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EWB仿真軟件的使用方法

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ID:415487 發表于 2018-10-25 21:22 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
  • EWB簡介
  EWB英文全稱為Electronics Workbench (電子工作平臺),是加拿大Interactive Image Technologies Ltd.公司于1988年開發的一種電子電路計算機仿真設計軟件。該軟件設計功能完善,操作界面友好、形象,非常易于掌握。EWB以SPICE3F5為軟件核心,增強了其在數字和模擬混合信號方面的仿真能力。EWB的開發不僅很好地解決電子線路設計中即費時費力又費錢的問題,給電子產品設計人員帶來了極大的方便和實惠,他們可以利用電腦輔助設計進行電路仿真,有效地節省了開發時間和成本。而且,EWB方便的操作方式,直觀的電路圖和仿真分析結果顯示形式,也非常適合于電子課程的輔助教學,有利于提高學生對理論知識的理解和掌握,有利于培養學生的創新能力。因此,世界上許多大學都將EWB納入電子類課程的教學當中。



    • EWB的特點
  EWB具有以下主要特點:
1.集成化、一體化的設計環境                                                                                                                                                   
  可任意地在系統中集成數字及模擬元件,完成原理圖輸入、數摸混合仿真以及波形圖顯示等工作。當用戶進行仿真時,原理圖、波形圖同時出現。當改變電路連線或元件參數時,波形即時顯示變化。
  2.界面友好、操作簡單                                                      
  單擊鼠標,用戶可以輕松地選擇元件;拖動鼠標,可將元件放入原理圖中。調整電路連線、改變元件位置、修改元件屬性也非常簡單。此外,EWB還有自動排列連線的功能,使畫原理圖更加美觀、快捷。                                                           
  3.真實的仿真平臺                                                                  
  EWB的元件庫提供了數千種電路元器件,即有無源元件也有有源元件,即有模擬元件也有數字元件,即有分立元件也有集成元件,還可以新建或擴充已有的元器件庫。EWB還提供了齊全的虛擬儀器,如示波器、信號發生器、萬用表、波特圖儀、頻譜儀和邏輯分析儀等。用這些元件和儀器仿真電子電路,就如同在實驗室做實驗一樣,非常真實,而且盡可不必為損壞儀器和元件而煩惱,也不必為儀器過時、測量精度不夠而一籌莫展。
  4.分析方法多而強                                                                     
  EWB不但可以完成電路的穩態分析和暫態分析、時域分析和頻域分析、器件的線性分析和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析等常規分析,而且還提供了離散傅里埃分析、電路的零極點分析、交直流靈敏度分析和電路的容差分析等14種分析方法。用戶可以利用這些分析工具,清楚而準確地了解電路的工作狀態。



    • EWB系統要求
  隨著計算機技術的飛速發展,特別是Windows操作系統的廣泛使用,EWB也從低版本DOS版發展成可在Windows環境下運行的高版本。由于充分利用了Windows操作系統的許多優點,如直觀的圖形操作界面,軟件的多任務同時運行等,EWB的功能和運行性能得到不斷地完善和提高。1996年Interactive Image Technologies Ltd.公司推出了Electronics Workbench 5·0版本。 本書將介紹Electronics Workbench 5·0版本。
  Electronics Workbench 5·0的系統安裝和運行要求如下:
1.安裝Electronics Workbench 5·0到硬盤時大約需要17MB的空間(指EWB專業版軟件)。
2.當運行在Microsoft Windows 95/98(中、英文)操作系統下時,要求:
   486以上微機;
   20M硬盤空間;
   8MB內存,推薦使用16MB;
   與之兼容的鼠標器。
  3.當運行在Microsoft WindowsNT操作系統下時,要求:
    486以上微機;
20M硬盤空間;
12MB內存,推薦使用16MB;
與之兼容的鼠標器。
  4. 程序運行時,將建立臨時性文件,該文件占硬盤空間的默認規模大小是20MB,當文件達到其最大限度的規模時,可以選擇:
停止仿真;
放棄已有的數據,繼續進行仿真;
系統要求提供更大的磁盤空間。

1.4  EWB軟件安裝
  在Windows操作界面下安裝Electronics Workbench 5·0,建議用戶使用“控制面板”中的“增加/刪除程序”功能。具體安裝步驟如下:
1.按屏幕左下角的“開始”按鈕,將鼠標指向“設置”,然后單擊“控制面板”項。                   2.  選擇“添加/刪除程序”,單擊其圖標出現對話框,選中 “安裝”。
3.將安裝光盤插入光驅,找到安裝盤的啟動文件setup.exe,并運行該文件。
4.根據屏幕提示對話框進行安裝。
安裝完畢后,啟動桌面上圖1?1所示的Workbench圖標,屏幕上就會出現相應的工作界面,關于Electronics Workbench工作界面,將在第二章作詳細介紹。


圖1.1 Workbench圖標

1.5 關于兩套標準符號的選擇
EWB中有兩套標準符號可供選擇。一套是美國標準符號ANSI,另一套是歐州標準符號DIN。兩套標準中大部分元器件的符號是一樣的,但有些元器件的符號不一樣,象部分有源器件、數字器件和無源器件的符號和圖形就不同,如圖1.2、1.3和1.4所示。

美國符號            歐洲符號                                                      
                                                                                                                                       
            圖1.2  部分有源器件的美國符號和歐州符號的比較                                          
                                                                                                            

                                                                                                                                        

                圖1.3 部分數字器件的美國符號和歐州符號的比較                                                                                                                                                                                                               

                                                                                                                                  

                 圖1.4  部分無源器件的美國符號和歐州符號的比較                                                                                                   

當用戶要選擇其中某一套標準時,可按如下步驟進行:                                                                                                                             
1.建立可執行文件Wewb32.exe的快捷鍵。
2.右鍵單擊桌面上 Workbench圖標,彈出快捷菜單。
3.單擊“屬性”按鈕,屏幕上出現“快捷方式Wewb32屬性”對話框,如圖1.5所示。
4.鍵入目標程序。 如果在“目標(T)”欄中鍵入c:\路徑\Wewb32.exe/ansi,選擇美國標準符號;如果鍵入c:\路徑\wewb32.exe/din,則選擇歐州標準符號。
              
圖1.5 “快捷方式Wewb32屬性”對話框

1.6  在線幫助的使用
當用戶需要查詢有關信息時,可以使用在線幫助。進入在線幫助系統有兩種基本方法:一是從Help下拉菜單中選擇相應的命令。用戶可以通過“目錄”窗口(見圖1.6)選擇一個幫助主題,或者通過“索引”窗口(見圖1.7)根據關鍵字查找幫助主題。二是用鼠標選中你所想要查詢的元器件,然后單擊工作界面工具條上的“?”。

圖1.6 目錄窗口


圖1.7  索引窗口
1.7 電子電路的仿真方法和步驟                                                                           
  用EWB軟件對電子電路進行仿真有兩種基本方法。一種方法是使用虛擬儀器直接測量電路,另一種是使用分析方法分析電路。
  • 使用虛擬儀器直接測量電路                                                
用該方法分析電路就象在實驗室做電子電路實驗一樣。具體步驟如下:
(1)在電路工作窗口畫所要分析的電路原理圖。
(2)編輯元器件屬性,使元器件的數值和參數與所要分析的電路一致。
(3)在電路輸入端加入適當的信號。
(4)放置并連接測試儀器。
(5)接通仿真電源開關進行仿真。
  • 使用分析方法分析電路                                                      
用EWB軟件提供的14種分析方法仿真電子電路的具體步驟如下:
(1)在電路工作窗口畫所要分析的電路原理圖。
(2)編輯元器件屬性,使元器件的數值和參數與所要分析的電路一致。                              
(3)在電路輸入端加入適當的信號。
(4)顯示電路的節點。
(5)選定分析功能、設置分析參數。
(6)單擊仿真按鈕進行仿真。
(7)在圖表顯示窗口觀察仿真結果。

1.8  電路原理圖的輸入方法                      
  要想進行電子電路的仿真,首先必須在電路工作窗口畫電路原理圖,那么該如何抓取和放置電路元器件呢?又該如何連接電路呢?下面予以分別介紹。
  • 抓取元器件                                                                                       
單擊元器件庫,在庫中選擇所需要的元件或儀器,按住鼠標左鍵將該其拖至電路工作窗口。
  • 調整元件的位置和方向                                                                        
如果元件的位置不合適,可以用鼠標指向該元件,當箭頭變成手的形狀時,按住鼠標左鍵,就能將元件拖動到電路工作窗口的任何位置;如果元件的方向不符合要求,可以通過單擊元件,激活工具條下的旋轉、水平旋轉和垂直旋轉工具,然后單擊其中一項命令,即可調整元件的方向;如果元件已經連接到電路中了,要調整元件的位置和方向時,應該先將連線斷開,再根據上述方法移動元件的位置或調整元件的方向,否則連線會跟隨元件一起移動。
  • 設置元件屬性                                                                                    
用鼠標雙擊元件,在彈出的元件屬性對話框中設置元件的數值和模型。
  • 刪除元件和插入元件                                                                                     
有時由于操作不慎,電路中多接入或少接入了某些元件,這時,就要從電路中將多余元件刪除,或者將元件插入電路。刪除元件時,先用鼠標單擊要刪除的元件,然后選擇刪除工具并單擊之。刪除工具一般有兩種,一種是工具條上的“剪刀”按鈕;另一種是單擊鼠標右鍵,在下拉菜單中選擇“Cut”(剪切)功能。元件一旦被刪除,其兩端的連線將自動連接在一起。插入元件時,拖動元件并將其放在連線上,連線即被元件切斷,元件隨即被自動連接電路中。
  • 連接電路                                                                                           
(1)兩個元件之間的連接                                                                              
將鼠標指向一個元件的連接點,該連接點處便會出現一個小黑點,按下鼠標左鍵,拖動鼠標拉出一根線,當此線接近另一個元件的連接點并出現小黑點時,放開鼠標,這兩個元件對應的連接點就會連接在一起。
(2)同一個元件兩個引腳之間的連接                                                                  
同一個元件兩個引腳之間連接時,需要借助連接器(一個黑點,可從元器件庫里的基本器件分庫中調出),方法是每個引腳分別向連接器引線。
(3)移動連線                                                                                 
先用鼠標單擊要移動的連線,連線即變成粗線,然后再在單擊該連線的同時按住鼠標左鍵不放,當光標變成上下方向或左右方向的箭頭時,拖動鼠標就可移動連線。上下方向的箭頭可上下移動連線,左右方向的箭頭可左右移動連線。
(4)刪除連線                                                                                      
用鼠標單擊要移動的連線,連線變成粗線,再用右鍵菜單中的“Delete”(刪除)功能將線刪除;或者使光標接近要刪除的線和元件管腳的連接處,當出現小黑點時按下鼠標左鍵,然后移動鼠標并松開左鍵,此時可以看到連線被斷開并消失。
(5)檢查元件是否與連線相連                                                                     
移動元件,若連線與元件引腳同時移動,則證明元件與連線可靠連接。
(6)連線規則                                                                                    
所有的連線都必須起始于一個元件的引腳,終止于一條線或另一個元件的引腳或一個連接器。  
(7)接地
任何電路都要“接地”,即使用元器件庫中電源分庫里的“接地元件”,否則得不到正確的仿真結果。
(8)元件與儀器的連接
儀器與電路測試點的連接辦法與兩個元件之間的連接方法相同。















      • EWB的界面和菜單
啟動Electronics Workbench 5·0,屏幕上出現圖2.1所示的EWB工作界面。工作界面主要有標題欄、菜單欄、工具條、元器件庫、電路工作窗口、狀態欄、仿真電源開關、暫停按鈕等部分組成。

2. 1標題欄
工作界面的最上方是標題欄,標題欄顯示當前的應用程序名:Electronics Workbench。標題欄的左側有一個控制菜單框,單擊該菜單框可以打開一個命令窗口,執行相關命令可以對程序窗口做如下操作:
                Restore        還原(R)
                Move        移動 (M)                                                                           
              Size          大小(S)
              Minimize     最小化(N)
              Maximize              最大化(X)
              Close        關閉(C)
標題欄的右側有三個控制按鈕:最小化、最大化和關閉按鈕,通過控制按鈕也可以實現對程序窗口的操作

                                2. 2菜單欄
標題欄的下面是菜單欄,用于提供電路文件的存取、電路圖的編輯、電路的模擬與分析、在線幫助等。菜單欄由六個菜單項組成,分別是:File(文件)、Edit(編輯)、Circuit(電路)、Analysis(分析)、Window(窗口)和Hilp(幫助)。而每個菜單項的下拉菜單中又包括若干條命令。

2.2.1  File(文件)菜單

                                                                                                                                
                                                                                                


圖2.1  Electronics Workbench 工作界面


                                     圖2.2  EWB的文件菜單項

    文件菜單項如圖2.2所示,包括以下命令:
   1. 新建文件命令(File /New)
單擊File /New,執行新建文件命令,電路工作窗口就會打開一個Untitled(未命名)窗口,在該窗口即可創建另一個新的電路,建立新的電路文件。
    2. 打開文件命令(File /Open)
單擊File /Open,執行打開文件命令,屏幕上顯示出一個Open Circuit File(打開電路文件)對話框,如圖2.3所示,用來打開以前曾經創建過的某個電路文件。只能打開擴展名為.CA*、.CD*和.EWB的電路文件。
    3. 保存文件命令(File /Save)
   單擊File /Save,彈出Save Circuit File(保存電路文件) 對話框,如圖2.4所示,執行保存文件命令,以保存當前電路文件,形成的電路文件的擴展名為. EWB。
                          
              圖2.3  打開電路文件對話框

              
              圖2.4  保存電路文件對話框

   4. 另存文件命令(File /Save As)
   單擊File /Save As,彈出與Save Circuit File(保存電路文件)相同的 對話框,執行另存文件命令,實現文件的換名保存。
   5. 恢復存盤命令(File /Revert to Saved)
   單擊File /Revert to Saved,執行恢復存盤命令,可將剛才保存的電路恢復到電路工作窗口。在執行恢復存盤命令之前,系統會提示你:執行恢復存盤命令后,當前對電路所做的全部修改將被取消。
   6. 輸入文件命令(File /Import)
單擊File /Import,執行輸入文件命令,可輸入一個SPICE網表文件(Windows中擴展名為.net或.cir),并形成電路圖。
   7. 輸出文件命令(File /Export)
   單擊File /Export,執行輸出文件命令,可將電路文件以擴展名為.net、.scr、.cmp、.cir和.pic的文件格式存入磁盤,以便其它軟件調用。
   8. 打印文件命令(File /Print)
   單擊File /Print,執行打印文件命令,實現對所選電路文件的打印。在打印文件命令彈出的對話框中可以選擇打印的項目,如打印電路圖的電路描述、元件列表、模型列表或子電路等。
   9. 打印設置命令(File /Print Setup)
   單擊File /Print Setup,彈出打印設置對話框,在對話框中可以設置打印機型號、打印機屬性、選擇打印機紙張、改變打印方向等。
   10. 退出命令(File /Exit)
   單擊File /Exit,退出EWB系統,并關閉電路文件。如果退出前沒有保存,系統會提示先保存文件。若選擇“是[Y]”, 保存修改的電路文件,并退出Workbench;若選擇“否[N]”,不保存修改的電路文件,但退出Workbench;若選擇“取消”,退出當前狀態,仍回到Workbench工作狀態。
   11. 安裝命令(File /Install)
   單擊File /Install,執行安裝命令,實現安裝任何EWB系統的附加應用程序的目的。















      • Edit(編輯)菜單
編輯菜單項如圖2.5所示,包括以下命令:


              圖2.5  EWB的編輯菜單項

  •     剪切命令(Edit /Cut
執行剪切命令,可將你所選擇的對象(如元器件、電路、文本等)放置在剪貼板上,以便執行粘貼命令時再將其粘貼到任何地方。
  •     復制命令(Edit /Copy
執行復制命令,可將你所選擇的對象(如元器件、電路、文本等)放置在剪貼板上,以便
執行粘貼命令時使用。
  • 粘貼命令(Edit /Paste
執行粘貼命令,可將剪貼板上的信息粘貼到活動窗口中。粘貼命令執行后,該信息仍然保
留在剪貼板上。被粘貼位置的文件性質必須與剪貼板上的內容性質相同,否則不能粘貼。例如,不能將電路窗口的信息粘貼到描述窗口。
  • 刪除命令(Edit /Delete
執行刪除命令,可永久地刪除所選擇的元器件或文本等,但不影響剪貼板上當前的內容。注意使用這個命令時要十分小心,因為被刪除的內容將無法恢復。
  • 全選命令(Edit /Select All
執行全選命令,可將電路工作窗口中的全部電路或描述窗口內的全部文本選定,用作其它處理。
  • 復制位圖命令(Edit /Copy as Bitmap
執行復制位圖命令,可將選中電路的位圖復制到剪貼板上,以便在其它畫圖或文字編輯軟件中調用該位圖。所選中電路的位圖不能粘貼到EWB系統的電路窗口。
復制位圖圖像的步驟如下:
              (1) 單擊Edit /Copy as Bitmap命令,光標變成“+”字型;
              (2) 按住鼠標左鍵并拖動鼠標,用形成的方框圈住準備復制的電路;
              (3) 放開鼠標,所選電路的位圖就被復制到剪貼板上。
    7. 顯示剪貼板命令(Edit/Show Clipboard)
              執行顯示剪貼板命令,顯示剪貼板上的有關信息。

              2.2.3  Circuit(電路)菜單
              電路菜單項如圖2.6所示,包括以下命令:


              圖2.6  EWB的電路菜單項

1. 旋轉命令(Circuit/Rotate)
在電路設計窗口搭接電路時,經常需要調整元件的位置,這時可以通過單擊要旋轉的元件,選擇旋轉命令,就能完成對元件的旋轉操作。每執行一次旋轉操作,被選元件逆時針旋轉90o。
2. 水平翻轉命令(Circuit/Flip Horizontal)
選擇水平翻轉命令, 完成對被選元件的水平翻轉操作。
3. 垂直翻轉命令(Circuit/Flip Vertical)
選擇垂直翻轉命令, 完成對被選元件的垂直翻轉操作。
              4. 元件屬性命令(Circuit/Component Propreties)
              元件屬性命令是用來設置元件屬性的。不同的元件有不同的屬性。設置元件屬性有三種辦法:
  • 用鼠標雙擊電路圖中的元件,在彈出的元件屬性對話框中進行設置;
(2)選取元件后,執行元件屬性命令,調出元件屬性對話框進行設置;
(3)選取元件后,單擊鼠標右鍵,在下拉菜單中編輯元件屬性。
下面以晶體管為例用元件屬性命令來編輯元件的屬性:
   步驟一:選擇晶體管。
步驟二: 單擊Circuit/Component Propreties命令,彈出 元件屬性對話框,如圖2.7所示。對話框中包含對晶體管Label(標號)、Models(模型)、Fault(故障)、Display(顯示)和Analysis Setup(分析設置)等相關屬性的設置。其中
① Label(標號)項用于設置元件的標號和ID。元件的標號可以隨意更改,ID則是按照元件的輸入順序由計算機自動加入的,也可更改,但不能重復;
② Models(標號) 項用于設置元件的模型。可以選擇理想模型,也可以選擇實際模型,以適應仿真需要。元件模型對話框如圖2.8所示。

         
圖2.7  元件屬性對話框


圖2.8 元件模型對話框

              ③ Fault(標號) 項用來設置元件引腳之間的故障,用于仿真實際電路中可能出現的故障。單擊故障設置,彈出一個故障對話框,如圖2.9所示。對話框內有四個可選項,Leakage(泄漏)、Short(短路)、Open(開路)和None(無)。


圖2.9 故障對話框

              選擇Leakage(泄漏),即在元件兩個引腳之間接上一個電阻,電阻的阻值可任意設定,設置一個漏電故障。
選擇Short(短路) ,即在元件兩個引腳之間接上一個小電阻,設置一個短路故障。
選擇Open(開路) ,即在元件兩個引腳之間接上一個大電阻,設置一個開路故障。
選擇None(無),即不設置任何故障。
④ Display(標號) 項用來顯示元件的Label(標號)、Models(模型)和元件ID等信息。其顯示對話框如圖2.10所示。
              ⑤ Analysis Setup(分析設置) (標號) 項用來設置元件的特殊參數,如設置晶體管工作時的環境溫度等。其分析設置對話框如圖2.11所示。

      

圖2.10  顯示對話框


圖2.11  分析設置對話框

   5. 創建子電路命令(Circuit/Create Subcircuit)
子電路是指電路的一部分或全部。用戶可把子電路存放到用戶器件庫中,當需要時,隨時從庫中調出。子電路的創建和使用,大大地方便了電路的設計。
  • 創建一個子電路
步驟一:選擇欲形成子電路的電路部分。
步驟二:單擊Circuit(電路)菜單下的創建子電路命令(Circuit/Create Subcircuit),屏幕顯示Subcircuit對話框,如圖2.12所示。子電路對話框中有四個可選項。
拷貝(Copy From Circuit)——將選擇的電路復制到用戶器件庫中,電路工作窗口中的原電路保持不變。
移動(Move From Circuit)——將選擇的電路移動到用戶器件庫中,電路工作窗口中的原電路將被刪除。
代替(Replace in Circuit )——用子電路代替電路工作窗口中的部分或全部電路,并將后者作為新的同名子電路保存到用戶器件庫中。
取消(Cancel)——取消創建子電路的操作。
              圖2.12  創建子電路對話框

              步驟三:在Subcircuit對話框中鍵入子電路的名稱,再選擇Copy From Circuit或Move From Circuit,被選擇的電路就被復制到用戶器件庫中。
  • 調用子電路
步驟一:單擊元器件庫欄最左側的用戶器件庫圖標,彈出一個子電路調用窗口,如圖2.13所示。

              圖2.13  子電路調用窗口

步驟二:按住鼠標左鍵,將其拖到電路工作窗口,松開手拖至處出現一矩形小框,并彈出一個選擇子電路對話框,如圖2.14所示。
步驟三:選擇子電路名,單擊Accept,子電路將作為一個電路模塊出現在電路工作窗口。
6.放大命令(Circuit/Zoom In Restrictions)
選擇放大命令,可以對選中的電路進行放大顯示。
7.縮小命令(Circuit/Zoom Out)
選擇縮小命令,可以對選中的電路進行縮小顯示。
8.電路圖設置命令(Circuit/ Schematic Options)
選擇電路圖設置命令,可以設置一些與電路圖顯示方式有關的內容。彈出的對話框如圖2.15所示。對話框中有三個選項卡:Grid(刪格)、Show/Hide(顯示/隱藏)和Fonts(字形),其內容分別如下:
(1)Grid(刪格)選項卡
              Show Grid (顯示刪格)——在屏幕上顯示刪格。
Use Grid(使用刪格)——將元件和連線放在刪格,可以方便地繪制電路圖。

              圖2.14  選擇子電路對話框
              圖2.15  電路設置對話框

(2)Show/Hide(顯示/隱藏)選項卡
Show Label(顯示元件標號)
Show Reference ID(顯示元件參考ID)
Show Models(顯示元件模型)
Show Values(顯示元件參數)
Show Nodes(顯示節點號)
(3)Fonts(字形)選項卡
① 元件標號(Label)的設置
設置元件標號的字體(Font Name)、字號(Font Size)等。
② 元件標稱值(Value)的設置
設置元件標稱值的字體(Font Name)、字號(Font Size)等。
9. 限制命令(Circuit/Restrictions)
利用限制命令,可以實現仿真過程中對電路元件和電路分析方法的限制。單擊Circuit/Restrictions命令,窗口彈出限制對話框,如圖2.16所示。對話框中包含General(一般限制)、Components(元件限制)和Analyses(分析限制)的內容,用戶可以根據需要進行選擇。

            
              圖2.16  限制對話框

2.2.4  Analysis(分析)菜單

分析菜單項如圖2.17所示,包括以下命令:
1.激活命令(Analysis/Activate)
用激活命令將電路激活開始仿真實驗。也可以單擊圖1.2右上角的仿真電源開關激活電路。
2.暫停命令(Analysis/Pause)
用暫停命令暫時停止電路的仿真實驗。也可以單擊圖1.2右上角的暫停(Pause)開關停止仿真。
3.停止命令(Analysis/Stop)
用停止命令停止電路的仿真實驗。也可以通過單擊圖1.2右上角的仿真電源開關停止仿真。


圖2.17  EWB的分析菜單項

4.分析設置命令(Analysis/ Analysis Options)
用分析設置命令設置分析電路的條件。單擊Analysis/ Analysis Options,屏幕上彈出分析選項窗口,如圖2.18所示。窗口含五個選項卡:通用(Global)分析設置、直流(DC)分析設置、暫態(Transient)分析設置、器件(Device)設置和儀器(Instruments)設置,每個選項卡的下拉菜單中又有若干項設置,合理設置這些條件,對實際電路的仿真是必要的,但有些參數對于大部分電路不需要設置,因此可選擇默認值。
5.分析方法
Electronics Workbench提供了14種分析電路的方法,其中
六種基本分析方法:
直流工作點分析(Analysis/DC Operating Point)
交流頻率分析(Analysis/AC Frequency)
暫態分析(Analysis/Transient)
傅里埃分析(Analysis/Fourier)
噪聲分析(Analysis/Noise)
失真分析(Analysis/Distortion)
四種掃描分析方法:
參數掃描分析(Analysis/Parameter Sweep)
溫度掃描分析(Analysis/Temperature Sweep)
直流靈敏度分析(Analysis/DC Sensitivity)
交流靈敏度分析(Analysis/AC Sensitivity)
兩種高級分析方法:
零極點分析(Analysis/Pole-Zero)
傳遞函數分析(Analysis/Transfer Function)
兩種統計分析方法:
最壞情況分析(Analysis/Worst Case)
蒙特卡羅分析(Analysis/Monte Carlo)
    關于以上分析方法將在第5章介紹。


              圖2.18  分析選項窗口

6.圖表顯示命令(Analysis/Monte Carlo)
完成電路的仿真實驗后,需要顯示分析結果,可以通過圖表顯示命令執行。單擊Analysis/Monte Carlo,屏幕上彈出Analysis Graphs(分析圖表)窗口,如圖2.19所示,窗口內顯示分析的結果,該結果可以是圖形,也可以是數據。分析結果還可以用圖2.19上方工具欄里的工具進行存盤、打印、復制、粘貼等操作。



              圖2.19  圖表顯示窗口

2.2.5  Window(窗口)菜單
窗口菜單項如圖2.20所示,包括以下命令:
  • 排列窗口命令(Window/Arrange
使用排列窗口命令,可以合理安排電路工作窗口、元器件庫窗口和已經打開的描述窗口在電子工作平臺上的位置,使它們排列有序,互不重疊,并且能擴大其窗口的使用面積。
  • 電路窗口命令(Window/Circuit
電路窗口命令的功能,是將電路工作窗口移到前臺進行仿真。
  • 描述窗口命令(Window/Description
描述窗口命令的功能,是將描述窗口打開,以便將有關電路的特點和操作方法等說明以文本方式寫入該窗口,或以粘貼方式將其它應用程序或電路文件的文本內容粘貼到該窗口。


圖2.20  EWB的窗口菜單項

2.2.6 Hilp(幫助)菜單
幫助菜單項如圖2.21所示,包括以下命令:
  • 幫助命令(Hilp
當你沒有選定任何內容時,單擊Hilp,屏幕上將顯示“幫助”內容的各主題索引。當你已選定工作界面中的元件或儀器后,再執行Hilp命令,屏幕上將顯示該元件或儀器的相關幫助信息。
  • 幫助索引命令(Hilp Index
執行幫助索引命令顯示“索引”窗口,讓你根據關鍵字查找幫助主題。
  • 版本注釋命令(Release Notes
執行該命令可以顯示一些關于Electronics Workbench5.0的注解信息。
  • 關于電子工作平臺命令(About Electronics Workbench
執行該命令可以顯示關于Electronics Workbench5.0的版本和版權信息。


                   圖2.21  EWB的幫助菜單項

                     23  工具條
圖2.22是EWB的工具條,工具條提供了編輯電路所需要的一系列工具,使用該欄目下的工具按鈕,可以更方便地操作菜單。

   | |  |  |  |  | |   | |  |  | |   |  |  |    |    |
刷打  存  打   剪  復粘   旋水   垂  創顯    元  縮  放     縮     在
新開  盤  引   切  制貼   轉平   直  子示    器  小  大     放     線
              翻   翻  電      件              比     幫
                       轉   轉  路      屬             例     助
                                                性

              圖2.22  工具條

各按鈕的功能如下:
刷新——清除電路工作區,準備建立一個新的電路。
打開——打開電路文件。
存盤——保存電路文件。
打印——打印電路文件。
剪切——剪切到剪切板。
復制——復制到剪切板。
粘貼——粘貼到指定文件中。
旋轉——將選中的元件逆時針旋轉90o。
水平翻轉——將選中的元件水平翻轉。
垂直翻轉——將選中的元件垂直翻轉。
創子電路——創建子電路。
顯示——進入圖形顯示窗口。
元器件屬性——調出元器件屬性對話框,設置元器件屬性。
縮小——將電路圖縮小一定比例。
放大——將電路圖放大一定比例。
縮放比例——通過下拉出的縮放比例選擇框選擇電路圖的縮放比例。
在線幫助——顯示幫助內容。

                2.4   元器件庫
EWB的元器件庫位于工具條的下方,如圖2.23所示。庫中存放著各種元器件和測試儀器,用戶可以根據需要隨時調用。元器件庫中的各種元器件按類別存放在不同的分庫中,EWB為每個分庫都設置了圖標,從左至右分別是:用戶器件庫、電源庫、基本器件庫、二極管庫、晶體管庫、模擬集成電路庫、混合集成電路庫、數字集成電路庫、邏輯門電路庫、數字模塊庫、指示器件庫、控制器件庫、其它器件庫和儀器庫。元器件庫將在第3章中介紹。

              圖2.23  元器件庫








    •   其它部分
2.5.1  電路工作窗口
電路工作窗口在工作界面的中心區域,供使用者進行電路設計用。使用者可以將元器件庫中的元器件和儀器移到工作區,搭接好電路,進行仿真和設計。也可以對電路進行移動、縮放等操作,這些操作都非常靈活。
形象地說,EWB系統類似一個實際的電子實驗室,元器件庫好象是一個材料庫,里邊存放著許許多多的元器件和儀器儀表,而且還可以不斷“購進”最先進、最精密的“材料”。工具條類似于實驗過程所用到的一些工具,菜單欄更象操作說明書,而電路工作窗口就是一個實驗臺,用戶在這個窗口可以作各種實驗和設計。你對EWB系統越熟悉,實驗和設計就會做的越漂亮。

2.5.2  電路描述窗口
電路描述窗口是EWB系統為用戶提供的一個文字窗口,用戶可以在這個窗口對電路的功能和仿真結果進行必要的說明。

2.5.3  狀態欄
狀態欄位于EWB工作界面的最下方,用來顯示當前的命令狀態和仿真溫度。

2.5.4  開關
EWB工作界面的右上角還有兩個開關。上面的叫仿真電源開關,當搭接好電路并接好測試儀器后,單擊仿真電源開關,EWB開始對電路進行仿真。再次單擊它時,即可停止對電路的仿真。要注意的是,只有當電路和測試儀器連接好之后,仿真電源開關才可打開?梢,其作用與分析菜單下的激活命令(Analysis/Activate)和停止命令(Analysis/Stop)的功能相同。
仿真電源開關下是暫停按鈕,當需要象示波器、波特圖儀等儀器所測繪的波形或曲線停止不動時,就用鼠標單擊此按鈕。暫停開關的作用與分析菜單下的暫停命令(Analysis/Pause)的功能相同,第一次單擊它暫停電路仿真,再次單擊它恢復電路仿真。

                 第3章  EWB的元器件

              EWB系統為用戶提供了大量的元器件和儀器儀表,存放在工作界面上的元器件庫中。按照元器件的類別不同,元器件庫又分為不同的分庫,如圖3.1所示。本章將對其作簡要介紹。

     
            
       用              電  基    二  晶      模  混    數    邏    數    指    控  其    儀
              戶                            源  本    極  體      擬  合    字    輯    字    示    制  它    器
              器                            庫  器    管  管      集  集    集    門    模    器    器  器    庫
              件                            件    庫  庫      成  成    成    電    塊    件    件  件
              庫                            庫                            電  電    電    路    庫    庫    庫  庫
              路  路    路    庫
              庫  庫    庫

                         圖3.1  EWB的元器件庫

31  電源庫
單擊電源庫圖標,彈出電源庫下拉菜單,如圖3.2所示。可見庫中包含了各種獨立電源和受控電源。從左到右分別是:
接地(Ground)——接地元件。
直流電壓源(DC Voltage Source)——可設置參數:電壓U。
默認值:12V。
設置范圍:μV~kV。
直流電流源(DC Current Source)——可設置參數:電流I。
默認值:1A。
設置范圍:μA~kA。
交流電壓源(AC Voltage Source)——可設置參數:電壓U,頻率,相位。
默認值分別為:120V,60Hz,0o。
設置范圍分別為:μV~kV,Hz~MHz。
交流電流源(AC Current Source)——可設置參數:電流I,頻率,相位。
默認值分別為:1A,1Hz,0o。
設置范圍分別為:μA~kA,Hz~MHz。
電壓控制電壓源(Voltage Controlled Voltage Source)——可設置參數:電壓增益E。
默認值:1V/V。
設置范圍:mV/V~KV/V。
電壓控制電流源(Voltage Controlled Current Source)——可設置參數:互導G。
默認值:1mΩ。
設置范圍:mΩ~KΩ。
電流控制電壓源(Current Controlled Voltage Source)——可設置參數:互阻H。
默認值:1Ω。
設置范圍:mΩ~KΩ。
電流控制電流源(Current Controlled Current Source)——可設置參數:電流增益F。
默認值:1A/A。
設置范圍:mA/A~KA/A。


圖3.2  電源庫

Vcc電源(Vcc Source)——默認值:+5V。
Vdd電源(Vdd Source)——默認值:+15V。
時鐘源(Clock Source)——可設置參數:頻率F,占空比D,電壓U。
默認值分別為:1KHz,50%,5V。
設置范圍分別:Hz~MHz,0%~100%,mV~KV。
調幅源(AM Source)——可設置參數:載波幅度Uc,載波頻率?c,調制指數M,
調制頻率?m。
默認值分別為:1V,1KHz,1,100Hz。
設置范圍分別為:mV~kV,Hz~MHz,M無設置范圍,Hz~MHz。
調頻源(FM Source)——可設置參數:峰值幅度Ua,載波頻率?c,調制指數M,
調制頻率?m。
默認值分別為:5V,1KHz,1,100Hz。
設置范圍分別為:mV~kV,Hz~MHz,M無設置范圍,Hz~MHz。
電壓控制正弦波振蕩器(Voltage Controlled Sine Wave Oscillator)——
可設置參數:輸出峰值下限,輸出峰值上限,控制坐標,
頻率坐標。
默認值分別為:-1V,1V,(0;1;0;0;0V),
(0;1KHz,0;0;0Hz)。
電壓控制三角波振蕩器(Voltage Controlled Triangle Wave Oscillator)——
可設置參數:輸出峰值下限,輸出峰值上限,上升時間占空比,控制坐標,頻率坐標。
默認值分別為:-1V,1V,0.5,(0;1;0;0;0V),(0;1KHz,0;0;0Hz)。
電壓控制方波振蕩器(Voltage Controlled Square Wave Oscillator)——
可設置參數:輸出峰值下限,輸出峰值上限,占空比,輸出上升時間,輸出下降時間,控制坐標,頻率坐標。
默認值分別為:-1V,1V,0.5,1S,1S,(0;1;0;0;0V),(0;1KHz,0;0;0Hz)。
受控單脈沖源(Controlled One-Shot)——
可設置參數:時鐘觸發,輸出低電平,輸出高電平,輸出延遲,輸出上升時間,輸出下降時間,控制坐標,脈寬坐標。
默認值分別為:0.5V,0V,1V,1S,1S,1S,(0;1;0;0;0V),(0;1,0;0;0S)。
分段線性源(Piecewise Linear Source)——無固定參數值。
受控分段線性源(Voltage Controlled Piecewise Linear Source)——
可設置參數:坐標對數,坐標X,Y坐標,輸入平滑區域。
默認值分別為:5,0V,0V,1%。
頻移鍵控源(Frequency-Shift-Keying Source)(FSK源)——
可設置參數:峰值幅度,傳號傳輸頻率,空號傳輸頻率。
默認值分別為:120V,10KHz,5 KHz。
設置范圍分別為:mV~kV,Hz~MHz,Hz~MHz。
多項式源 (Polynomial Source) 的系數——常數A,系數B~K。默認值為:1。
非線性相關源(Nonlineae Dependent Source)——無固定參數值。

32  基本器件庫
單擊基本器件庫圖標,彈出基本器件庫下拉菜單,如圖3.3所示。庫中包含了各種基本器件。從左到右分別是:
連接器(Connector)——用于線與線之間的連接,一個連接器可以連接四條線,連接器的產生與消失是計算機自動完成的。
電阻(Resistor)——可設置參數:R。
默認值:1KΩ。
設置范圍:Ω~MΩ。
電容(Capacitor)——可設置參數:C。
默認值:1μF。
設置范圍:pF~F。
電感(Inductor)——可設置參數:L。
默認值:1mH。
設置范圍:μH~H。


圖3.3  基本器件庫

              線性變壓器(Transformer)——可設置參數:匝數比,漏感,磁感,初級繞組電阻,次級繞組電阻。
默認值分別為:2,0.001H,5H,0Ω,0Ω。
繼電器(Relay)——可設置參數:線圈電感,導通電流,保持電流。
默認值分別為:0.001H,0.05A,0.025A。
設置范圍分別為:nH~H,nA~KA,nA~KA。
開關(Switch)——可設置參數:鍵。
默認值:Space。
設置范圍分別為:A~Z,0~9;Enter, Space。
延遲開關(Time Delay Switch)——可設置參數:導通時間,斷開時間。
默認值分別為:0.5S,0S。
設置范圍分別為:pS~S,pS~S。
壓控開關(Voltage Controlled Switch)——可設置參數:導通電壓,斷開電壓。
默認值分別為:1V,0V。
設置范圍分別為:mV~KV,mV~KV。
電流控制開關(Current Controlled Switch)——可設置參數:導通電流,斷開電流。
默認值分別為:1A,0A。
設置范圍分別為:mA~KA,mA~KA。
上拉電阻(Pull up Resistor)——可設置參數:電阻,上拉電壓。
默認值分別為:1KΩ,5V。
設置范圍分別為:Ω~MΩ,V~KV。
電位器(Potentiometer)——可設置參數:鍵,電阻,比例設定,增量。
默認值分別為:R,1KΩ,50%,5%。
設置范圍分別為:A~Z,0~9;Ω~MΩ,0%~100%,0%~100%。
排電阻(Resistor)——可設置參數:電阻。
默認值:1KΩ。
設置范圍:Ω~MΩ。
電壓控制模擬開關(Voltage Controlled Analog Switch)——
可設置參數:“斷開”控制電平值,“導通” 控制電平值,“斷開” 電阻,“導通” 電阻。
默認值分別為:0V,1V,1TΩ,1Ω。
設置范圍分別為:mV~KV,mV~KV,Ω~TΩ,Ω~TΩ。
電解電容(Polarized Capacitor)——可設置參數:C。
默認值:1μF。
設置范圍:μF~F。
可變電容(Variable Capacitor)——可設置參數:鍵,電容,比例設定,增量。
默認值分別為:C,10μF,50%,5%。
設置范圍分別為:A~Z,0~9;Enter, Space;Ω~MΩ,0%~100%,0%~100%。
可變電感(Variable Inductor)——可設置參數:鍵,電感,比例設定,增量。
默認值分別為:L,10mH,50%,5%。
設置范圍分別為:A~Z,0~9;pH~H,0%~100%,0%~100%。
無芯線圈(Coreless Coil)——可設置參數:匝數。
默認值:1。
鐵芯(Magnetic)——                                                                 
可設置參數:         默認值
截面積A              1m
鐵芯長度L              1m
輸入平滑范圍ISD     1%
                   坐標對數N            2
              磁場坐標1H1         0Atums/m
              磁場坐標2H2         1.0 Atums/m
磁場坐標H3~H15     0Atums/m
              磁通量坐標1B1       0Wb/m
              磁通量坐標2B2       1.0Wb/m
              磁通量坐標B3~B15   0Wb/m
非線性變壓器(Nonlinear Transformer)——
              可設置參數:          默認值:
              初級繞組N1            1
              初級電阻R1            1e-06Ω
              初級漏感L1                  0H
              次級繞組N2            1
              次級電阻R2            1e-06Ω
次級漏感L2            0H
截面積A              1m
鐵芯長度L              1m
輸入平滑范圍ISD       1%
坐標對數N              2
              磁場坐標1H1                                  0Atums/m
磁場坐標2H2              1.0 Atums/m
磁場坐標H3~H15                              0Atums/m
              磁通量坐標1B1         0Wb/m
磁通量坐標2B2        1.0Wb/m
              磁通量坐標B3~B15                0Wb/m

3.3  二極管庫
單擊二極管庫圖標,彈出二極管庫下拉菜單,如圖3.4所示?梢詮膸熘羞x擇各種類型的二極管。從左到右分別是:


           圖3.4  二極管庫

普通二極管(Diode)——默認設置:理想狀態。
設置范圍:General, Motorola, National, Zetex, Philips, Internat。
穩壓二極管(Zener Diode)——默認設置:理想狀態。
設置范圍:General, Motorola, Philips。
發光二極管(LED)——默認設置:理想狀態。
全波整流橋(Full Wave Bridge Rectifier)——默認設置:理想狀態。
設置范圍:General, National, Zetex, Philips, Internat。
肖特基二極管(Shockley Diode)——默認設置:理想狀態。
設置范圍:ECG。
單向晶閘管(Silicon Controlled Rectifier)——默認設置:理想狀態。
設置范圍:2N××, BT××, C××, MCR××, S××。
雙向觸發二極管(Diac)——默認設置:理想狀態。
設置范圍:ECG,Motorola。
雙向晶閘管(Triac)——默認設置:理想狀態。
設置范圍:2N××, MAC××, BT××。

34  晶體管庫
單擊晶體管庫圖標,彈出晶體管庫下拉菜單,如圖3.5所示。庫中有各種類型的晶體管元件供你選擇。從左到右分別是:


圖3.5  晶體管庫

NPN型晶體三極管(NPN BJT)——默認設置:理想狀態。
設置范圍: National,  Philips,Motorola。
PNP型晶體三極管(PNP BJT)——默認設置:理想狀態。
設置范圍:  Philips,Motorola。
N溝道結型場效應管(N-Channel JFET)——默認設置:理想狀態。
設置范圍: National。
P溝道結型場效應管(P-Channel JFET)——默認設置:理想狀態。
設置范圍: National,  Philips。
三端耗盡型N溝道MOSFET(3-Terminal Depletion N-MOSFET)——
默認設置:理想狀態。
設置范圍:  Philips。
三端耗盡型P溝道MOSFET(3-Terminal Depletion P-MOSFET)——
默認設置:理想狀態。
四端耗盡型N溝道MOSFET(4-Terminal Depletion N-MOSFET)——
默認設置:理想狀態。
四端耗盡型P溝道MOSFET(4-Terminal Depletion P-MOSFET)——
默認設置:理想狀態。
三端增強型N溝道MOSFET(3-Terminal Enhanced N-MOSFET)——
默認設置:理想狀態。
設置范圍:  Motorola,Zetex, Internat。
三端增強型P溝道MOSFET(3-Terminal Enhanced P-MOSFET)——
默認設置:理想狀態。
設置范圍:  Motorola,Zetex, Internat,Philips。
四端增強型N溝道MOSFET(4-Terminal Enhanced N-MOSFET)——
默認設置:理想狀態。
四端增強型P溝道MOSFET(4-Terminal Enhanced P-MOSFET)——
默認設置:理想狀態。
N溝道砷化鎵FET(N- Channel GaAs FET)——
默認設置:理想狀態。
P溝道砷化鎵FET(P- Channel GaAs FET)——
默認設置:理想狀態。

3.5  模擬集成電路庫
單擊模擬集成電路庫圖標,彈出模擬集成電路庫下拉菜單,如圖3.6所示。從左到右分別是:

圖3.6  模擬集成電路庫

三端運算放大器(3-Terminal Opamp)——
默認設置:理想狀態。
設置范圍:HA××,  LF××, LH××, LM××, LP××,
LT××, MC××, MISC××, OPA××,
OP××ANALOG, UBR××,
Comlinea, Elantec, Harris, Maxim,
Motorola, National, Texas.
五端運算放大器(5-Terminal Opamp)——
默認設置:理想狀態。
設置范圍:HA××,  LF××, LH××, LM××, LP××,
LT××, MC××, MISC××, OPA××,
OP××ANALOG, UBR××,
Comlinea, Elantec, Harris, Linear,
Maxim, Motorola, National, Texas.
七端運算放大器(7-Terminal Opamp)——
默認設置:理想狀態。
設置范圍:Analog, BURR, Comlinea, Linear, Texas。
九端運算放大器(9-Terminal Opamp)——
默認設置:理想狀態。
設置范圍:Analog, BURR, Comlinea, Linear, Texas。
電壓比較器(Voltage Comparator)——
默認設置:理想狀態。
鎖相環(Phase-Locked Loop)——
默認設置:理想狀態。

3.6  混合集成電路庫
單擊混合集成電路庫圖標,彈出混合集成電路庫下拉菜單,如圖3.7所示。從左到右分別是:


圖3.7  混合集成電路庫

   A/D轉換器(ADC)——輸入:電壓。
輸出:8位二進制數。
              默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
   D/A 轉換器(電壓輸出)(DAC-V)——輸入: 8位二進制數。
輸出:電壓。
              默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
   D/A(I) 轉換器(電流輸出)(DAC-I)——輸入: 8位二進制數。
輸出:電流。
              默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
   單穩態觸發器(Monostable)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
   555電路(555 Circuit)——默認設置:理想狀態。

   3.7  數字集成電路庫
單擊數字集成電路庫圖標,彈出數字集成電路庫下拉菜單,如圖3.8所示。從左到右分別是:

圖3.8  數字集成電路庫

   74××系列——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:7400~7493。
   741××系列——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:74107~74199。
742××系列——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:74238~74298
743××系列——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:74350~74395。
744××系列——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:74445~74466。
4 ×××系列——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:4000~4556。

3.8  邏輯門電路庫
單擊邏輯門電路庫圖標,彈出邏輯門電路庫下拉菜單,如圖3.9所示。從左到右分別是:

                 

圖3.9  邏輯門電路庫

與門(AND Gate)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
             輸入端:2~8。
或門(OR Gate)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
             輸入端:2~8。
非門(NOT Gate)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL
或非門(NOR Gate)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
             輸入端:2~8。
與非門(NAND Gate)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
             輸入端:2~8。
異或門(XOR Gate)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
             輸入端:2~8。
同或門(XNOR Gate)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
             輸入端:2~8。
三態緩沖器(Tristate Buffer)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
緩沖器(Buffer)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
施密特觸發器(Schmitt Trigger)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
與門集成電路(AND Gates IC)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
或門集成電路(OR Gates IC)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
與非門集成電路(NAND Gates IC)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
或非門集成電路(NOR Gates IC)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
非門集成電路(NOT Gates IC)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
異或門集成電路(XOR Gates IC)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
同或門集成電路(XNOR Gates IC) ——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。            
緩沖器集成電路(Buffers IC)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。

3.9  數字模塊庫
單擊數字模塊庫圖標,彈出數字模塊庫下拉菜單,如圖3.10所示。從左到右分別是:
半加器(Half Adder)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
全加器(Full Adder)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
RS觸發器(RS Flip-Flop)——默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
JK觸發器(上升沿觸發)(JK Flip-Flop with Active High Asynch Input)——
默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
JK觸發器(下降沿觸發)(JK Flip-Flop with Active Low Asynch Input)——
默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。


圖3.10  數字模塊庫

D觸發器(上升沿觸發)(JK Flip-Flop with Active High Asynch Input)——
默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
D觸發器(下降沿觸發)(JK Flip-Flop with Active Low Asynch Input)——
默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
多路選擇器集成電路(Multiplexer ICs)——
默認設置:理想狀態。
              設置范圍:74××,4 ×××。
多路分配器集成電路 (Demultiplexer IC)——
默認設置:理想狀態。
              設置范圍:74××,4 ×××。
編碼器集成電路(Encoder IC)——
默認設置:理想狀態。
              設置范圍:74××,4 ×××。
算術運算集成電路(Arithmetic IC)——
默認設置:理想狀態。
              設置范圍:74××,4 ×××。
計數器集成電路(Counter IC)——
默認設置:理想狀態。
              設置范圍:74××,4 ×××。
移位寄存器集成電路(Shift Register IC)——
默認設置:理想狀態。
              設置范圍:74××,4 ×××。
觸發器集成電路(Flip-Flop IC) ——
默認設置:理想狀態。
              設置范圍:74××,4 ×××。

3.10  指示器件庫
單擊指示器件庫圖標,彈出指示器件庫下拉菜單,如圖3.11所示。從左到右分別是:

圖3.11  指示器件庫

電壓表(Voltmeter)——默認設置:內阻1MΩ,測量直流(DC)電壓。
                   設置范圍:內阻1Ω~999.99TΩ,測量直流(DC)、交流(AC)電壓。
電流表(Ammeter)——默認設置:內阻1nΩ,測量直流(DC)電流。
                   設置范圍:內阻1pΩ~999.99Ω,測量直流(DC)、交流(AC)電流。
燈泡(Bulb)——默認設置:Pmax=10W, Vmax=12V。                                                                                                            
                   設置范圍: W~KW, V~KV。
發光顯示器(Probe)——默認設置:紅色。                                                                                                         
              設置范圍:紅色,藍色,綠色。
    七段數碼顯示器(Seven-Segment Display)——
                     默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
帶譯碼的七段數碼顯示器(Decoded Seven-Segment Display)——
                     默認設置:理想狀態。
              設置范圍:CMOS, MISC, TTL。
蜂鳴器(Buzzer)——默認設置:頻率200Hz , 電壓 9V , 電流0.05A。
光柱顯示器(Bargraph Display)——
默認設置:正向電壓2V, 對應于正向電壓處的電流0.03A,亮電流0.01A。
帶譯碼的光柱顯示器(Decoded Bargraph Display)——
默認設置:最低段最小導通電壓1V,最高段最小導通電壓10V。

3.11  控制器件庫
單擊控制器件庫圖標,彈出控制器件庫下拉菜單,如圖3.12所示。


圖3.12  控制器件庫

電壓微分器(Voitage Differentiator)——
默認設置:增益 1V/V,
輸出偏移電壓 0V,
輸出電壓下限―1e+12,
輸出電壓上限1e+12,
上下限平滑范圍 1e-6。
電壓積分器(Voitage Integrator)——
默認設置:增益 1V/V,
輸出偏移電壓 0V,
輸出電壓下限―1e+12,
輸出電壓上限1e+12,
上下限平滑范圍 1e-6,
輸出初始條件 0V。
電壓增益模塊(Voitage Gain Block)——
默認設置:增益 1V/V,
輸入偏移電壓 0V,
輸出偏移電壓 0V。
傳遞函數模塊(Transfer Function Block)——
默認設置:增益 1V/V,
輸入偏移電壓 0V,
積分器初始條件0V,
非歸一化角頻率 1。
乘法器(Multiplier)——
默認設置:輸出增益 1V/V,
輸出偏移電壓 0V,
Y偏移o,
Y增益1V/V,
X偏移 0,
X增益1V/V。
除法器(Divider)——
默認設置:輸出增益 1V/V,
輸出偏移電壓 0V,
Y偏移 o,
                    Y增益1V/V,
X偏移 0,
X增益 1V/V,
X下限 100pV,
X平滑范圍 100pV。
三端電壓加法器(Three Way Voltage Summer)——
          默認設置:輸入偏移電壓 0V,
                    輸入偏移電壓 0V,
                    輸入偏移電壓 0V,
                    輸入增益 1V/V,
                    輸入增益 1V/V,
                    輸入增益 1V/V,
                    輸出增益 1V/V,
                    輸出偏移電壓 1V/V。
電壓限幅器(Voltage Limiter)——
          默認設置:輸入偏移電壓 0V,
                    增益 1V/V,
輸出電壓下限 0V,
輸出電壓上限1V,
上下限平滑范圍 1e-6。
受控電壓限幅器(Voltage Controlled Limiter)——
          默認設置:輸入偏移電壓 0V,
                    增益 1V/V,
輸出電壓下限 0V,
輸出電壓上限0V,
上下限平滑范圍 1μV。
電流限幅器模塊(Current Limiter Block)——
          默認設置:輸入偏移電壓 0V,
                    增益 1V/V,
                    源電阻 1Ω,
                    灌電阻 1Ω,
                    電流源限制10mA,
                    電流漏限制 10mA,
                    上下電源平滑范圍1μA,
                    源電流平滑范圍 1nA,
                    罐電流平滑范圍 1nA,
                    內/外電壓平滑范圍 1nA。
電壓滯回模塊(Voltage Hysteresis)——
          默認設置:輸入低電平 0V,
輸入高電平 1V,
遲滯值 0.1,
輸出下限 0V,
輸出上限 1V,
輸入平滑范圍 1。
電壓變化率模塊(Voltage Slew Rate)——
           默認設置:最大上升率 1GV/s,
                     最大下降率 1GV/s。

3.12  其它元件庫
單擊其它器件庫圖標,彈出其它器件庫下拉菜單,如圖3.13所示。從左到右分別是:


                                   圖3.13  其它器件庫

熔斷器(Fuse)——默認設置:最大電流 1A。
數據寫入器(Write Data)——無參數設置。
子電路(網表元件)(SPICE Subcircuit)——
                  設置范圍:ANALOG, ELANTEC, LINEAR。
有損傳輸線( Lossy Transmission)——
                  默認設置:傳輸線長度 100m,
                            單位長度電阻 0.1Ω,
                            單位長度電感 1e-06H,
                            單位長度電容 1e-12F,
                            單位長度電導 1e-12S,
                            斷點控制REL  1,
                            斷點控制ABS  1。
無損傳輸線( Lossless Transmission)——
                  默認設置:標稱阻抗 100Ω,
                            傳輸時間延遲 1e-9S。
晶體(Crystal)——
默認設置:動態電感 0.00254648H,
                            動態電容 9.94718e-14F,
                            串聯電阻 6.4
                            并聯電容 2.4868e-11F。
直流電機(DC Motor)——
                  默認設置:電樞電阻 1.1Ω,
                            電樞電感 0.001H,
                            勵磁電阻 128Ω,
                            勵磁電感 0.001H,
                         軸摩擦 0.01Nms/rad,
機械旋轉慣性 0.01Nms/rad,
                        額定旋轉速度 1800PRM,
                            額定電樞電壓 115V,
                            額定電樞電流 808A,
                            額定場電壓 115V,
                            負載轉矩 0Nm。
電子管(Triode Vacuum)——
默認設置:陽極-陰極電壓 250V,
          柵極-陰極電壓 -20V,
          陽極電流 0.01A,
          放大因子 10,
          柵極-陰極電容 2e-12F,
          陽極-陰極電容 2e-12F,
                            柵極-陽極電容 2e-12F。
升降壓轉換器(Boost Converter)——
                默認設置:濾波器電感  500μH,
                           濾波器電感ESR  10mA,
                           開關頻率  50Hz。

4章  EWB的儀器
EWB5.0元器件庫的最后一個分庫是儀器庫,用鼠標單擊儀器庫圖標,彈出儀器庫下拉菜單,如圖4.1所示。儀器庫中有7種虛擬儀器,從左到右分別是:數字萬用表(Multimeter)、函數信號發生器(Function Generator)、示波器(Oscilloscope)、波特圖儀(Bode Plotter)、字信號發生器(Word Generater)、邏輯分析儀(Logic Analyzer)、邏輯轉換儀(Logic Converter),前4種為模擬儀器,后4種為數字儀器。虛擬儀器的使用和真實儀器的使用方法一樣,非常方便。首先用鼠標選中某個虛擬儀器的圖標,按住左鍵將其拖至電路工作區,放開左鍵,就可以進行儀器和電路的聯接了(聯接時僅允許儀器圖標上的端子與電路連接)。接好儀器后單擊仿真電源開關,電路開始仿真,再快速雙擊儀器圖標打開儀器窗口,從儀器窗口就可以觀察到電路測試點的仿真波形或測試數據。注意,使用虛擬儀器時要求電路有接地元件。
下面對7種虛擬儀器的使用做一簡單介紹。

圖4.1  儀器庫

4.1數字萬用表(Multimeter
    數字萬用表可以用來測量交、直流電壓、電流和電阻,也可以以分貝(dB)形式顯示電壓或電流。數字萬用表的圖標如圖4.2所示。

                                       

           圖4.2  數字萬用表的圖標        圖4.3  數字萬用表的面板

  • 數字萬用表的選擇
雙擊數字萬用表圖標,窗口出現如圖4.3所示的數字萬用表面板。從面板可見,數字萬用表可以測電壓V、電流A、電阻Ω和分貝值dB。當你需要選擇某項功能時,只需在數字萬用表面板上單擊相應測量檔位即可。被選中檔與其它檔位顏色不同,如圖4.3選中電壓檔。
  • 數字萬用表的使用
電壓表、電流表的使用與實際的電壓表、電流表的使用是一樣的,電壓表要并接在被測元件兩端,電流表要串接在被測支路中。當數字萬用表作為電壓表使用時,表的內阻非常大,用作電流表時,表的內阻非常小。
歐姆表的使用也是并接在被測網絡兩端。為了使測量更準確,應當注意:當被測網絡為無源網絡時,所測網絡必須接地。
  • 數字萬用表的設置
理想的數字萬用表在電路測量時,對電路不會產生任何影響,即電壓表不會分流,電流表不會分壓,但在實際測量中都達不到這種理想要求,總會有測量誤差。虛擬儀器為了仿真這種實際存在的誤差,引入了內部設置。單擊數字萬用表面板上的“Settings”(參數設置)按鈕,彈出數字萬用表參數設置對話框,如圖4.4所示。從中可以對數字萬用表內部參數進行設置。

圖4.4  數字萬用表參數設置對話框

“Ammeter resistance”用于設置與電流表串聯的內阻,其大小影響電流的測量精度。
“Voltmeter resistance”用于設置與電壓表并聯的內阻,其大小影響電壓的測量精度。
“Ohmmeter current”是指用歐姆表測量時,流過歐姆表的電流。
“Decibel standard” 用于設置分貝的標準。分貝標準是指設置0dB的標準。若把1 V電壓設為0dB標準,當測量電壓為10V,用dB表示時,數字為20lg10/1dB,顯示20dB;若把6 V電壓設為0dB標準,當測量電壓仍為10V,用dB表示時,數字為20lg10/6dB,顯示4.437dB。通常習慣上把1μV、1mA、1V作為0dB標準?梢,用dB顯示時,一定要設置0dB對應的電壓值。

    4.2 函數信號發生器(Function Generator
    函數信號發生器是用來產生正旋波、方波、三角波信號的儀器,其圖標如圖4.5所示。

                 

圖4.5  函數信號發生器的圖標          圖4.6  函數信號發生器的面板

  • 函數信號發生器的選擇
雙擊函數信號發生器的圖標,窗口出現如圖4.6所示的函數信號發生器的面板。面板上方有三個功能可供選擇,分別是正旋波輸出、方波輸出和三角波輸出按鈕。面板中部也有幾個參數可以選擇,分別是輸出信號的頻率、輸出信號的占空比、輸出信號的幅度和輸出信號的偏移量。需要說明的是,輸出信號的幅度是指“+”端或“-”端對“Common”端輸出的振幅,若從“+”端和“-”端輸出,則輸出的振幅為設置振幅的2倍,且此種接法在示波器上不能觀察其正旋波輸出,而方波和三角波則可觀察得到。偏移量是指交流信號中直流電平的偏移,如果偏移量為0,直流分量與X軸重合;如果偏移量為正值,直流分量在X軸的上方;如果偏移量為負值,直流分量在X軸的下方。調整占空比,可以調整輸出信號的脈沖寬度,也可以使三角波變為鋸齒波。
  • 函數信號發生器的使用
在函數信號發生器面板的最下方有3個接線端子:“+”端子、“-”端子、“Common”端子(公共端)。我們把從函數信號發生器的“+”端子與“Common”端子之間輸出的信號稱為正極性信號,而把從“-”端子與“Common”端子之間輸出的信號稱為負極性信號,兩個信號大小相等,極性相反。注意:前提是必須把“Common”端子與“Ground”(公共地)符號連接。使用函數信號發生器時,可以從“+”端子與“Common”端子之間輸出,也可以從“-”端子與“Common”端子之間輸出,還可以從“+”端子和“-”端子之間輸出。
在仿真過程中要改變輸出波形類型、大小、占空比或偏置電壓時,必須先暫時關閉工作界面上的仿真電源開關,在對上述內容改變后,再啟動仿真電源開關,函數信號發生器才能按新設置的數據輸出信號波形。
  • 函數信號發生器的設置
可以在函數信號發生器的面板上直接設置輸出信號的參數。各參數的設置范圍如下:
Frequency(頻率)     1Hz~999MHz;
Duty Cycle(占空比)    1%~99%;
Amplitude(幅度)     0V~999KV(不含0V);
Offset(偏移量)       -999~999KV。

4.3示波器(Oscilloscope
示波器是用來觀察信號波形并可測量信號幅度、頻率、周期等參數的儀器,和實際示波器一樣,可以雙蹤輸入,觀測兩路信號的波形。示波器的圖標如圖4.7所示。圖標上有4個接線端子,分別是A通道輸入端、B通道輸入端、外觸發端和接地端。
              

圖4.7  示波器的圖標

                             圖4.8  示波器的面板

  • 示波器的面板
雙擊示波器的圖標,窗口出現如圖4.8所示的示波器的面板。示波器的面板由兩部分組成,左側是示波器的觀察窗口,右側是示波器的控制面板。示波器的控制面板又分為四部分:Time base(時間基準)部分、Tigger(觸發)部分、Channel A(通道A)部分和Channel B(通道B)部分。
  • 示波器的設置
單擊示波器面板上的各種功能鍵可以設置示波器的各項參數。
   (1)示波器時間基準的設置

                  

圖4.9  示波器時間基準的設置

圖4.9是示波器控制面板上時間基準部分的設置。“Time base”用來設置X軸方向上時間基線的掃描時間!啊痢 s/div”(或“×× ms/div”、“×× μs/div”)表示X軸方向上每一個刻度代表的時間。當測量變化緩慢的信號時,時間要設置的大一些;反之,時間要小一些。
“X position”表示X軸方向上時間基線的起始位置,改變其設置,可使時間基線左右移動。
“Y/T”表示Y軸方向顯示A、B通道的輸入信號,X軸方向表示時間基線,是按設置的時間進行掃描的。
“B/A”表示將A通道信號作為X軸掃描信號,將B通道信號施加在Y軸上。“A/B”與上述相反。
當顯示隨時間變化的信號波形(如正旋波、方波、三角波等)時,采用“Y/T”方式。
當顯示放大器(或網絡)的傳輸特性時,采用“B/A”方式(Vi接至A通道,Vo接至B通道)或“A/B” 方式(Vi接至B通道,Vo接至A通道)。
(2) 示波器觸發方式(Trigger)的設置


圖4.10  示波器觸發方式的設置

    圖4.10是示波器控制面板上觸發方式部分的設置。“Edge”表示將輸入信號的上升沿或下降沿作為觸發信號!癓evel”用于設置觸發電平。“Auto”表示觸發信號不依賴外部信號!癆”或“B”表示用A通道或B通道的輸入信號作為同步X軸時間基線掃描的觸發信號。“Ext”表示用示波器圖標上觸發端子連接的信號作為觸發信號來同步X軸時間基線掃描。一般情況下使用“Auto”方式。
  • 示波器輸入通道(Channel)的設置
示波器有兩個完全相同的輸入通道Channel A和Channel B,可以同時觀察和測量兩個信號。示波器輸入通道的設置見圖4.11。圖中“×× V/Div”(或“×× mV/Div”、“×× μV/Div”)
為放大、衰減量,表示屏幕的Y軸方向上每格相應的電壓值。輸入信號較小時,屏幕上顯示的
信號波形幅度也會較小,這時可使用“×× V/Div”檔,并適當設置其數值,使屏幕上顯示的信


圖4.11  示波器輸入通道的設置

號波形幅度大一些!癥 Position”表示時間基線在顯示屏幕上的上下位置。當其值大于零時,時間基線在屏幕中線上方,反之在屏幕中線下方。當顯示兩個信號時,可分別設置“Y Position”值,使信號波形分別顯示在屏幕的上半部分和下半部分。
示波器輸入通道設置中的觸發耦合方式有三種:AC(交流耦合)、0(地)、DC(直流耦合)。“AC”表示屏幕僅顯示輸入信號中的交變分量;“DC” 表示屏幕中不僅顯示輸入信號中的交變分量,還顯示輸入信號中的直流分量;“0”表示將輸入信號對地短路。
(4)示波器參數設置范圍
         參數設置                         取值范圍
         Time base(時間基準)                0.10ns/Div ~ 1s/Div
         X Position(X軸位置)                              -5.00 ~ 5.00
         顯示方式                           Y/T、B/A、A/B
         Trigger Level(觸發電平)             -3.00 ~ 3.00
         Trigge  Signal(觸發電平)         Auto、 A 、B、 Ext
         Volts per Division(每格電壓)       0.01mV/Div ~ 5KV/Div
         Y Position(Y軸位置)                  -3.00 ~ 3.00
         Input Coupling(輸入耦合)             AC、 0、 DC
  • 示波器的使用
(1)示波器的連接
拖動示波器圖標到電路工作窗口;點選示波器圖標的一個通道端子,當此端子變黑后拖動一線連接到電路中某測量點;當測量點變黑后松開鼠標左鍵。從電源工具欄中拖動一接地符號到電路工作窗口,并連接到示波器的接地端。
(2)示波器面板的擴大與縮小
單擊圖4.8中示波器面板的“Expand”按鈕,面板擴大,如圖4.12 所示,用戶可以更細致地觀察波形,讀取數據。單擊圖4.12中的“Reduce”按鈕,面板又縮小至原來的大小。
(3)信號波形顯示顏色的設置
只要將A、B通道連接導線的顏色進行設置,顯示波形的顏色便與連接導線的顏色相同。方法是快速雙擊連接導線,在彈出的對話框中,對導線顏色設置。
                            圖4.12  示波器面板的展開

(4)改變屏幕背景顏色
點擊圖4.12展開面板右下方的“Reverse”按鈕,即可改變屏幕背景的顏色。如果想要恢復屏幕背景顏色為原色,再點擊一次“Reverse”按鈕即可。
(5)波形讀數的存儲
對于讀數指針測量的數據,點擊圖4.12展開面板右下方的“Save”按鈕,就可以以ASCII碼格式將其保存。

4.4 波特圖儀(Bode Plotter)
    波特圖儀是用來測量和顯示一個電路、系統或放大器的幅頻特性A(f)和相頻特性Ф(f)的一種儀器,類似于實驗室的頻率特性測試儀(或掃頻儀),圖4.13是波特圖儀剛從儀器庫中取出時顯示的小圖標。


圖4.13  波特圖儀的圖標

  • 波特圖儀的面板
雙擊波特圖儀的圖標,窗口出現如圖4.14所示的波特圖儀的面板。波特圖儀的面板由兩部分組成,左側是波特圖儀的觀察窗口,右側是波特圖儀的控制面板。波特圖儀的控制面板又分為Magnitude(幅值)選擇、Phase(相位)選擇、Vertical(縱軸)設置、Horizontal(橫軸)設置、讀數指針移動按鈕、讀數顯示窗口幾部分。


                              圖4.14  波特圖儀的面板

  • 波特圖儀的設置
(1)幅頻特性和相頻特性的選擇
幅頻特性A(f)=Vo(f)/Vi(f),它是以曲線形式顯示在波特圖儀的觀察窗口的。單擊Magnitude(幅值)按鈕,顯示電路的幅頻特性。
相頻特性Ф(f)=Фo(f)-Фi(f),它也是以曲線形式出現在波特圖儀的觀察窗口的。單擊Phase(相位) 按鈕,顯示電路的相頻特性。
(2)Horizontal(橫軸)設置和Vertical(縱軸)設置
Horizontal(橫軸)表示測量信號的頻率,也叫頻率軸。可以選擇“Log”(對數)刻度,也可以選擇“Lin”(線性)刻度。當測量信號的頻率范圍較寬時,用“Log”(對數)刻度比較合適,相反,用“Lin”(線性)刻度較好。橫軸刻度的取置范圍:0.001Hz~10.0GHz!癐”、“F”分別是Inital(初始值)和Final(最終值)的縮寫。
Vertical(縱軸) 表示測量信號的幅值或相位。當測量幅頻特性時,單擊“Log”(對數)按鈕,縱軸的刻度是20LgA(f),單位是dB(分貝);單擊“Lin”(線性)按鈕,縱軸的刻度是線性刻度。
當測量相頻特性時,縱軸表示相位,刻度是線性刻度,單位是度。
    需要指出:若被測電路為無源網絡(振蕩電路除外),由于A(f)最大值為1,則縱軸的最終值設置為0dB,初始值設置為負值。若被測電路含有放大環節,由于A(f)可大于1,則縱軸的最終值
設置為正值(+dB)為宜。另外,為了清楚地顯示某一頻率范圍的頻率特性,可將橫軸頻率范圍設
置的小一些。
  • 波特圖儀的使用
因為波特圖儀本身沒有信號源,所以在使用波特圖儀時,必須在電路的輸入端接入交流信號源或函數信號發生器。
    (1)波特圖儀的連接
拖動波特圖儀圖標到電路工作窗口,如圖4.13所示。圖標上有“IN”(輸入)和“OUT”(輸出)兩對端子。其中,一對“IN”(輸入)端子接電路輸入端和地,一對“OUT”(輸出)端子接輸出端和地。
    (2)波特圖儀面板參數的設置
如上2所述。
    (3)移動讀數指針,可以讀出不同頻率值所對應的幅度增益或相位移。單擊控制面板下方的讀數指針移動按鈕,讀數指針向左右移動,箭頭右方的讀數顯示窗口的上面條框顯示的是縱軸表示的幅度增益或相位移,下面條框顯示的是橫軸表示的頻率。
    (4)利用“Save”可實現數據的存儲。

    4.5字信號發生器(Word Generater
    字信號發生器是一個能夠產生16路(位)同步邏輯信號的儀器,又稱數字邏輯信號源,可用于對數字邏輯電路的測試。其圖標如圖4.15所示。圖標下沿有16路邏輯信號接線端子,右上方是外觸發信號輸入端子,右下方是數據準備好輸出端子。


圖4.15  字信號發生器的圖標

    1. 字信號發生器的面板
    雙擊字信號發生器的圖標,窗口出現如圖4.15所示的字信號發生器的面板。面板由兩部分組成,左側是字信號發生器的16路字信號編輯窗口,右側是字信號發生器的控制面板。控制面板又分為Address(地址)、Trigger(觸發)、Frequency(頻率)、控制方式、二進制字等部分。

圖4.15  字信號發生器的面板
    2. 字信號發生器面板參數的設置
    (1)字信號的寫入(編輯)
    字信號發生器面板左側是16路字信號編輯窗口,16路字信號以4位十六進制數的形式進行編輯和存放。編輯窗口的地址范圍為0000H~03FFH,共計1024條字信號。用鼠標移動滾動條,即可翻看編輯窗口內的這些字信號。
字信號的寫入(或改寫)方法有兩種:
① 用鼠標單擊某一條字信號,在編輯窗口內直接輸入字信號;
    ② 在二進制字信號輸入區輸入相應的二進制數。
字信號寫入后,Address(地址)欄中的“Edit”框立即顯示其16為的地址編號。
    (2)Address(地址)欄的設置
地址欄中有四個條目:
“Edit”表示正在編輯的那條字信號的16位地址。
“Current” 表示正在輸出的那條字信號的16位地址。
“Inital”表示輸出字信號的初始地址。
“Final” 表示輸出字信號的最終地址。
(3)輸出方式選擇欄
該欄中有五個條目:
①、“Cylce”(循環)表示字信號在設置的初始地址到最終地址之間周而復始地以設定的頻率輸出。
②、“Burst”(單循環)表示字信號只進行一個循環,即從設置的初始地址開始輸出,到最終地址自動停止輸出。
③、“Syep”(單步)表示鼠標每點擊一次,輸出一條字信號。
④、“Breakpoint”(斷點)用于設置中斷點。在“Cylce”和“Burst”方式中,有時想讓字信號輸出到某條地址后暫停輸出,這種情況只需預先點擊該條字信號,再點擊“Breakpoint”按鈕即可。利用“Breakpoint”按鈕可以設置多個斷點。當需要恢復斷點時,可單擊“Pause”按鈕或按F9鍵恢復輸出。
⑤、“Pattern”(模式)是字信號設置按鈕。單擊“Pattern” 按鈕,屏幕上出現如圖4.17所示的“Presaved Patterns”(預置模式)對話框。


圖4.17  字信號發生器的預置模式對話框

點擊對話框中的“Clear buffer”按鈕,清除16位字信號編輯窗口中設置(存放)的全部內容(含設置的斷點地址),字信號內容全部恢復為0000H。
“Open”表示打開字信號文件。
“Save” 表示將字信號文件存盤,字信號文件的后綴為“.DP”。
“Up counter”表示預置字信號輸出模式為加法計數器模式。
“Down counter” 表示預置字信號輸出模式為減法計數器模式。
“Shift right” 表示預置字信號輸出模式為右移移位模式。
“Shift left” 表示預置字信號輸出模式為左移移位模式。
   (4)Trigger(觸發)設置欄
觸發設置欄可以設置觸發信號為“Internal”(內部觸發)或“External”(外部觸發)。
當選擇“Internal”方式時,字信號的輸出直接受輸出方式按鈕“Cylce”、“Burst”和“Syep”的控制。
當選擇“External” 方式時,必須接入外部觸發脈沖信號,而且要設置是“上升沿觸發”還是“下降沿觸發”,然后再單擊輸出方式按鈕。只有當外部觸發脈沖信號到來時才啟動信號輸出。
字信號發生器圖標右下方的數據準備好輸出端子用于輸出與字信號同步的時鐘脈沖。
(5)Frequency(頻率)設置欄
該欄用于設置輸出字信號的頻率,這個頻率應與整個電路及檢測輸出結果的儀表相匹配。字信號發生器的頻率設置范圍很寬,頻率設置單位為Hz、kHz或MHz,根據需要而定。
(6)二進制字信號輸入區
可以在該區域內的相應框中直接鍵入ASCII碼或十六進制字信號。

   4.6 邏輯分析儀(Logic Analyzer
    邏輯分析儀的作用類似于示波器,它可以同時記錄和顯示16路邏輯信號,并對其進行時域分析,這是一般示波器所不能比擬的。邏輯分析儀的圖標如圖4.18所示,其接線端子有:外接時鐘輸入端子、時鐘控制輸入端子、觸發控制輸入端子和16路信號輸入端子。




圖4.18  邏輯分析儀的圖標

    1. 邏輯分析儀的面板
    雙擊邏輯分析儀的圖標,窗口出現如圖4.19所示的邏輯分析儀的面板。面板分上下兩部分:上半部分是被測信號的顯示窗口,左側16個小圓圈代表16個輸入端,小圓圈內以0或1符號實時顯示各路輸入邏輯信號的當前值。下半部分是邏輯分析儀的控制面板,控制面板上有:“Stop”
(停止)按鈕、“Reset”(復位)按鈕、“Clock”(時鐘)設置欄和“Trigger”(觸發)設置欄,另外還有兩個小窗口,分別顯示左側游標(T1)處和右側游標(T2)處的時間讀數和邏輯讀數,以及兩游標之間的時間差(T2-T1)。


圖4.19  邏輯分析儀的面板

    2. 邏輯分析儀面板參數的設置
(1)“Stop”(停止)按鈕:在邏輯分析儀被觸發前,單擊“Stop”按鈕可顯示觸發前波形,觸發后“Stop”按鈕不起作用。
(2)“Reset”(復位)按鈕:任何時候單擊“Reset”按鈕,顯示窗口的波形都會被清除。
(3)“Clock”(時鐘)設置欄:單擊時鐘設置欄內的“Set”(設置)按鈕,屏幕上出現“Clock Setup”(時鐘設置)對話框,如圖4.20所示。其中
“Clock edge”(時鐘邊沿)可以選擇時鐘的上升沿(Positive)或下降沿(Negative)采樣。
“Clock mode”(時鐘模式)可以選擇內部時鐘(Internal)或外部時鐘(External)。當采用內部時鐘時,可對本對話框中的“Internal clock rate”項進行設置,以改變采樣時鐘的頻率。
“Internal clock rate”(內部時鐘頻率)可以在1Hz~999MHz范圍內設置。
“Clock qualifier”(時鐘確認)可以設置為1、0或X。當“Clock qualifier”設置為1時,表示時鐘控制輸入為1時開放時鐘,邏輯分析儀可以進行波形采集;當“Clock qualifier”設置為0時,表示時鐘控制輸入為0時開放時鐘;當“Clock qualifier”設置為X時,表示時鐘控制輸入總是開放,不受時鐘控制輸入的限制。
“Logic analyzer”(邏輯分析)可以設置“Pre-trigger samples”(觸發前取樣點數)、“Post-trigger samples”(觸發后取樣點數)和“Threshold voltage”(開啟電壓值)。
(4)“Trigger”(觸發)設置欄:單擊觸發設置欄內的“Set”(設置)按鈕,屏幕上出現“Trigger patterns”(觸發方式)對話框,如圖4.21所示。對話框中有A、B、C三個觸發字,可以設置這些觸發字以及它們的觸發組合“Trigger Combination”,邏輯分析儀的觸發組合有8種,它們是A or B、
A or B orC、A then B、(A or B)then C、A then(B or C)、A then B then C、A then B(no C)。若輸入邏輯信號滿足三個觸發字和觸發字的觸發組合,邏輯分析儀就觸發,否則就不觸發。若三個觸發字均為任意(xxxxxxxxxxxxxxxx)時,則只要輸入邏輯信號一到就觸發!癟rigger qualifier”(觸發確認)對觸發起控制作用,X表示觸發控制不起作用,觸發由觸發字決定;1(或0)表示只有從圖標上的觸發控制輸入端子輸入1(或0)信號時,觸發才起作用;否則,即使A、B、C三個觸發字的組合條件滿足也不能引起觸發。
(5)“Clocks per division”(每格時鐘):邏輯分析儀時間基準的取值范圍是 1s/Div ~ 128s/Div。

圖4.20  邏輯分析儀的時鐘設置對話框


圖4.21  邏輯分析儀的觸發方式對話框

3.邏輯分析儀的使用
圖標右側至上而下16個端子是邏輯分析儀的輸入信號端子,使用時連接到電路的測量點。外接時鐘輸入端子必須接一外部時鐘,否則邏輯分析儀不能工作。時鐘控制輸入端子的功能是控制外部時鐘,也就是說,當需要對外部時鐘進行控制時,該端子必須外接控制信號。觸發控制輸入端子的功能是控制觸發字,要想控制觸發字,應在該端子上接控制信號。

    4.7邏輯轉換儀(Logic Converter
EWB利用計算機仿真的優勢,為用戶提供了邏輯轉換儀這種虛擬儀器(實際當中不存在這種儀器)。邏輯轉換儀可以實現邏輯電路、真值表和邏輯表達式三者之間的相互轉換。邏輯轉換儀的圖標如圖4.22所示,圖標上有8個信號輸入端和1個信號輸出端。


圖4.22  邏輯轉換儀的圖標

  • 邏輯轉換儀的面板
雙擊邏輯轉換儀的圖標,屏幕上出現如圖4.23所示的邏輯轉換儀的面板。面板分三部分:左側是真值表顯示窗口,右側是功能轉換選擇欄,最下面條狀部分是邏輯表達式顯示窗口。


圖4.23  邏輯轉換儀的面板

    2. 邏輯轉換儀面板參數的設置
    如圖4.23所示,邏輯轉換儀提供了6種邏輯功能的轉換選擇,它們是:
  • 邏輯電路轉換為真值表;
  • 真值表轉換為邏輯表達式;
  • 真值表轉換為最簡邏輯表達式;
  • 邏輯表達式轉換為真值表;
  • 邏輯表達式轉換為邏輯電路;
(6)  邏輯表達式轉換為與非門邏輯電路。
    3. 邏輯轉換儀的使用
  • 邏輯電路轉換為真值表的步驟:
① 將電路的輸入端與邏輯轉換儀的輸入端相連接。
② 將電路的輸出端與邏輯轉換儀的輸出端相連接。
③ 按下“邏輯電路轉換為真值表”按鈕,在真值表顯示窗口即出現該電路的真值表。
  • 真值表轉換為邏輯表達式的步驟
    • 根據輸入變量的個數用鼠標單擊邏輯轉換儀面板頂部代表輸入端的小圓圈(A~H),選定輸入變量。此時在真值表顯示窗口會自動出現輸入變量的所有組合,不過右面輸出列的初始值全部為0。
    • 根據所需要的邏輯關系修改真值表的輸出值(01X)。
    • 按下“真值表轉換為邏輯表達式”按鈕,相應的邏輯表達式會出現在邏輯表達式顯示窗口。
    • 如果要繼續簡化邏輯表達式或直接由真值表得到最簡邏輯表達式,只要按下“真值表轉換為最簡邏輯表達式”按鈕即可。
(3)  邏輯表達式轉換為邏輯電路的步驟
  • 在面板底部的邏輯表達式顯示窗口內寫入邏輯表達式(“與-或”式或“或-與”式都可以)。
  • 按下“邏輯表達式轉換為真值表”按鈕,得到相應的真值表。
  • 按下“邏輯表達式轉換為邏輯電路” 按鈕,得到相應的邏輯電路。
  • 按下“邏輯表達式轉換為與非門邏輯電路” 按鈕,得到相應的由與非門構成的邏輯電路。

5章  EWB的分析方法
    EWB以SPICE(Simulation Program With Integrated Circuit Emphasis)程序為基礎,可以對模擬電路、數字電路和混合電路進行仿真和分析。
EWB對電路進行仿真的過程可分為4步:
  • 電路圖輸入:輸入電路圖、編輯元器件屬性、選擇電路分析方法。
  • 參數設置:程序自動檢查輸入內容,并對參數進行設置。
  • 電路分析:分析運算輸入數據,形成電路的數值解。
  • 數據輸出:運算結果以數據、波形、曲線等形式輸出。
EWB對電路進行仿真的方法有以下14種:
基本分析方法——
  • 直流工作點分析(Analysis/DC Operating Point
  • 交流頻率分析(Analysis/AC Frequency
  • 暫態分析(Analysis/Transient
  • 傅里埃分析(Analysis/Fourier
  • 噪聲分析(Analysis/Noise
  • 失真分析(Analysis/Distortion
掃描分析方法——
  • 參數掃描分析(Analysis/Parameter Sweep
  • 溫度掃描分析(Analysis/Temperature Sweep
  • 直流靈敏度分析(Analysis/DC Sensitivity
  • 交流靈敏度分析(Analysis/AC Sensitivity
高級分析方法——
  • 零極點分析(Analysis/Pole-Zero
  • 傳遞函數分析(Analysis/Transfer Function
統計分析方法——
  • 最壞情況分析(Analysis/Worst Case
  • 蒙特卡羅分析(Analysis/Monte Carlo

    5.1  分析方法的參數設置
為了滿足某些電路、某種分析方法、對仿真精度的要求,熟悉分析方法的參數設置是必要的。
打開“Analysis”(分析)菜單,單擊“Analysis Options”(分析選項)命令,屏幕上彈出分析選項窗口,如圖5.1所示。窗口含五個選項卡:“Global”(通用)分析選項、“DC”(直流)分析選項、“Transient”(暫態)分析選項、“Device”(器件)分析選項和“Instruments”(儀器)分析選項,每個選項卡的下拉菜單中又有若干項設置,分別敘述如下。

    5.1.1 通用分析選項
“通用分析選項”卡如圖5.1所示。
  •     Absolute current tolerance (ABSTOL)——電流絕對精度。要求其小于電路中最大電流信號的6~8個數量級。缺省設置:1.0e-12。用于一般雙極性晶體管、VLSI電路的設置。
  •     Gmin minimum conductance (GMIN)——最小電導。要求其不能為零,增大該值可以改     善電路的收斂性,但影響仿真精度。缺省設置:1.0e-12。一般不需要調整。
(3)Pivot relative ratio (PIVREL)——最大矩陣項與主元值的相對比率。要求其在0-1之間。缺省設置:0.001。一般不需要調整。


圖5.1  分析選項窗口

(4)Pivot absolute tolerance (PIVTOL)——主元矩陣項絕對最小值。缺省設置:1.0e-13。一般不需要調整。
(5) Relative error tolerance (RELTOL)——相對誤差精度。改變該值會影響仿真速度和收斂性。要求其取值在1.0e-0.6~0.01之間。缺省設置:0.001。
    (6)Simulation temperature (TEMP)——仿真溫度。缺省設置:27℃。
    (7)Absolute voltage tolerance (VNTOL)——電壓絕對精度。要求其小于電路中最大電壓信號的6~8個數量級。缺省設置:1.0e-6。
    (8)Charge absolute (CHGTOL)——電荷絕對精度。缺省設置:1.0e-14。一般不需要調整。
(9)Ramp time (RAMPTIME)——斜升時間。在確定時間內,獨立電源、電容和電感從零上升到終值的條件。缺省設置:0。
    (10)Relative convergence step size limit (CONVSTEP)——相對收斂步長限制。在求解直流工
作點時,建立相對步長限制自動控制收斂。缺省設置:0.25。
    (11)Absolute convergence step size limit (CONVABSSTEP)——絕對收斂步長限制。在求解直流工作點時,建立絕對步長限制自動控制收斂。缺省設置:0.1。
    (12)convergence limit (CONVLIMIT) ——收斂限制。用于某些元件模型內部的收斂算法。缺省設置:ON。
    (13)Analog node shunt resistance (RSHUNT)——模擬節點分流電阻。在節點和地之間接入電阻,該值應該較大。缺省設置:可有可無。若選擇該項,缺省設置為1.0e+12。在出現沒有直流接地等情況時,可以降低該值。
  • Temporary file size for simulation (Mb)——仿真時臨時性文件規模。當儲存仿真結果的文件達到它的最大規模時,會出現對話框,對話框里有停止仿真、使用剩余磁盤空間繼續仿真和刪除已有數據繼續仿真三種方法可供選擇。缺省設置:10

     5.1.2直流分析選項
    “直流分析選項”卡如圖5.2所示。
                           圖5.2  “直流分析選項”卡

    (1)Operating Point Analysis Iteration Limit (ITL1)——工作點分析迭代極限。缺省設置:100。
若出現直流分析時不收斂等情況,可以在500~1000范圍內增加該值。
    (2)Steps in Gmin stepping algorithm (Gmin)——Gmin步進算法步長。適當選擇該值,有助于直流工作點分析時的求解。缺省設置:10。
(3)Steps in source stepping algorithm (SRCSTEPS)——Source步進算法步長。適當選擇該值,有助于直流工作點分析時的求解。缺省設置:10。

    5.1.3暫態分析選項
    “暫態分析選項”卡如圖5.3所示。
圖5.3  “暫態分析選項”卡

    (1)Transient time point iterations (ITL4)——暫態分析每時間點迭代次數的上限。增大此值會縮短暫態分析的時間,但過分降低該值會引起不穩定。缺省設置:25。
    (2)Maximum order for integration method (MAXORD)——積分方法的最大階數。缺省設置:2。取值范圍:2~6。
    (3)Transient Error Tolerance Factor (TRTOL)——暫態誤差精度因素。缺省設置:7。一般不需要調整。
(4)Transient Analysis Integration Method (METHOD)——暫態分析數字積分方法。缺省設置:
TRAPEZOIDAL(梯形法)適合振蕩電路模式;GEAR(變階積分)適合有理想開關的電路。
  • Print statistical data (ACCT)——打印數據。顯示仿真有關信息。缺省設置:ON

   5.1.4 器件分析選項
    “器件分析選項”卡如圖5.4所示。
圖5.4  “器件分析選項”卡

    (1)MOS drain diffusion area (DEFAD)——MOSFET(金屬氧化物場效應晶體管)漏極(drain)擴散區面積。缺省設置:0。
    (2)MOS source diffusion area (DEFAS)——MOSFET源極(source)擴散區面積。缺省設置:0。
(3)MOS channel length (DEFL)——MOSFET溝道長度。缺省設置:0.0001。
    (4)MOS channel width (DEFW)——MOSFET溝道寬度。缺省設置:0.0001。
    (5)Model parameters normal temperature (TNOM)——模型參數標稱溫度。缺省設置:27℃。
一般不需要調整。
    (6)Nonlinear Model Evaluation Device Bypass (BYPASS)——非線性模型評價器件。缺省設置:ON。若選OFF將增加仿真時間。一般不需要調整。
    (7)Compact transmission line data (TRYTOCOMPACT)——小型傳輸線數據。僅用于有損耗傳輸線的仿真。缺省設置:OFF。

     5.1.5 儀器分析選項
    “儀器分析選項”卡如圖5.5所示。
圖5.5  “儀器分析選項”卡

    (1)Oscilloscope(示波器)欄
         ① Pause after each screen——每屏顯示后暫停。缺省設置:不選用。
         ② Generrate time steps automatically——自動產生時間步長。缺省設置:選用或不選用。
選用時:“Minimum number of time points”(最小時間點數)缺省設置為100;“Maximum time step”(最大時間步長)缺省設置為0.072。若要求示波器顯示的波形失真小時可不選用。
    (2)Initial conditions(初始條件)欄
  • Set to Zero——將初始條件設置為零后進行暫態分析。缺省設置:不選用。
  • User-defined——使用用戶定義的初始條件進行暫態分析。缺省設置:不選用。
  •   Calculate DC operating point——將直流工作點分析結果作為初始條件進行分析。缺省設置:選用。
    (3)Bode plotter(波特圖儀)欄
         Points per cycle——每周期顯示點數。減小該數能加快仿真時間,但仿真精度會降低。缺省設置:100。
    (4)Logic analyzer(邏輯分析儀)欄
  • Pre-trigger samples——邏輯分析儀觸發前儲存的點數。缺省設置:100
  • Post-trigger samples——邏輯分析儀觸發后儲存的點數。缺省設置:1000
  • Threshold voltage——邏輯分析儀高、低電平的門限電壓。缺省設置:3.5V。

    5.2 直流工作點分析(Analysis/DC Operating Point
直流工作點分析又稱為靜態工作點分析,目的是求解在直流電壓源或直流電流源作用下電路中的電壓和電流。例如,在分析晶體管放大電路時,首先要確定電路的靜態工作點,以便使放大電路能夠正常工作。直流工作點分析是其它分析方法的基礎。在進行直流工作點分析時,電路中的交流信號源自動被置零,即交流電壓源短路、交流電流源開路;電感短路、電容開路;數字器件被高阻接地。

5.2.1 直流工作點分析步驟
(1)在電路工作窗口創建需進行分析的電路。
(2)鼠標點擊“Circuit”(電路)菜單下的“Schematic Options”(電路圖設置)命令,在“Show/Hide”(顯示/隱藏)選項卡下,選定“Show Nodes”(顯示節點號),把電路的節點標志顯示到電路圖上。
(3)單擊“Analysis”(分析) 菜單下的“Analysis Options”(分析設置)命令,選定“DC Operating Point”(直流工作點分析)項,EWB會把電路中所有節點的電壓數值和電源支路的電流數值,自動顯示在“Analysis”(分析)欄中的“Analysis Graphs”(分析結果圖)中。

    5.2.2直流工作點分析舉例
1 試求圖5.6所示的分壓式偏置放大電路的靜態值。
圖5.6  分壓式偏置放大電路

    分析步驟: (1)單擊“Transistors”(晶體管庫)圖標,從中拖出NPN三極管到電路工作窗口。雙擊三極管符號,打開“NPN Transistor Properties”對話框,在“Models”選項卡中的“Library”欄內,選擇“nationl2”庫,再在“Model”欄內選中“2N2712”型號,然后單擊“確定”按鈕。
    (2)從“Basic”(基本器件庫)中調出電阻元件。雙擊電阻元件符號,打開“Resistor Properties”           
對話框,在“Value” 選項卡中設置電阻阻值,最后“確定”。
    (3)從“Basic”庫中調出電容元件并設置電容值,設置方法與電阻元件的設置相同。
    (4)從“Sources”(電源庫)中拖出接地符號、直流電壓源、交流電壓源,雙擊交流電壓源(或直流電壓源)符號,打開“AC Voltage Source Properties”(或“Battery Properties”) 對話框,在“Value” 選項卡下進行參數設置。
    (5)將拖出并設置好的元器件連接成如圖5.6所示的分壓式偏置放大電路(也可以先連接電路后設置元器件參數)。
(6)選擇“Circuit”(電路)菜單下的 “Schematic Options”( 電路圖設置)命令,打開相應的對話框,點擊“Show/Hide”(顯示/隱藏)選項卡,選中“Show Reference ID”(顯示元件參考ID)和“Show Nodes”(顯示節點號)項,然后單擊“確定”按鈕,這時元件編號和節點編號就會自動顯示在電路圖上。
(7)選擇“Analysis”(分析)菜單下的“DC Operating Point”(直流工作點分析)項,分析結果便顯示在“Analysis Graphs”(分析結果圖)中,如圖5.7所示。


圖5.7  分析結果

   5.3 交流頻率分析(Analysis/AC Frequency
交流頻率分析即頻率響應分析,用于分析電路的幅頻特性和相頻特性。在交流頻率分析中,電路中所有的非線性元件都用它們的線性小信號模型來處理。所以,EWB首先計算靜態工作點以得到各非線性元件的線性化小信號模型。其次,根據電路建立一個復變函數矩陣。要建立矩陣,所有直流電源需設為零,交流電源、電感、電容則由它們的交流模型來代替,這些模型是由靜態工作點得到的,數字器件被視為高阻接地。在進行交流頻率分析時,電路的輸入信號將被忽略。例如,若輸入信號為方波或三角波,分析時會被自動轉成內部的正弦波進行分析。最后,計算電路隨頻率變化的響應。如果對電路中某節點進行計算,結果會產生該節點電壓幅值隨頻率變化的曲線(即幅頻特性曲線),以及該節點電壓相位隨頻率變化的曲線(即相頻特性曲線)。其結果與波特圖儀分析結果相同。

    5.3.1 交流頻率分析步驟
(1)在電路工作窗口創建需進行分析的電路,并設定輸入信號的幅值和相位。
(2)按例1分析步驟(6)進行操作,顯示電路節點標志。
    (3)選擇“Analysis”(分析) 菜單下的 “AC Frequency”(交流頻率分析)項,打開相應的對話框,如圖5.8所示。在對話框中,根據提示設置參數。


圖5.8  “AC Frequency” 對話框

     Start frequency(FSTART):起始頻率。根據需要選擇掃描起始頻率。缺省設置:1Hz。
     End frequency(FSTOP):終點頻率。根據需要選擇掃描終點頻率。缺省設置:10GHz。
     Sweep type:掃描類型。橫坐標刻度形式有:十倍頻(Decade)、線性(Linear)和二倍頻程(Octave)三種。缺省設置:Decade。
     Number of points:顯示點數。缺省設置:100。
     Vertical scale:縱坐標刻度。縱坐標刻度有對數(Log)、線性(Linear)和分貝(Decibel)三種形式。缺省設置:Log。
     Nodes in circuit:電路節點。在“Nodes in circuit”欄中選擇待分析節點,單擊“Add”按鈕,待分析節點便寫入“Nodes for analysis”欄中。
     Nodes for analysis:待分析節點。
    (4)單擊“Simulate”按鈕,顯示待分析節點的頻率特性。
  • 單擊“Esc”按鈕,停止仿真。

    5.3.2 交流頻率分析舉例
    2  在例1的基礎上,對圖5.6所示的分壓式偏置放大電路中的節點6和節點7進行交流頻率分析。
解: 單擊“Analysis”(分析) 菜單下的 “AC Frequency”(交流頻率分析)命令,打開“AC Frequency”對話框,設置參數如下
     Start frequency(FSTART):1Hz
         End frequency(FSTOP):10MHz
         Sweep type:Decade
         Vertical scale:Log
         Nodes for analysis:6、7
單擊“Simulate”按鈕,分析結果如圖5.9所示。


圖5.9  交流頻率分析結果

   5.4 暫態分析(Analysis/Transient
    暫態分析又稱時域暫態分析,用于分析電路指定節點的時域響應,即觀察指定節點在整個顯示周期中每一時刻的電壓波形。EWB軟件把每一個輸入周期分為若干個時間間隔,再對若干個時間點逐個進行直流工作點分析,這樣,電路中指定節點的電壓波形就是由整個周期中各個時刻的電壓值所決定。
在進行暫態分析時,直流電源保持常數;交流信號源隨時間而改變,是時間的函數;電感和電容由能量存儲模型來描述,是暫態函數。

    5.4.1暫態分析步驟
    (1)在電路工作窗口創建需進行分析的電路。
    (2)按例1分析步驟(6)進行操作,顯示電路節點標志。
    (3)選擇“Analysis”(分析) 菜單下的 “Transient”(暫態分析)項,打開相應的對話框,如圖5.9所示。在對話框中,根據提示設置參數。


圖5.9  “Transient”對話框

  ① Initial conditions(初始條件)欄
       Set to Zero:零初始條件。缺省設置:不選。如果從零初始狀態開始分析則選擇此項。
       User-defined:自定義初始條件。缺省設置:不選。如果從用戶定義的初始條件開始進行分析則選擇此項。
Calculate DC operating point:計算直流工作點。缺省設置:選用。如果將直流工作點分析結果作為初始條件開始分析則選擇此項。
② Analysis(分析)欄
       Start time(TSTART):起始時間。要求暫態分析的起始時間必須大于或等于零,且小于終止時間。缺省設置:0s。
       End time(TSTOP):終止時間。要求暫態分析的終止時間必須大于起始時間。缺省設置:0.001s。
       Generate time steps automatically:自動產生時間步長。自動選擇一個較為合理的或最大的時間步長。缺省設置:選用。
       Minimum number of time points:最小時間點數。在起始時間到終止時間之間,模擬輸出的點數。缺省設置:100。
       Maximum time points:最大時間步長。模擬輸出的最大時間步長。缺省設置:1e-0.5s。
       Set plotting increment/ plotting increment:設置繪圖線增量。缺省設置:1e-0.5s。
       ③ Nodes(節點顯示)窗口
       Nodes in circuit:電路節點。節點顯示窗口例出了電路中的全部節點。
       Nodes for analysis:待分析節點。節點顯示窗口顯示電路的待分析節點。
(4)單擊“Simulate”按鈕,顯示待分析節點的暫態響應波形。
(5)單擊“Esc”按鈕,停止仿真。

5.4.2 暫態分析舉例
    3  試用暫態分析繪出圖5.10所示的二極管整流濾波電路的輸出電壓波形。

圖5.10  二極管整流濾波電路

解:單擊“Analysis”(分析) 菜單下的 “Transient”(暫態分析)命令,打開“Transient”對話框,設置參數如下
         Set to Zero:選用
         Start time(TSTART):0s
         End time(TSTOP):0.1s
單擊“Simulate”按鈕,分析結果如圖5.11所示。

    5.5  傅里埃分析(Analysis/Fourier
傅里埃分析用于求解一個時域信號的直流分量、基波分量和諧波分量,即對時域分析的結果執行離散傅里埃變換,把時域中電壓波形變為頻域中的成分,得到時域信號的頻譜函數。EWB會自動進行時域分析,以產生傅里埃分析的結果。
在進行傅里埃分析時,必須首先在對話框里選擇一個輸出節點,以這個節點的電壓作為輸出變量進行分析。另外,分析還需要一個基本頻率,一般將電路中交流激勵源的頻率上的設定為基頻,若在電路中有多個交流激勵源時,則基頻設為這些頻率的最小公因數。例如,電路中有6.5kHz

圖5.11  暫態分析結果

和8.5kHz兩個頻率的交流激勵源,就取0.5kHz為基頻,因為0.5kHz的13次諧波是6.5kHz,17次次諧波是8.5kHz。

5.5.1  傅里埃分析步驟
(1)創建待分析電路,點擊“Circuit(電路)/Schematic Options(電路圖設置)/Show/Hide(顯示/隱藏)/Show Nodes(顯示節點號)”,顯示節點標志。
    (2)選擇“Analysis”(分析) 菜單下的 “Analysis/Fourier”(傅里埃分析)項,打開相應的對話框,如圖5.12所示。在對話框中,根據提示設置參數。
Output node:輸出節點。即要分析的電路節點,用戶可自行設置。缺省設置:電路中的第一個節點。
Fundamental frequency:基頻。即交流激勵源的頻率或最小公因數頻率。缺省設置:1kHz。
Number of harmonics:諧波數(包括基波在內)。缺省設置:9。
Vertical scale:縱坐標刻度?v坐標刻度有對數(Log)、線性(Linear)和分貝(Decibel)三種形式。缺省設置:Linear。
Display phase:相頻特性顯示。選中時,顯示傅里埃分析的相頻特性。缺省設置:不選。
Output as line graph:線上輸出。選中時,顯示傅里埃分析的幅頻特性(取振幅的絕對值)曲線。缺省設置:不選。
(3)單擊“Simulate”按鈕,顯示經傅里埃變換后的離散頻譜波形。
(4)單擊“Esc”按鈕,停止仿真。

圖5.12  傅里埃分析對話框

    5.5.2傅里埃分析舉例
    4 對圖5.10所示的二極管整流濾波電路的輸出電壓進行傅里埃分析。
    解:單擊“Analysis”(分析) /Fourier(傅里埃分析)命令,打開傅里埃分析對話框,進行參數         
圖5.13  傅里埃分析結果
設置如下
Output node:2
        Fundamental frequency:50Hz
        Display phase:選中
        Output as line graph:選中
單擊“Simulate”按鈕,分析結果如圖5.13所示。

    5.6 噪聲分析(Analysis/Noise
電路都是由一些無源器件和有源器件組成的,它們在工作時不可避免地要產生噪聲,噪聲分析就是用來檢測電路輸出信號的噪聲大小的,看其對電路帶來多大的影響。分析時,假設各噪聲源之間在統計意義上互不相關,而且各噪聲值可以單獨計算,那么,指定輸出節點的總噪聲等于每個噪聲源在該節點上產生噪聲的總和(有效值)。
例如,在噪聲分析對話框中,把V1作為輸入噪聲源、N1作為輸出節點,則電路中所有噪聲源在N1節點上造成的總的噪聲,等于該數值除以V1到N1的增益,得到等效輸入噪聲,再把等效輸入噪聲作為輸入信號,輸入到一個假定無噪聲的電路,它在N1上產生的噪聲就是輸出噪聲。這種分析方法主要用于小信號電路的噪聲分析。

    5.6.1 噪聲分析步驟
    (1)創建待分析電路,點擊“Circuit(電路)/Schematic Options(電路圖設置)/Show/Hide(顯示/隱藏)/Show Nodes(顯示節點號)”,顯示節點標志。
    (2)選擇“Analysis”(分析) 菜單下的“Analysis/Noise”(噪聲分析)項,打開相應的對話框,如圖5.14所示。在對話框中,根據提示設置參數。
     ① Analysis(分析)欄
Input noise reference:輸入噪聲參考源。缺省設置:電路中的第一個信號源。
      Output node:輸出節點。缺省設置:N1。
      Reference node:參考節點。缺省設置:0(接地點)。
      ② Frequency(頻率)欄
              Start frequency(FSTART):起始頻率。缺省設置:1Hz。
              End frequency(FSTOT):終止頻率。缺省設置:10GHz。
Sweep type:掃描類型。有十倍頻(Decade)、線性(Linear)和二倍頻程(Octave)三種。缺省設置:Decade。
      Number of points:顯示點數。缺省設置:100。
Vertical scale:縱坐標刻度。有對數(Log)、線性(Linear)和分貝(Decibel)三種形式。缺省設置:Log。
      ③ Component(元件)欄
Set points per summary:設置每次求和點數。當該項被選中后,顯示被選元件噪聲作用時的曲線。用求和的點數除以頻率間隔數,會降低輸出顯示圖的分辨率。缺省設置:1及電路中第一個編號元件。
(3)單擊“Simulate”按鈕,顯示輸出噪聲功率譜和輸入噪聲功率譜,單位為V2/Hz。
(4)單擊“Esc”按鈕,停止仿真。

5.6.2 噪聲分析舉例
5 分壓式偏置放大電路如圖5.6所示,設輸入信號源V2為等效輸入噪聲源,節點7為輸出節點,試繪出它們的噪聲功率譜。


圖5.14  噪聲分析對話框

    解:打開如圖5.14所示的噪聲分析對話框,設置
                          Input noise reference:V2
                          Output node:N7
                          Start frequency(FSTART):1Hz
                          End frequency(FSTOT):1MHz
則分析結果如圖5.15所示,上面的曲線為輸入噪聲功率譜,下面的曲線為輸出噪聲功率譜。



圖5.15  噪聲分析結果

    5.7失真分析(Analysis/Distortion
    電路輸出信號的失真通常是由電路增益的非線性或相位不一致造成的。增益的非線性造成諧波失真,相位不一致造成交互調變失真。失真分析對于分析小的失真是非常有效的,而在暫態分析中小的失真一般是分辨不出來的。假設電路中有一個交流信號源,則失真分析將檢測并計算電路中每一點的二次諧波和三次諧波的復數值。假設電路中有兩個交流信號源f1和f2,則失真分析將在三個特定頻率中尋找電路變量的復數值,這三個頻率點是:f1和f2的和f1+f2、f1和f2的差
f1-f2、f1和f2中頻率較高的交流信號源的二次諧波頻率減去頻率較低的交流信號源的二次諧波頻率的差。EWB失真分析假設電路是模擬電路、小信號狀態。

    5.7.1  失真分析步驟
    (1)創建待分析電路,點擊“Circuit(電路)/Schematic Options(電路圖設置)/Show/Hide(顯示/隱藏)/Show Nodes(顯示節點號)”,顯示節點標志。
    (2)選擇“Analysis”(分析)菜單下的“Distortion”(失真分析)項,打開相應的對話框,如圖5.16所示。在對話框中,根據提示設置參數。
     Start frequency(FSTART):起始頻率。缺省設置:1Hz。
              End frequency(FSTOT):終止頻率。缺省設置:10GHz。
Sweep type:掃描類型。有十倍頻(Decade)、線性(Linear)和二倍頻程(Octave)三種。缺省設置:Decade。
      Number of points:顯示點數。缺省設置:100。
Vertical scale:縱坐標刻度。有對數(Log)、線性(Linear)和分貝(Decibel)三種形式。缺省設置:Log。
F2 / F1 ratio:當電路中有兩個頻率的信號源時,如果選中該項,在f1掃描范圍,f2被設定為對話框內“F2 / F1 ratio”的設置值(如:0.9)與f1起始頻率的設置值的乘積,要求“F2 / F1 ratio”必須大于0小于1。
Nodes in circuit:電路節點。
Nodes for analysis:待分析節點。
(3)單擊“Simulate”按鈕,顯示輸出噪聲功率譜和輸入噪聲功率譜,單位為V2/Hz。
(4)單擊“Esc”按鈕,停止仿真。

      

                            圖5.16  失真分析對話框

    5.7.2失真分析舉例
    6 分壓式偏置放大電路如圖5.6所示,試對其進行失真分析。
    解:打開如圖5.16所示的噪聲分析對話框,設置
                     Start frequency(FSTART):1kHz
                              End frequency(FSTOT):10MHz
                     Nodes for analysis:7
分析結果如圖5.17所示。


圖5.17  失真分析結果

5.8 參數掃描分析(Analysis/Parameter Sweep
用來檢測當電路中某個元件參數發生變化時,對電路直流工作點、暫態特性、交流頻率特性的影響。

5.8.1  參數掃描分析步驟
(1)創建待分析電路,設置元件參數,顯示節點標志。
    (2)選擇“Analysis”(分析)菜單下的“Parameter Sweep”(參數掃描分析)項,打開相應的對話框,如圖5.18所示。在對話框中,根據提示設置參數。
    Component:掃描元件。
     Parameter:掃描元件參數。
     Start value:掃描元件參數起始值。缺省設置:電路中元件所標注的參數值。
     End value:掃描元件參數終止值。缺省設置:電路中元件所標注的參數值。
     Sweep type:掃描類型。有十倍頻(Decade)、線性(Linear)和二倍頻程(Octave)三種。缺省設置:Decade。
     Sweep type size:增量步長。該參數只允許在線性(Linear)掃描時進行設置。缺省設置:1。
     Output node:輸出節點。
Sweep for:掃描用途。有DC Operating Point(直流工作點分析)、Transient(暫態分析)和AC Frequency(交流頻率分析)三種選擇。缺省設置:Transient Analysis。
(3)單擊“Simulate”按鈕,開始掃描分析。
(4)單擊“Esc”按鈕,停止掃描分析。
    參數掃描分析的結果是以曲線形式輸出的,而輸出曲線的數目與“掃描類型”的設置有關。當選擇“線性”(Linear)掃描方式時,輸出曲線的數目等于掃描分析元件的“終止值”減去“起始值”再除以“掃描步長”;當選擇“十倍頻”(Decade)掃描方式時,輸出曲線數等于“起始值”乘以10的倍數直至“終止值”的倍數值;若選擇“二倍頻程”(Octave)掃描方式,輸出曲線數則等于“起始值”直至“終止值”的倍數值。


圖5.18  參數掃描分析對話框

    5.8.2參數掃描分析舉例
7  試用參數掃描分析功能分析圖5.10所示的二極管整流濾波電路的輸出電壓隨濾波電容C1變化的情況。
解:照圖5.18對話框設置參數,選擇“Transient Analysis”(暫態分析)選項,然后單擊“Set transient options”按鈕,設置暫態分析參數,如圖5.19所示。設置完成后,單擊“Simulate”按鈕,屏幕上顯示出分析結果,如圖5.20所示。

圖5.19  暫態分析參數設置
圖5.20  參數掃描分析結果
   5.9  溫度掃描分析(Analysis/Temperature Sweep
我們知道,電阻的阻值、晶體管的電流放大系數等許多元件的參數都是隨溫度變化的,元件參數一變,電路性能跟著變,嚴重時會導致電路不能正常工作。EWB提供溫度掃描分析的目的,是為了仿真電路的溫度特性,以便對電路參數進行合理設計。

5.9.1  溫度掃描分析步驟
(1)創建待分析電路,設置元件參數,顯示節點標志。
(2)選擇“Analysis”(分析)菜單下的“Temperature Sweep”(溫度掃描分析)項,打開相應的對話框,如圖5.21所示。在對話框中,根據提示設置參數。
Start temperature:掃描起始溫度。缺省設置:27℃。
End temperature:掃描終止溫度。缺省設置:27℃。
Sweep type:掃描類型。有十倍頻(Decade)、線性(Linear)和二倍頻程(Octave)三種。缺省設置:Decade。
Increment step size:增量步長。該參數只允許在線性(Linear)掃描時進行設置。缺省設置:1℃。
Output node:輸出節點。缺省設置:1。
Sweep for:掃描用途。有DC Operating Point(直流工作點分析)、Transient(暫態分析)和AC Frequency(交流頻率分析)三種選擇。缺省設置:DC Operating Point。
(3)單擊“Simulate”按鈕,開始掃描分析。
(4)單擊“Esc”按鈕,停止掃描分析。


圖5.21  溫度掃描分析對話框

5.9.2  溫度掃描分析舉例
7  試用溫度掃描分析功能分析圖5.10所示的二極管整流濾波電路在100℃時的工作情況。
解:溫度掃描分析參數設置如圖5.21所示。選擇“Transient Analysis”(暫態分析)選項,然后單擊“Set transient options”按鈕,設置暫態分析參數,其中
Set to Zero:選用
        Start time(TSTART):0s
        End time(TSTOP):0.1s。
設置完成后,單擊“Simulate”按鈕,屏幕上顯示出分析結果,如圖5.22所示。由圖可見,上面一條是工作環境溫度為27℃時的輸出曲線,下面一條曲線為100℃時的輸出曲線。


                              圖5.22  溫度掃描分析結果

    5.10  零極點分析(Analysis/Pole-Zero
    零極點分析是用來求解交流小信號電路的傳遞函數中零點和極點個數及數值的。它廣泛應用于負反饋放大電路和自動控制系統的穩定性分析。零極點分析的過程是先計算電路的靜態工作點,并求得所有非線性元件在交流小信號條件下的線性化模型,然后,在此基礎上再求出電路傳遞函數的零點和極點。由于傳遞函數在輸入及輸出的選擇上可以是電壓,也可以是電流,因此,分析結果有電壓增益、電流增益、跨導和轉移阻抗之分。

    5.10.1  零極點分析步驟
    (1)創建待分析電路,設置元件參數,顯示輸入輸出節點標志。
    (2)選擇“Analysis”(分析)菜單下的“Pole-Zero”(零極點分析)項,打開相應的對話框,如圖5.23所示。在對話框中,根據提示設置參數。


圖5.23  零極點分析對話框

     Analysis type(分析類型)欄:
  • Gain Analysis (output voltage / input voltage):增益(輸出電壓/輸入電壓)分析;
  • Impedance Analysis (output voltage / input current):阻抗(輸出電壓/輸入電流)分析;
  • Input impedance:輸入阻抗分析;
  • Output impedance:輸出阻抗分析。
Nodes(節點顯示)欄:
  • Input (+):輸入節點正端;
  • Input (-):輸入節點負端。
  • Output (+):輸出節點正端;
  • Output (-):輸出節點負端。
     Analysis(分析)欄:
  • Pole Analysis:極點分析;
  • Zero Analysis:零點分析。
(3)單擊“Simulate”按鈕,開始掃描分析。
(4)單擊“Esc”按鈕,停止掃描分析。

    5.10.2零極點分析舉例
    8  分析圖5.10所示的二極管整流濾波電路的零極點分布情況。
   解:零極點分析參數設置如圖5.23所示。分析結果如圖5.24所示。


                             圖5.24  零極點分析結果

    5.11  傳遞函數分析(Analysis/Transfer Function
    傳遞函數分析用于求解小信號交流狀態下電路中指定的兩個輸出節點與輸入電源之間的傳遞函數,也可以計算電路的輸入阻抗和輸出阻抗。傳遞函數分析的過程也是先計算電路的靜態工作點,再求所有非線性元件在交流小信號條件下的線性化模型,然后求電路的傳遞函數。這里,輸出變量可以是電路中的任何節點,而輸入變量必須是電路中某處的獨立電源。

    5.11.1傳遞函數分析步驟
    (1)創建待分析電路,設置元件參數,顯示節點標志,確定輸入變量和輸出變量。
    (2)選擇“Analysis”(分析)菜單下的“Transfer Function”(傳遞函數分析)項,打開相應的對話框,如圖5.25所示。在對話框中,根據提示設置參數。
     Voltage:電壓項。單擊該項選擇節點電壓為輸出變量。
Output node:輸出節點(待分析的節點電壓)。缺省設置:1(電路中的第1個節點)。
Output reference:輸出參考點(待分析節點電壓的參考節點)。缺省設置:0(接地)。
Current:電流項。單擊該項選擇電流為輸出變量。
Output variable:輸出變量。必須為電路中的電流源。缺省設置:電路中編號為1的電流源。
Input source:輸入電源。必須為電路中的獨立電壓源或電流源。缺省設置:電路中編號為1的電壓源或電流源。
(3)單擊“Simulate”按鈕,開始掃描分析。
(4)單擊“Esc”按鈕,停止掃描分析。


圖5.25  傳遞函數分析對話框

    5.11.2  傳遞函數分析舉例
9  分析圖5.26所示電路的傳遞函數、輸入阻抗和輸出阻抗。


圖5.26電路

   解:打開傳遞函數分析對話框,設置參數如下:
             輸出變量:電壓
              輸出節點:2
分析結果如圖5.27所示。

圖5.27  傳遞函數分析結果

5.12  直流和交流靈敏度分析(Analysis/DCAnd AC Sensitivity
EWB的靈敏度分析是利用參數擾動法來計算電路參數變化對輸出電壓或輸出電流的影響的方法。直流靈敏度分析建立在直流工作點分析基礎之上。通過直流靈敏度分析求得輸出節點電壓或輸出電流對電路中所有元件參數變化的靈敏度。交流靈敏度分析是在交流小信號條件下進行分析的。目的是求得輸出節點電壓或輸出電流對電路中某個元件參數變化的靈敏度。靈敏度分析可以使用戶了解并預測生產加工過程中元件參數變化對電路性能的影響。

5.12.1直流和交流靈敏度分析步驟
(1)創建待分析電路,設置元件參數,顯示節點標志,確定輸出變量(輸出電壓或輸出電流)。
    (2)選擇“Analysis”(分析)菜單下的“Sensitivity”(靈敏度分析)項,打開相應的對話框,如圖5.28所示。在對話框中,根據提示設置參數。
  • Analysis(分析)欄。缺省設置:Voltage
Voltage:電壓項。單擊該項選擇節點電壓為輸出變量。
Output node:輸出節點(待分析的節點電壓)。缺省設置:1(電路中的第1個節點)。
Output reference:輸出參考點(待分析節點電壓的參考節點)。缺省設置:0(接地)。
Current:電流項。單擊該項選擇電流為輸出變量。
Output source:輸出電源。必須為電路中的電流源。缺省設置:電路中編號為1的電流源。
  • Frequency(頻率)欄。缺省設置:DC Sensitivity。
DC Sensitivity:直流靈敏度。單擊該項選擇直流靈敏度分析。
AC Sensitivity:交流靈敏度。單擊該項選擇交流靈敏度分析。當選擇交流靈敏度分析時,還要對Start frequency(掃描起始頻率)、End frequency(掃描終點頻率)、Sweep type(掃描類型)、Number of points(顯示點數)、Vertical scale(縱坐標刻度)參數進行設置。
③ Component(元件)欄。交流靈敏度分析時選擇的電路元件,以測量所選元件參數的電壓或電流靈敏度。
(3)單擊“Simulate”按鈕,開始掃描分析。
(4)單擊“Esc”按鈕,停止掃描分析。

        

圖5.28  靈敏度分析對話框

5.12.2直流和交流靈敏度分析舉例
     10  試用直流靈敏度分析功能分析圖5.29所示電路中節點2的電壓隨電路中其它參數變化的情況。
解:單擊“Voltage”項。選擇節點2的電壓為輸出變量。分析結果如圖5.30所示。分析結果的前兩項是電阻R1和R2每單位變化所引起的輸出電壓的變化量,后一項代表輸入電壓每單位變化所引起的輸出電壓的變化量。


圖5.29  電阻分壓電路


圖5.30  直流靈敏度分析結果

   5.13  最壞情況分析(Analysis/Worst Case
最壞情況分析是一種統計分析方法,它有助于電路設計者研究電路中元件參數的變化對電路性能可能產生的最壞影響。最壞情況分析需要進行多次計算才能完成。首先按照電路元件的標稱值進行計算,然后進行直流靈敏度或交流靈敏度分析,當計算出每一個元件參數對輸出變量(電壓或電流)的靈敏度后,最后一次仿真運算才給出最壞情況分析結果。最壞情況的分析過程是通過比較函數進行收集處理的。比較函數就像是一個高選擇性的濾波器,對于每一次仿真計算只捕獲一個滿足該函數的數據。
6個比較函數如下:
Maximum Voltage(最大電壓)——Y軸最大值。表示被分析節點可能出現的最大電壓值。只在直流工作點分析時選用。
Minimum Voltage(最小電壓)——Y軸最小值。表示被分析節點可能出現的最小電壓值。只在直流工作點分析時選用。
Frequency at Maximum(最大處頻率)——在Y軸最大值處對應的X頻率值。
Frequency at Minimum(最小處頻率)——在Y軸最小值處對應的X頻率值。
Rise Edge Frequency(上升沿頻率)——Y軸值第一次大于用戶設定的臨界電壓值時對應的X頻率值。
Fall Edge Frequency(下降沿頻率)——Y軸值第一次小于用戶設定的臨界電壓值時對應的X頻率值。

5.13.1  最壞情況分析步驟
(1)創建待分析電路,設置元件參數,顯示節點標志,確定分析節點。
    (2)選擇“Analysis”(分析)菜單下的“Worst Case”(最壞情況分析)項,打開相應的對話框,如圖5.31所示。在對話框中,根據提示設置參數。


圖5.31  最壞情況分析對話框

     ① Analysis(分析)欄
              Tolerance:誤差。設置元件參數的允許誤差。缺省設置:5% 。
              Collating function:比較函數。缺省設置:Maximum Voltage。
              Threshold voltage:臨界電壓。缺省設置:1V。
              Output node:輸出節點(待分析的節點電壓)。缺省設置:1(電路中的第1個節點)。
              ② Sweep for(掃描類型)欄
DC Operating Point:直流工作點分析。選中該項,進行直流工作點的最壞情況分析。
AC Frequency Analysis:交流頻率分析。選中該項,進行交流頻率最壞情況分析。這時必須點擊“Set AC options”按鈕,打開另一個對話框進行設置。
(3)單擊“Simulate”按鈕,開始掃描分析。
(4)單擊“Esc”按鈕,停止掃描分析。

5.13.2最壞情況分析舉例
11  試用最壞情況分析功能分析圖5.32所示固定偏置電路,在元件參數的允許誤差為10%的條件下,三極管集電極電位的最大值。

圖5.32  固定偏置電路

   解:打開最壞情況分析對話框,設置參數如下:
              Tolerance:10%
              Collating function:Maximum Voltage
              Output node:2
              Sweep for:DC Operating Point
分析結果如圖5.33所示。

圖5.33  最壞情況分析結果

5.14蒙特卡羅分析(Analysis/Monte Carlo
              (1)創建待分析電路,設置元件參數,顯示節點標志,確定分析節點。
    (2)選擇“Analysis”(分析)菜單下的“Monte Carlo”(蒙特卡羅分析)項,打開相應的對話框,如圖5.35所示。在對話框中,根據提示設置參數。
① Analysis(分析)欄
Number of runs:蒙特卡羅分析次數。必須≤2。缺省設置:5。
Tolerance:允許誤差。指定正態分布或均勻分布的最大誤差范圍。缺省設置:5。
Seed:隨機數選擇。從1到32767。缺省設置:0。
Distribution type:分布類型。有正態分布和均勻分布兩種類型可供選擇。缺省設置:Uniform。
Output node:輸出節點(待分析的節點電壓)。缺省設置:1(電路中的第1個節點)。
② Sweep for(掃描類型)欄
DC Operating Point:直流工作點分析。選中該項,進行直流工作點的蒙特卡羅分析。
Transient Analysis:暫態分析。選中該項,進行暫態。
AC Frequency Analysis:交流頻率分析。選中該項,進行交流頻率蒙特卡羅分析。
(3)單擊“Simulate”按鈕,開始掃描分析。
(4)單擊“Esc”按鈕,停止掃描分析。


圖5.35  蒙特卡羅分析對話框

    5.14.2  蒙特卡羅分析舉例
12  試用蒙特卡羅直流工作點分析功能分析圖5.32所示固定偏置電路的集電極電位。
解:打開蒙特卡羅分析對話框,設置參數如下:
              蒙特卡羅分析次數:2
              允許誤差:5%
              分布類型:正態分布
              待分析節點:2
                           掃描類型:直流工作點分析
分析結果如圖5.36所示。


圖5.36  蒙特卡羅分析結果

    5.15  分析中遇到的問題及解決辦法
在我們用以上14種分析功能對電路進行仿真的過程中,可能由于某種原因,使得仿真沒有成功,這時屏幕上就會顯示錯誤信息,提示出錯原因。特別是在直流工作點分析和暫態分析時,更容易使仿真失敗。下面分別給出要注意的問題。

5.15.1  直流工作點分析失敗時的解決辦法
1.  檢查電路結構
(1)電路連接正確,沒有虛接的元器件。
(2)不要將數字“0”和字母“O”混淆。
(3)電路必須要有接地點,電路中的每一個節點和地之間要有直流通路。
(4)電容與電流源不能串聯。
      (5)電感與電壓源不能并聯。
              2.  檢查電路模型和參數
              (1)確認子電路模型正確。
              (2)確認元器件模型正確。
              (3)確認元器件參數正確。
3.  修改分析參數
(1)在“Analysis Options”(分析選項)命令下的“DC”(直流分析)對話框中將“迭代次數”設置位200~300。
(2)在“Analysis Options”(分析選項)命令下的“Global”(通用分析)對話框中將“模擬節點分流電阻”數值擴大100倍。
(3)在“Analysis Options”(分析選項)命令下的“Global”(通用分析)對話框中將“最小電導” 數值擴大10倍。
       (4)在“Analysis Options”(分析選項)命令下的“Instruments”(儀器分析)對話框中將
“初始條件”設置為零后進行暫態分析。

    5.15.2暫態分析失敗時的解決辦法
1.  檢查電路結構
同上。
  • 檢查電路模型和參數
同上。
3.  修改分析參數
(1)在“Analysis Options”(分析選項)命令下的“Global”(通用分析)對話框中將“相對誤差精度”數值改為0.01。
       (2)在“Analysis Options”(分析選項)命令下的“Transient”(暫態分析)對話框中將“暫態分析每時間點迭代次數的上限” 數值改為100。
       (3)在“Analysis Options”(分析選項)命令下的“Global”(通用分析)對話框中將“電壓絕對精度”降低。
   (4)在“Analysis Options”(分析選項)命令下的“Transient”(暫態分析)對話框中將“暫態分析數字積分方法”選項下的“TRAPEZOIDAL”(梯形法)改為“GEAR”(變階積分)。

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沙發
ID:724077 發表于 2020-4-7 15:15 | 只看該作者
受控單脈沖信號源的該怎么設置。科1~8節點分別要怎么鏈接到電路作為輸出,
sheet1 & 2中,Sheet2是占空比等,Sheet1該如何設置?
求指導。
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