ewb软件说明.doc

EWB5.0软件教程
一、软件简介
　　EWB 5.0中文版是一款用于电子电路设计的模拟软件，在电脑上就可以模拟出自己设计的电路的运行效果，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。
　　因此非常适合电子类课程的教学和实验。这里，我们向大家介绍EWB软件的初步知识，基本操作方法，操作练习。
二、 Electronics Workbench 软件界面
1．EWB的主窗口

2．元件库栏

信号源库

基本器件库

二极管库

模拟集成电路库

指示器件库

仪器库

三、Electronics Workbench 基本操作方法介绍
１．创建电路
（１）元器件操作
　 元件选用：打开元件库栏，移动鼠标到需要的元件图形上，按下左键，将元件符号拖拽到工作区。
元件的移动：用鼠标拖拽。
元件的旋转、反转、复制和删除：用鼠标单击元件符号选定，用相应的菜单、工具栏，或单击右键激活弹出菜单，选定需要的动作。
　 元器件参数设置：选定该元件，从右键弹出菜单中选Component Properties可以设定元器件的标签（Label）、编号（Reference ID）、数值（Value）和模型参数（Model）、故障（Fault）等特性。
　　说明：①元器件各种特性参数的设置可通过双击元器件弹出的对话框进行； ②编号（Reference ID）通常由系统自动分配，必要时可以修改，但必须保证编号的唯一性； ③故障（Fault）选项可供人为设置元器件的隐含故障，包括开路（Open）、短路（Short）、漏电（Leakage）、无故障（None）等设置。
（２）导线的操作
　　主要包括：导线的连接、弯曲导线的调整、导线颜色的改变及连接点的使用。
　　连接：鼠标指向一元件的端点，出现小园点后，按下左键并拖拽导线到另一个元件的端点，出现小园点后松开鼠标左键。
　　删除和改动：选定该导线，单击鼠标右键，在弹出菜单中选delete 。或者用鼠标将导线的端点拖拽离开它与元件的连接点。
　　说明：①连接点是一个小圆点，存放在无源元件库中，一个连接点最多可以连接来自四个方向的导线，而且连接点可以赋予标识； ②向电路插入元器件，可直接将元器件拖曳放置在导线上，然后释放即可插入电路中。
（3）电路图选项的设置
　　Circuit/Schematic Option对话框可设置标识、编号、数值、模型参数、节点号等的显示方式及有关栅格（Grid）、显示字体（Fonts）的设置，该设置对整个电路图的显示方式有效。其中节点号是在连接电路时，EWB自动为每个连接点分配的。
２．使用仪器
（１） 电压表和电流表
从指示器件库中，选定电压表或电流表，用鼠标拖拽到电路工作区中，通过旋转操作可以改变其引出线的方向。双击电压表或电流表可以在弹出对话框中设置工作参数。电压表和电流表可以多次选用。
（２） 数字多用表
数字多用表的量程可以自动调整。下图是其图标和面板。

其电压、电流档的内阻，电阻档的电流和分贝档的标准电压值都可以任意设置。从打开的面板上选Setting 按钮可以设置其参数。
（３）示波器
示波器为双踪模拟式，其图标和面板如下图所示。

其中：
　　Expand ---- 面板扩展按钮；
　　Time base ---- 时基控制；
　　Trigger ---- 触发控制；包括：
　　　　　　　①Edge ---- 上（下）跳沿触发
　　　　　　　②Level ---- 触发电平
　　　　　　　③触发信号选择按钮：Auto（自动触发按钮）；A、B（A、B通道触发按钮）；Ext（外触发按钮）
　　X（Y）position ---- X（Y）轴偏置；
　　Y/T、B/A、A/B ---- 显示方式选择按钮（幅度/时间、B通道/A通道、A通道/B通道）；
　　AC、0、DC ---- Y轴输入方式按钮（AC、0、DC）。
（４）信号发生器
信号发生器可以产生正弦、三角波和方波信号，其图标和面板如下图所示。可调节方波和三角波的占空比。

（５）波特图仪
　　波特图仪类似于实验室的扫频仪，可以用来测量和显示电路的幅度频率特性和相位频率特性。波特图仪的图标和面板如下图所示。
　　波特图仪有IN和OUT两对端口，分别接电路的输入端和输出端。每对端口从左到右分
别为+V端和-V端，其中IN端口的+V端和-V端分别接电路输入端的正端和负端，OUT端口的+V端和-V端分别接电路输出端的正端和负端。此外在使用波特图仪时，必须在电路的输入端接入AC（交流）信号源，但对其信号频率的设定并无特殊要求，频率测量的范围由波特图仪的参数设置决定。
其中：
　　Magnitude（Phase）---- 幅频（相频）特性选择按钮；
　　Vertical（Horizontal）Log/Lin ---- 垂直（水平）坐标类型选择按钮（对数/线性）；
　　F（I）---- 坐标终点（起点）。
３．元件库中的常用元件
EWB带有丰富的元器件模型库，在电路分析软件实验中要用到的元件及其参数的意义如下。
（１） 信号源
元件名称
参数
缺省设置值
设置范围
电池(直流电压源)
电压V
12V
uV—kV
直流电流源
电流I
1A
uA—kA
交流电压源
电压
频率
相位
120V
60Hz
0
uV—kV
Hz—MHz
Deg
交流电流源
电流I
频率
相位
1A
1HZ
0
uA—kA
Hz—MHz
Deg
电压控制电压源
电压增益E
1V/V
mV/V—kV/V
电压控制电流源
互导G
1S
mS—MS
电流控制电压源
互阻H
1W
mW—MW
电流控制电流源
电流增益F
1A/A
mA/A—kA/A
（２）基本元件
元件名称
参数
缺省设置值
设置范围
电阻
电阻值R
1kW
W—MW
电容
电容值C
uF
pF—F
电感
电感值L
1mH
uH—H
线性变压器
匝数比 (初级/次级)N漏感LE
激磁电感LM
初级绕阻电阻RP
次级绕阻电阻RS
2
0.001H
5H
0
0

开关
键
Space
A—Z,0-9,Enter,Space
延迟开关
导通时间Ton
断开时间Toff
0.5S
0S
pS—S
pS—S
４、元器件库和元器件的创建与删除
　　对于一些没有包括在元器件库内的元器件，可以采用自己设定的方法，自建元器件库和相应元器件。
　　EWB自建元器件有两种方法：一种是将多个基本元器件组合在一起，作为一个"模块"使用，可采用下文提到的子电路生成的方法来实现；另一种方法是以库中的基本元器件为模板，对它内部参数作适当改动来得到，因而有其局限性。
　　若想删除所创建的库名，可到EWB的元器件库子目录名"Model"下，找出所需删除的库名，然后将它删除。

四、虚拟工作台方式电路仿真
用虚拟工作台仿真电路的步骤
由于EWB增加了虚拟测量仪器、实时交互控制元件和多种受控信号源模型，除了可以给出以数值和曲线表示的SPICE分析结果外，EWB还提供了独特的虚拟电子工作台仿真方式，可以用虚拟仪器实时监测显示电路的变量值，频响曲线和波形。仿真的步骤为：
（１） 输入原理图，在工作区放置元件的原理图符号，连接导线，设置元件参数；
（２） 放置和连接测量仪器，设置测量仪器参数；
（３） 启动仿真开关，在仪器上观察仿真结果。
五、仿真实例
1、欧姆定律，电流表、电压表、万用表应用

图—1

2、叠加定理
用叠加定理计算R3支路的电流并验证。

图—2

3、稳压二极管应用
1N4734稳压值5.6V, 工作电流45mA。R1=150Ω，R2=50Ω稳压管两端电压是多少？

图—3
4、示波器应用
测量输入输出逢知己相位差。函数信号发生器应用

图—4

5、波特图仪应用
RC低通滤波器，截至频率178Hz。

图—5

6、三极管应用
1）、电流放大
改变直流电压和电流观察。

图—6a
带集电极电阻三极管电路

图—6b
7、直流应用控制继电器
继电器参数：接通50mA，保持25mA。设计三极管驱动电路

图—7

8、集成运算放大器应用
1）、反相放大器（交、直流）

图—8

2）、同相放大器（交、直流）

图—9
3）、差分放大器（交、直流）
Vout=(V2-V1)K

图—10
9、有源滤波电路
1）、一阶高通滤波器
-3dB/10.28KHz; -20dB/1.02KHz

图—11

2）、二阶高通滤波器
-3dB/15.8KHz; -32dB/1.58KHz

图—12
3）、带通滤波器
中心频率处：-6dB/1.528KHz;
要求：R1=R; R2=2R; R3=R

图—13
10、比较器应用
比较器输出最高3.5V,当V+＞V-时，输出为高电平，反之为低电平。
按R键电阻减小，按shift+R键电阻增加。

图—14

11、555定时器构成振荡器
1）、引脚图

2）、引脚功能

若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则使输出为 0 电平,同时7脚与地通。
3）、应用电路

震荡周期T=T1+T2=0.7(R1+R2)C
T2=0.7R2×C

图—15
12、74LS164串入并出数字器件
从A、B脚串行输入数字信号，用CLK脚时钟信号同步，从Qi端并行输出。

图—16

13、7段译码芯片7447应用
A、B、C、D输入BCD码，Oi输出译码信号。

图—17
六、仿真练习
1、将图—2中的电源换成交流电源，验证叠加定理。
2、用函数信号发生器产生5mV/1kHz的正弦波、三角波和方波信号，用示波器观察。
3、RC低通滤波器电路的仿真：
在电路工作区输入如下图—18电路。其中包含两个正弦交流电压源，一个为1V 2kHz, 一个为5v 60Hz，另有一个周期脉冲电压源（时钟源），幅度5V, 频率50Hz, 占空比50%，两组电源用开关来切换。电路的输入为节点8，输出为节点3。如图连接波特图仪、示波器和电压表。测量对5v 60Hz信号的放大倍数。

图—18
4、单级放大器放大特性的研究：

　　图—19为单级阻容耦合共射放大电路电原理图
　　图中。各元件参考值为：Ｔ3DG44A,β＝30, Rs=5kΩ, Rb=470kΩ,Rc= Rl =5 kΩ,Cl=C2=50μF, 
UI=10mV/1kHz ,Vcc=+12V,Ube=0.75V,r bb’。调节Rb可调整放大器的静态工作点。由图可算得静态工作点
：
.........(1)

图—19
...(2)

....(3)

其中：IcＱ为集电极静态工作电流，UceＱ为集电集静态工作电压。调整的静态工作点到6V。
5、设计放大倍数为5倍的直流同相放大电路，用1V电压验证。
6、反相与求和电路：
图—20是反相与求和电路，仿真并验证
其中                                                                   

　　 图—20
7、设计截至频率为1kHz 二阶低通滤波电路。
8、调整图—13参数，设计一个f0=13Hz,带宽为30Hz的带通滤波器。
9、图—21位桥氏整流电路，在此基础上设计一稳压管构成的5.1V电源.RL=1KΩ

图—21
10、电子工艺课中的电源仿真（图—22）
注意：变压器选default\pq4-10，整流桥选general\bym10-100。
通过调整R6颗改变输出电压，改变负载电阻可观察到过流保护。实际电路发光二极管用，一个本仿真电路用两个串联是因为电压不同。

图—22