在设计过程中成功喜悦。即使这个设计做不怎么好，不过在设计过程中所学到东西是这次课程设计最大收获和财富，使我终生受益。
在没有做课程设计以前，认为课程设计只是对知识单纯总结，不过经过这次课程设计发觉自己见解有点太片面，课程设计不仅是对前面所学知识一个检验，也是对自己能力一个提升，经过这次课程设计使自己明白了原来那点知识是很欠缺，要学习东西还很多，经过这次课程设计，明白学习是一个长久积累过程，在以后工作和生活中全部应该不停学习，努力提升自己知识和综合素质。期望以后像这么课程设计在多一点。

参考文件：
[1]Multisim10.0 使用手册.宿迁学院三系电工电子教研室. .10
[2]聂典编Multisim 9计算机仿真在电子电路设计中应用.北京：电子工业出版社，
[3]黄志伟等编.基于Multisim 电子电路计算机仿真设计和分析.北京：电子工业出版社，
[4]熊伟等编。Multisim 7电路设计及仿真应用.北京：清华大学出版社，