电子设计仿真软件EWB5.12简介
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虚拟电子实验台EWB5.12使用初步
东莞理工学院电子系 杨杰
第一节 概述
一、简介
虚拟电子实验台是一种在计算机上运行的电路仿真软件。这类仿真软件可以逼真地模拟各种电子元器件以及仪器仪表,它不需要任何真实的元器件与仪器,就可以进行电路、数字电路和模拟电路课程中的各种实验,它具有功能全、成本低、效率高、易学易用以及便于自学、便于开展综合性或设计性实验等优点。在目前电子元器件的种类越来越多、所设计电路的越来越复杂、而电子产品的更新周期却越来越短的新形势下,这类仿真软件不仅可作为现行的各种实验的一种补充与替代手段,而且可作为复杂的电子系统的设计、仿真与验证的实用手段,是EDA (Electronic Design Automation 电子设计自动化)的一个组成部分。随着计算机硬件的高速发展,这类仿真软件应用得越来越广泛。
以下介绍加拿大Interactive Image Technologies 公司出品的虚拟电子实验台软件 EWB (Electronics Workbench )5.12,其特点为方便直观、结合实际、功能强大。
二、EWB 的窗口
1.EWB 5.12操作界面
用鼠标双击桌面上的EWB 启动图标后,EWB 开始运行,屏幕上出现它的主窗口,它由9个部分组成,如下图所示:
图1 EWB 主窗口
由上图可见,EWB5.12的窗口与其它WINDOWS 程序非常相似。其中工作区为设计、编辑电路图的主要区域。电路描述窗口为电路附属的文档编辑、显示区,用于给电路加以必要的注释于说明,可通过窗口菜单选择开启或关闭。而状态栏则反映电路的状态、仿真进行了的时间及仿真温度等。
2.工具栏:
工具栏提供编辑设计电路的各种工具。大部分的操作与其它Windows 软件相似。
较为特殊的生成子电数字电子技术
路、调出分析图、调出元件特性等三项将在以后介绍。
图2 工具栏
3.元器件库和常用仪器库栏:
EWB5.12提供了十四种元器件及仪器仪表库。栏中每个图标都表示一类库,用鼠标单击图标可打开该库、显示相应的元器件图标供选择。
图3 元器件库和常用仪器库
第二节EWB的元器件库、仪器仪表库
EWB 5.12所提供的元件种类丰富,数量众多,共计4000多种,模型超过 10000个。大多数元件模型参数可设为理想值或其他,给电路原理的验证带来了便利。另外,元件库结构为开放型的,根据需要
图4基本元件库图5数字器件库
图6电源与信号源库
图7二极管库图8模拟器件库图9自定义元件库
图10 数字集成电路库图11其它器件库
图12混合集成电路库图13控制器件库
图14晶体管库图15逻辑门电路库
图16指示器件库图17仪器仪表库
第三节虚拟仪器的使用
EWB 5.12供了7类与实际仪器相近的常用仪器,分别是电压电流表、数字万用表、函数信号发生器、双踪示波器、频率特性仪、字信号发生器和逻辑分析仪。除此之外,还提供了一个现实中没有的虚拟逻辑转换器。
要使用仪器,只需单击相应的库图标,用鼠标将选中的仪器拖曳到工作区即可。除电压电流表外,各种仪器都在仪器库中,且只有一件。
一、电压电流表(Voltmeter & Ammter)
电压电流表在指示器件库中,数量不受限制。双击电压表或电流表,可弹出其属性对话框,在其中可以设置表计的内阻、使用于测量直流(DC)还是交流(AC)信号,还可设置标号(Lable),故障(Fault)或显示选项(Display)。当设置为直流表时,边框线为粗线的一端代表正极。工具栏中的旋转控制可改变其出线方式。
图18 电压电流表
二、数字万用表(Multimeter)
单击仪器库图标打开仪器库,用鼠标将数字万用表拖曳到工作区。双击该图标显示它的面板如下图所示。这是一种自动调整量程的数字万用表,可以用来测量交、直流电压和电流,测量电阻等参数。只要选中相应的选项钮即可。使用时和实际万用表一样,测量电压时,应与被测电压并联;测量电流时,应串联在被测支路中;测量电阻时,应断开电阻两端的连线。万用表自身的参数也能重新设定,单击Settings按钮,打开设置对话框,可对电压、电流测量的表头内阻以及欧姆表的表头电流等技术参数进行设定。
图19 数字万用表及参数设置
三、函数信号发生器(Function Generator)
打开仪器库,用鼠标将函数信号发生器拖曳到工作区。双击该图标,显示它的面板如图20所示。和实际的函数信号发生器一样,它有正弦波、三角波和方波三种输出波形可选择,只要把相应波形的按钮按下即可(即用鼠标点击一下波形钮)。另外还可设置输出波形的频率、占空比、幅度和偏移等参数。偏移(Offset)就是在交流波形上迭加一定的直流分量。占空比(Duty cycle)用于调节三角波、方波正负半周的
比率,对正弦波没有意义。
图20函数发生器及参数设置
四、示波器(Oscilloscope)
EWB 5.0软件提供了一台虚拟的双踪示波器,用于显示电信号大小和频率的变化,也可用于两个波形的比较。其图标与面板如下图所示。
图21示波器
图中共有4部分:波形显示区(相当于示波屏),输人通道A和通道B、水平扫描(时基)。
示波器面板上可设置的参数主要有以下几项:
1水平扫描设置
(1)时基(Time Base)
用于调整示波器横坐标或X轴的数值,即横坐标上每格代表的时间。为了获得易观察的波形,时基的调整应与输入信号的频率成反比,即输入信号频率越高,时基就应越小,一般取输入信号频率的l/3-l/5较为合适。用鼠标点击右边的上或下箭头改变其值,也可直接将光标置于数值区,输入具体的数值。(2)X轴位移(X-Position)
该项设置可改变信号在X轴上的初始位置。当该值为0时,信号将从屏幕的左边缘开始显示,正值从起始点往右移,负值反之。
(3)工作方式(Y/T,A/B,B/A)
Y/T工作方式用于显示以时间(T)为横坐标的波形,这是最常用的工作方式;其余两种方式表示显示屏纵、横坐标分别为A和B通道输入的信号,用于一些特殊的测试中(如李沙育图形),一般不用。
2触发
(1)触发沿(Trigger Edge)
若要首先显示正斜率波形或上升信号,可单击上升沿触发按钮;若要首先显示负斜率波形或下降信号,可单击下降沿触发按钮。
(2)触发电平(Trigger Level)