EWB电子仿真软件应用技术基础.docx

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1、EWB电子仿真基础 (简易教材)广东省云浮市郁南县职业动技术学校张敏才编辑第一章EWB入门Electronics Workbench 5. 0的中文名称为电子工作平台,简称EWB”。 它是加拿大Interactive Image Technologies公司于八十年代末、九十年代初推出的 电路分析和设计软件，它具有这样一些特点：(1)采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工 作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选 取。(2)软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量 结果。(3) EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电

2、路分析方法。(4)作 为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据o(5)EWB 还是一个优秀的电子技术训练工具，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悄况，熟悉常用电子仪器测量方 法。因此，EWB软件仿真非常适合电子类课程的教案和实验。这里，我们向大 家介绍EWB软件的初步知识和基本操作方法。第一节EWB软件界面1. 1打开EWB主窗口(1).双击Windows卓面上的“EWB32”快捷方式图标(如图11所示)， 即可启动EWB软件的主窗口。图11快捷图标(2).如果Windows卓面上没有“EWB32”快捷方式图标，可以进入我的

3、电 脑，在装有EWB软件的硬盘中找到“EWB50C”文件夹，打开该文件夹，会看 到“EWB32.EXE”文件，再双击或右击打开“EWB32.EXE”文件，可启动EWB 软件的主窗口。EWB软件界面如图12所示。EWB软件的主窗口主要由菜单栏、工具栏、元件库栏、电路工作区、电路 描述区和状态栏组成。此外，还有电路仿真时使用的“启动/停止开关”和“暂停/恢复开关S菜单栏元件库栏工具栏暂停恢复幵关启动/停止开关Fil Edi I Circuit Wlysis Vindav Nolpxl睛血I胡小|w|厶lid 朗qJq叵 軒i mbMd iiiii 专翩團vbttEtl. xbL p竺IV1A si

4、xnple circiattobe analyzed for1. DC bias point2 AC sweepthe result can be seen at oscdoscope and Bod?* plotn. by tummg onsisnulate switch, also seen xn the of &naly$is graphs window, by irrtiate menu command A ndysi” AG ftcqucncy/SunuloU:3 ParatrteUf ec?p withR :lk-U ksiUp 2k AC sweep output node vo

5、Ltage 272. 44 usTsp 27状态栏 电路描迷框打开的役器图12 EWB主窗口电路工作区1. 2菜单栏菜单栏位于标题栏的下方，有6个菜单项:File （文件）Edit （编辑）Circuit （电路）Analysis （分析）Window（窗 口）Help（帮助），各菜单的下拉菜单如下：File (文件):Edit (编辑)：Circuit (电路)：新建(New)剪切(Cui)旋转(goute)打开(Open)复制(Copy)水平翻转(Flip Horizontal)保存(Saw)粘贴(Paste)垂直翻转(Flip代rtical)另存为(Save_As)删除(delete)成

6、分属性(Component Properties)回复保存(Revert)全选(Select All)创选(Creat Subcircuit)wwvw wwwwwww*输入(Import)复制地位图(Copy as Bitmap)欣大(Zoom In)输出(Export)JjeP(Print)打E卩设置(Prim Setup)程序选项(Progra)退出(E圣it) 安執 Install)剪贴板(Show Clipboard)缩小(Zoom Out)概要选项(Schematic Options) 限定(Restrictions)Analysis (分析): 激活(共代砒) 中止(Resume)

7、 停止(Stop) 分析选项(Analysis Options) DC操作点(DC) 交流频率(A Frequency) 瞬时(Transient) 分析(Founer)I干扰噪声(Noise)I 丰号(Distortion)I 参教(Parameta: Sweep)I 温度(Ternpemure S&p) |零-极点分析(Pole-Zero)转移函数仃ansfe)灵敏度(sensitivity)：6示團表(Display Graphs)Windov(窗口)： 扫 E列(trangE) !_电路(Circuit)3 描写(Deseriu)1. 3工具栏工具栏位于菜单栏的下方，如图13所示。帮助

8、刷新 存盘 剪切 粘贴 水平反转子电路 元件特性 诙大80%打开 打印 复制 旋转 垂直反转 分析图 缩小 缩放比例图1一3工具栏工具栏中各图标的名称及其功能如下：刷新清除电路工作区,准备生成新电路。打开一打开电路文件。打印一打印电路文件。复制一复制至剪贴板。存盘一保存电路文件。 剪切剪切至剪贴板。 粘贴从剪贴板粘贴O旋转将选中的元件逆时针旋转90度。水平反一_将选中的元件水平反转。垂直反转一将选中的元件垂直反转。子电路一生成子电路。分析图一调出分析图。元件特性一调出元件特性对话框。缩小一将电路图缩小一定比例。放大一将电路图放大一定比例。缩放比例一显示电路图的当前缩放比例，并可下拉出缩放比例选

9、择框。帮助一调出与选中对象有关的帮助内容。1. 4元器件库栏元器件库共有14项，如图1所示：晶悴管库基本器件库信号源库仪器库路库其它器件库扌旨示器件库I逻辑门混合集成屯路库魏字器件库 |数字隼成电路库控制器件库模拟集成电路库 二极管库1一4元器件库栏自定义库一一用户根据需要而设计的元器件。信号源库一一主要是各种交直流冇源元件il电池*=电压篇电压源阳|令|令|令|令图表15基本器件库一一主要有电阻、电容、信号库电感、开关、变压器、连接点等，如连接点电容变压器开关延迟开沃电阻电感电位器图1-6所示。极性电容可调电感可调电容图1一6基本元件库二极管库一一主要有二极管、硅桥、可控硅等，如图17所示。

10、二极管 稳压二极管爰光二极管J全波桥式整流器图1_7二极管库晶体管库一一主要有三极管、场效应管等。 Analoig21模拟集成电路库一一主要有各类运算放大器、锁相器等，如图18所示。dBlI 三嗇运放七端运敢上匕k器五端运放图18模拟集成电路库混合集成电路库一一主要有数模转换、模数转换、555定时器等。数字集成电路库一一主要有74系列和4000系列集成电路等。逻辑门电路库一一主要有各种常用的逻辑门等。数字器件库一一主要有组合逻辑器件与时序逻辑器件等。指示器件库一一主要有电流表、电压表、数码显示器、指示灯、蜂鸣器等, 如图19所示。a罩0 B|o|b|b|电压表 灯泡电流表 彩色旨示灯图19指示

11、器件库控制器件库一一主要有乘法器、除法器、限幅器等。仪器库一一主要有数字万用表、信号发生器、示波器等，如图110所示。 仪器库的所有仪器均只有一个可使用，且当使用了仪器库中的元件后，工具栏上 的复制键功能失效。其它器件库一一主要有保险丝、电子管、直流电机等。 Instrunentz日養剜可醐舸I篦I逻辑转换仪 逻辑分析仪 字信号发生器 濾特图仪 示波器 函数信号发生器 数字多用表图1一10仪器库1. 5电路工作区电路工作区是对电路进行仿真实验的工作平台。使用时只要在该工作区建 立或输入我们要实验的电路图，打开电源开关后它就开始对电路的各项参数(包 括各项电参数、失真、噪声等)进行仿真。使用时一

12、般将电压电流表、信号发生 器、示波器等仪器设备引入电路，做实时观测，就像是用实物搭成的平台一般。1. 6电路描述区电路描述区是专门用来记录实验的有关内容。如实验名称、实验要求、实验 数据和结论等，相当于实验报告。需要打开电路描述区时，可选择“窗口(W)” 菜单中的工描写(Description)”命令，如图1一10所示。x；啖目名称；共时級放大辭项目要护.一改变基稅偏舍电姐值，测呈放大捋工作点的变化；2设定和人信号频率为1KH乙幫底为5 0(n明示液器观实共射极放尢器揃入信号与输 出信弓，改变基极熄壬皑IE值，观測饱和失真与敌止失真；3 用示被:裾观决共射极放大器翁入信号号较出信号改变輛入信号

13、的夫小观测悒加 尖真与尅止夹真I利用示被器观那共对极放大器靠入愴号与弱出信号调鞍放大容至呆哇工作占纯 论：】共射极放丈篓工作点：计算公式：Ib =图 110第二章EWB基本操作第一节创建电路2. 1. 1元器件操作(1) .元件的选用：打开元件库栏，移动鼠标到需要的元件图形上，按下左1 /1键，将元件符号拖拽到工作区，如图21所示。1 UF1 kOhmAZW1 kOhm图21(2) .元件的移动：移动鼠标到元件图形上，按下左键，可将元件符号拖拽 到所需位置。(3) .元件的旋转、反转、复制和删除：用鼠标单击元件符号选定，利用菜 单栏的复制和删除按钮，可将元件复制和删除；利用工具栏的旋转和反转，

14、可将 元件旋转和反转。或单击右键激活弹出菜单，选定需要的动作，也可达到上述U 的。(4) .元器件的参数设置：选定该元件，双击左键弹出菜单选项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。图2 2说明：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：例如：标签(Label)的设置如图22所示。电阻数值的设置如图23所示（设置Rl=310kQ ）o図故障（Fault）选项可供人为设置元器件的隐含故障，包括漏电（Lea

15、kage）.短路（Short）.开路（Open）、无故障（None）等设置，元器件故障的设置，如图2-4所示。Resistox PrupcxtiesLabel | Valve 輕也匚Displ矽 | Xjtalysi s Setup 12(LGakaaeC Short OpenQ None图242. 1. 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。（1）.导线的连接：鼠标指向元件的一个端点，出现小园点后，按下左键 并拖拽导线到另一个元件的一个端点，出现小园点后松开鼠标左键。（2 ）.导线的删除和改动：选定该导线，单击鼠标右键，在弹出菜单中选 delete

16、,弹出对话框后确认，可将导线删除。或者用鼠标将导线的端点拖拽离开 它与元件的连接点。（3）.改变导线颜色：双击导线出现对话框后，可从其子.菜单中选择所需颜色。说明：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，如图25所示，而且连接点可以赋予标识。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。2. 1. 3电路图选项的设置方法与元器件的参数设置相同 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

17、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。设置好参数的单管放大电路如图2-6所示。10uFR22 k Ohm C231 0 kOhm1 o uF12 V3 k Ohm图2-6单管放大电路第二节常用仪器的使用EWB仿真软件中为用户提供了很多仪器，这里只介绍电压电流表、数字 多用表、信号发生、器示波器和波特图仪。2. 2. 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选用多个，如图27所示。C1IOuFR1310 kOhmR

18、22 kOhm C210 uF12 V| 3.847rr；3 kOhm图2-7单管放大电路工作点的测试2. 2. 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。a-T-ixU负炳止师数值显示档位选择-交直流选择参数设苴数字表多用表的图标和面板图28从打开的面板上选Setting按钮可以设置其参数，数字多用表的参数有：电 流表的内阻、电压表的内阻、电阻表的工作电流和分贝表标准电压值等，如图2 8所示。2. 2. 3信号发生器信号发生器可以产生正弦波、三角波和方波信号，双击图标便出现面板图标，并可设置其有关参数，其图标和面板如图29所示。A/*. Function. Generat

19、orE30SI负端 COM端正端率比度B频空幅偏占A Frequency Duty cycle y Aglitud 色A Offset图2922. 4示波器示波器为双踪模拟式，其图标如图210所示。A通道 B通道接地端触发端图2-10示波器图标双击示波器图标会出现其面板图标如图2-11所示。图211示波器面板其中：Expand面板扩展按钮，Time base时基控制，Trigger 触发控制，包括：Edge 上（下）跳沿触发Level 触发电平触发信号选择按 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；

20、 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）o如何读取数据：1. 我们从图211中可粗略地读出A、B通道的数据如下：A波的幅度 为:5mv/divX 1 div =5 mv ；B 波的幅度为:10mv/divX 1.7 div =17 mv ；A、 B 波的周期为 T=0.5ms/div X 2div= 1.0ms2. 从仪器上精确读数：点击图2一11中的面板扩展按钮（Expand）,可出 现如图212的扩展面板。图 212 分别移动滑动“指示针1 ”和“指示针2”至A波和B波的峰点处，图2 12中，

21、仪器上出现“VAi=4.9377mv, VB2=17.4125mv 等有关数据,就是A 波和B波的电压幅值。scillosuupc 、x|JJ6 4 6.S 216 msT2642.S216 ns-664 . “94 kVg-664.699412.4125 mVW217.4125 刖Ch3(Til aSrtV3Y position 00：AC 0 qhT1VWV61T2T【W2VA!VB2V911000.000U HS 1.9922e-I4U 5.1今S5mL4Jime teseX pdtbn a倔nigger乜Lavallox总BO安11片nonGannel 8-|(0-178下Y pcci

22、cn | 38ReduceReirr$e图 213 再次移动“指示针1”和“指示针2”至A波或B波的相邻现两峰 点处，便可准确读出A波或B波的周期，如如图2-13所示电路中，“T2-T1 二 1000. 0000 P s=l. 0ms” 便是 B 波的周期。2. 2. 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。波特图仪的图标如图214所示。图2-14波特仪图标波特图仪有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IX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+Y端和-V端

23、分别接电路输出端的 正端和负端（注:这种接法与实用扫频仪的接法不同一一实用扫频仪的IN 端口接电路的输出端，而OUT端口接电路的输入端）。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，频率测量的范圉山波特图仪的参数设置决定。双击波特仪的图标会出现其面板图标，如图213所示。幅度或相位星程设定巾畐频/相频特性选择 数据存盘 频率范围设定对数/线性 坐标终点 -坐标起点垂直读数 水平读数读数指针读数指针移动按钮图2-15波特仪面板其中：Magnitude （Phase）幅频（相频）特性选择按钮；Vertical （Horizontal）

24、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）。第三章电路仿真实验例一：放大器静态工作点的测】1 电路仿真前的准备工作：取岀对应的元器件，将电路搭接好，设 置好元器件的参数等，电路搭接好的电路如图31所示。M1RbRl/50k0hm/e0%M4orRc200 onm|2N2714_EcW412V3II图3-1放大器静态工作点测试电路2. 电路仿真的启动、暂停和停止： 启动：单击工作台右左上方的电源开关，就可启动电路工作，开 始仿真，启动后各测量仪表即有数值演示，如图3-2所示（图中电流表 乩的数值为负值，说明该电流表反接）。 暂停与恢复：单击电源开关下

25、方的Pause按钮，它立刻变为凹进 的Resume按钮，则暂停仿真。如果要继续仿真，再单击Resume按钮即可 恢复。 停止：在启动状态，再单击一次电源开关，即可停止电路仿真。M4I |d 1.36mRc200 Ohm2N2714EcM12VRbR/50kOhm/80%|&70.7m U| M2I 9729 U| M3EbA/24V图3-2放大器静态工作点的测试仿真3. 改变参数继续仿真：如改变基极偏置，可双击Rb，会出现如图33所 示的对话框(Rb=50KX40%=20K),单击确定后乂开始新一轮的仿真。图334. 记录仿真数据：将仿真得出的有关数据按要求记录在电路描述区 里。电路描述区的打

26、开：点击【窗口】菜单的【3描写】命令即可弹出电 路描述区,其内容如下：工程名称：放大器静态工作点的测量工程要求：改变基极偏置电阻值，测量放大器静态工作点的变化。结论:1.共射极放大器静态工作点:计算公式：Rb 二I bQ =IcQ =VceQ 二理论值：Rb=I bQ 二IcQ =VceQ =实测值：Rb 二I bQ =IcQ =VceQ =2. Rb二20k时，改变基极电源电压(2 V、3 V、4 V）,放大器工作点的变化：计算公式：Rb 二I bQ =IcQ =VceQ =理论值：Rb 二I bQ =IcQ =VceQ =实测值：Rb 二I bQ =IcQ 二VceQ =例二：放大器的交流

27、放大倍数与频率特性的测量测量电路如图34所示，主要步聚如下：1. 开启电源，观察静态工作点等基本情况是否正常；2. 双击信号发生器图标，选取正弦波信号，并设定信号的幅值和频率的大 小等参数（方法同前述，如图29所示）。3. 双击示波器的图标，读取放大器输入、输出端的信号电压值（方法同前 述，如图212和图213所示），记录数据。|乔12V1 kOhmR41 k OhmR210k OhmRc C?5 6 kOhm 1 uF+图3 4R13S kOhm4重复“3”、“4”步，并记下数据和计算各频率信号所对应的放大倍数。5. 根据上面记录的数据画出放大器的频率响应曲线。（注：放大器的频率特性也可直接用波特仪来测量，留给同学们去探索， 请同学们根据前面波特仪的介绍，自己动手试一试。）