4、EWB的主要分析功能

4、EWB的主要分析功能

虚拟电子工作台（EWB）可以对模拟、数字和混合电路进行电路的性能仿真和分析。其分析方法和元器件库的模型均都是以SPICE程序为基础，当使用者创建一个电路图，并按下电源开关后，就可以从示波器等测试仪器上得到电路的被测数据或波形。实际上，这个过程是该软件通过计算电路的数学表达式而求得的数值解，然后根据该数值绘制波形。电路中的每个元器件，都有其设定的数学模型，因此，这些元器件模型的精度，就决定了电路仿真结果的精度。采用虚拟电子工作台（EWB）仿真，即通过计算机软件对电子电路进行模拟运行，其整个运行过程可分为四个步骤：

数据输入：输入用户创建的电路图结构、元器件数据，选择分析方法。

参数设置：程序检查输入数据的结构和性质以及电路中的阐述内容，对参数进行设置。

电路分析：对输入信号进行分析，它将占据CPU工作的大部分时间，是电路进行仿真和分析的关键。它将形成电路的数值解，并将所得数据送至输出级。

数据输出：从测试仪器如示波器等上获得仿真结果。也可以从Analysis/Display Graph （分析栏中的分析显示图）中看到测量、分析的波形图。

EWB有十几种分析功能，下面介绍几种常用的分析操作过程。

4.1 直流工作点分析( DC Operating Point

Analysis )

该分析主要对创建电路的直流通路进行分析,例如，计算晶体管放大器的静态工作

点。

图4.1—1 直流工作点分析电路

（1）在电子工作台主窗口的电路工作区创建仿真电路

（2）选定菜单栏中的Circuit/Schematic Option /Show Nodes，则电路的节点标志（ID）显示在电路图上，如图4.1—1所示。

（3）选定菜单栏中的Analysis/DC Operating Point 项，电子工作台会自动把电路中所有节点电压数值显示在Analysis/Display Graph 中，如图4.1—2所示。

在进行直流工作点分析时，电路中的数字器件将被视为高阻接地。

图 4.1—2直流工作点分析数据

4.2 交流频率分析( AC Frequency Analysis )

所谓交流分析，就是分析电路的频率特性。分析时先选定被分析的电路接点，在分析时，电路中的直流源将自动置零,交流信号源、电容、电感等元器件均设置为交流模式，输入信号设定为正弦波形式。若把函数信号发生器的其它信号设置为输入信号，在进行交流频率分析时，EWB会自动把它作为正弦信号输入。因此输出响应也是该电路交流频率的函数。

(1)在电子工作台上创建需进行分析的电路图，确定输入信号的幅度和相位。

(2)选定菜单中的Analysis/Ac Frequency 。

(3)在对话栏中，确定需分析的节点、起始频率（FSTART）、终点频率（FSTOP）、扫描形式（Sweep type）、显示点数（Number Points）和纵向尺度（Vertical Scale）。

(4)按Simulate （仿真）键，即可在显示图上获得被分析节点的频率特性波形。按Esc键，将停止仿真。交流频率分析参数设置对话框的设定与选择如表4—1所示。

表4—1 交流频率分析参数设置对话框

设置项目缺省设置单位注解

起始频率（Start Frequency） 1 Hz 起始频率

终止频率（End Frequency） 10 GHz 终止频率

扫描形式 (Sweep Type) 十进制十进制/线性/八进制

点数（点/每单位）

（Number of Points/Points Per） 100 对线性而言，起始至终止间共有多少点数纵向刻度（Vertical Scale） Log（对数）线性/对数/十进制

分析的节点号（Nodes for Analysis）被分析的节点为编号（ID）节点，

而不是标识(lable)的节点

交流频率分析的结果，可以显示成幅频特性和相频特性两个图。如果用波特图仪连至电路输出端和被测点，同样也可以获得交流频率特性。

仍以图4.1—1电路为例，电路中节点(5)的交流频率特性如图4.2—1所示。

图4.2—1 图4.1—1所示电路节点（5）的频率特性

4.3 瞬态分析( Transient Analysis )

所谓瞬态分析，是指电路选定节点的时域响应。即观察该节点在整个显示周期中每一时刻的电压波形。在进行瞬态分析时，直流电源保持常数，交流信号源随着时间而改变，电容和电感都是储能元件。在对选定节点作瞬态分析时，需根据Analysis 栏对话框的要求进行，一般可对该节点作“直流工作点分析”，其结果可以作为瞬态分析的初始条件。

（1）在电子工作台上创建需进行分析的电路图，确定输入信号的幅度和相位。

（2）选定菜单栏中的Analysis/Transient。

（3）根据对话框要求设置参数。

（4）按Simulate 键，即可在显示图上获得被分析节点的瞬态波形，按Esc键，将停止仿真。

瞬态分析的结果与用示波器观察的结果是一样的。但采用瞬态分析方法，可以通过设置，更仔细地观察到波形起始部分的变化情况。瞬态分析参数设置对话框如表4—2所示。

表4—2瞬态分析参数设置对话框

设置项目缺省设置单位注解

设置为零（Set to zero）不选如果从零初始状态开始则选择此项

使用者定义（User-defined）不选如果从使用者所定义的初始状态开始，则选择此项

计算静态工作点

（Calculate DC operating point）选用如果从静态工作点开始分析，则选择此项

起始时间（Start timp） 0 s 瞬态分析的起始时间必须大于或等于零，而且小于终止时间终止时间（End time） 0.001 s 瞬态分析的终止时间，必须大于起始时间

自动产生步进时间

(Generate Time Steps) 选中 EWB将尝试选择模拟电路的合理及最大步进时间

仍以图4.1—1电路为例，分析电路中节点5的瞬态波形，其结果如图4.3—1所示。

图4.3—1图4.1—1所示电路节点5的瞬态波形

4.4 傅里叶分析( Fourier Analysis )

傅里叶分析方法用于分析一个时域信号的直流分量、基频分量和谐波分量。即把被测节点处的时域变化信号作离散傅里叶变换，求出它的频域变化规律。在进行傅里叶分