1.1 Electronics Workbench简 介
,虚拟电子工作平台”(Electronics Workbench),简称EWB,是加拿大“Interactive Ima geTechnologies”公司设计推出的电子电路仿真分析、设计软件。与其它电路仿真软件相比较,EWB具有界面直观、操作方便、采用图形方式创建电路等优点,构造电路、调用元器件和测试仪器等都可以直接从窗口图形中调出,可以对电子元器件进行一定程度的非线性仿真,不仅测试仪器的图形与实物相似,而且测试结果与实际调试基本相似。使用虚拟测试仪器对电路进行仿真实验如同置身于实验室使用真实仪器测试电路,既解决了购买大量元器件和高档仪器的难处,又避免了仪器损坏等不利因素。同时在该软件下调试所得结果电路可以和tango、protel和orcad等印制电路设计 软件共享,生成印制电路,自动排出印制电路版,从而大大加快了产品开发速度,提高工作效率。而且该软件直观的电路图和仿真分析结果的显示形式非常适合于电子类课程课堂和实验教学环节,是一种非常好的电子技术实训工具。可以弥补实验仪器、元件少的不足及避免仪器、元器件的损坏,可以帮助学生更好地掌握课堂教学内容,加深对概念、原理的理解,通过电路仿真,进一步培养学生的综合分析、开发设计和创新能力。本书简明易懂,实用性强,用了一些简单实例一步一步引导读者,使读者能快速掌握EWB的操作和使用。
1.2 EWB的特 点
EWB最明显的特点是,
(1)界面直观。绘制的电路图需要的元器件、测试仪器都是以图标方式出现,而且仪器的操作开关、按钮同实际非常相似,很容易学会和使用。
(2)易学易用。具有一般电子技术基础知识的人员,只需几个小时就可以掌握EWB的基本操作。
(3)仿真的手段和实际相符,仪器和元器件的选用和实际情形非常相似。可以通过对电路的仿真,既掌握电路的性能,又熟悉仪器的正确的使用方法。
(4)具有齐全丰富和可扩充的元器件库。提供了数千种元器件供选用,不仅提供了元器件的理想值,而且有的元器件还提供了实际厂家的元器件模型。
(5)具有完整的混合模拟与数字信号模拟的功能。可任意地在系统中集成数字及模拟元器件,会自动地进行信号转换。测试具有即时的显示功能。
(6)在对电路进行仿真的同时,还可以存储实验数据、波形、元器件清单、工作状态等,并可打印输出。
(7)提供了各种分析手段。有静态分析、动态分析、时域分析、频域分析、噪声分析、失真分析、离散傅立叶分析、温度分析等各种分析方法。
(8)可人为的设置短路、开路、漏电等故障分析。
(9)与SPICE软件兼容,可相互转换。EWB产生的电路文件还可以直接输出至常见的Protel,Tango、Orcad 等印制电路板排版软件。
(10)提高了电子设计工作的效率。
1.3 系 统 要求
EWB 5.12版本是32位应用软件,必须在Windows 3.1、Windows 95/98或Windows NT3,51以上版本使用。具体要求如下,
(1)Windows 95/98的环境条件,
● Windows 95/98;
● Microsoft相容的鼠标;
● 486以上,至少8M RAM(建议使用16M RAM)及20M硬盘空间。
(2)Windows NT的环境条件,
● Windows NT;
● Microsoft相容的鼠标;
● 486以上,至少12M RAM(建议使用16M RAM)及20M硬盘空间。
程序运行时,将建立临时性文件,大约占硬盘空间20MB,当文件达到其最大限度的规模时,可以选择,
(1)停止仿真;
(2)放弃已有的数据,继续进行仿真;
(3)系统要求提供更大的磁盘空间。
1.4 软 件的安 装
下面介绍的是以EWB软件的安装源盘为光盘,在Windows 98操作系统下的安装步骤,要求用户具有PC机和Windows 的基本操作知识。
具体安装步骤,
(1)启动Windows 98,把EWB安装光盘插入光盘驱动器,按屏幕左下角的“开始”按钮,将鼠标指向“设置”,而后单击,控制面板”
项。将鼠标指向“添加/删除程序”图标,单击该图标出现对话框,选择“安装”按提示即可把EWB软件安装到计算机硬盘中。
(2)根据光盘所在位置,选定驱动器,找到并双击安装盘的启动文件“setup.exe”,并运行该文件。
(3)遵循画面上的信息提示进行安装:确定程序安装位置、工作目录、输入用户信息、序列号及元器件符号标准选择。元器件符号标准有默认的美日标准(ANSI)和欧洲标准(DIN)两种,本书的示例选择欧洲标准(DIN)。
(4)选择安装硬盘位置时,应该考虑硬盘空间是否能满足程序运行时,临时性文件所要求的磁盘空间大小。
EWB软件程序安装时的界面见图1.4.1所示。
在安装完毕,启动EWB图标后,其工作界面如图1.4.2所示。
1.5 EWB的在 线帮 助
使用者可以通过使用两种基本方法进行有关信息的查询:一种方法是从Help下拉菜单选择相应的命令;另一种方法是选中你所想要查 询的元器件,然后再按F1键。
在线帮助提供了大量信息,使用者可以通过“目录”窗口(如图1.5.1所示)选择帮助主题,或者通过“索引”窗口(如图1.5,2所示)根据关键字查找帮助主题。文件列出了每个元器件的属性和相关细节,如图1.5.3所示。
2.1 EWB的主窗 口
启动EWB软件图标后,可见到EWB 5.12的电路工作主窗口,如图2.1.1所示。
从图2.1.1可以看出,EWB很像一个实际的电子工作室。元器件和仪器、构造和测试电路的每件设备都在你的眼前准备好了,主要分成以 下几部分,
(1)菜单栏(menus):提供电路文件的存取、SPICE文件的转入或转出、电路图的编辑、电路的模拟与分析、在线帮助。
(2)工具栏(toolbars):最常用的菜单命令,包含用于编辑电路设计所需的按钮。
(3)电路工作窗口(circuit window):供使用者进行电路设计。
(4)元器件库栏(parts bin toolbar):显示详细元器件列表,有各类元器件及测试仪表。
(5)描述窗口(description window):供使用者键入文本以描述电路。
(6)启动/停止开关:显示仪表的面板控制与功能选择。
(7)暂停/恢复开关:可以用来控制仿真实验的步骤。
(8)状态栏 (status line):可以显示鼠标所指处元器件或仪表的名称。在模拟中,可以显示模拟中的现状以及分析所需要的 模拟时间,此时间不是实际的CPU运行时间。
2.2 EWB基本 工 具 栏
EWB基本工具栏如 图2.2.1所示。
图2.2.1 基本工具栏
工具栏中各工具图标所对应的功能和快捷键如表2,2.1所示,
表2,2.1
名称 功能 快捷键
新建 清除工作区,生成新文件 Ctrl+N
打开 打开已有文件 Ctrl+O
存盘 保存电路文件 Ctrl+S
打印 打印电路文件 Ctrl+P
剪切 剪切到剪切板 Ctrl+X
复制 复制到剪切板 Ctrl+C
粘贴 从剪切板粘贴 Ctrl+V
旋转 将选中的元器件逆时针旋转90度 Ctrl+R
水平反转 将选中的元器件水平反转
垂直反转 将选中的元器件垂直反转
建立子电路 建立和生成子电路 Ctrl+B
分析图 调出分析图
元件特性 调出元器件对话框
缩小 缩小电路图 Ctrl+ +
放大 放大电路图 Ctrl+ -
缩放比例 显示电路图的当前缩放比例
帮助 调出与选中对象有关的帮助信息 F1
2.3 EWB菜 单 及 使用方法
EWB 5.12的菜单命令共有六项:F ile(文件),E dit(编辑),C ircuit(电路),A nalysis(分析),W indow(窗口),H elp(帮助)。有两种方法选择执行菜单命令,
(1)单击菜单项使之下拉出菜单命令,然后单击其中的菜单命令。
(2)按下Alt键,再按下菜单中带下划线的字母打开相应的菜单项(如按Alt,再按F打开文件菜单F ile),接着按菜单(已经打开)命令中带下划线的字母执行某菜单命令。
如果打开的菜单项中有些命令呈现灰色,说明该命令在当前状态下是不能使用的。
2.3.1? 文件菜单File
文件菜单File包含了管理电路文件的命令,共有打开、保存、打印等命令12条,如图2.3.1所示。
(1)新建一个电路文件(New)。
图2.3.1文件菜单
快捷键:Ctrl+N
要建立一个新的电路文件,可在文件菜单中选择新建命令New,这时,工作区里将出现一个空白的电路编辑区供输入编辑新的电路。EWB 5.12
版本每次只能打开一个电路文件,如果当前正打开一个文件进行编辑仿真,则当重新建立新文件时将出现一个对话框,提示在新建文件前对已经打开的文件是否保存修改。
(2)打开一个已经存在的电路文件(Open)。
快捷键:Ctrl+O
要打开一个已经存在的电路文件,可在文件菜单中选择打开命令,显示标准打开文件对话框,如图2.3.2所示。
此时,要求确定文件所在的驱动器、目录以及文件名,相应的文件标识(可以直接在文件名文本框中输入,也可以通过选择驱动器Drive,目录Directories以及文件名确定)出现在文件名文本框中后,单击“打开”按钮打开电路文件。
(3)保存电路文件(Save…)。
快捷键:Ctrl+S
保存当前电路文件,显示标准保存文件对话框。如要改变保存地址,可以改变不同的目录、驱动器、文件夹、磁盘。
(4)换名保存电路文件(Save As…)。
用一个新的文件名保存当前电路文件,原有电路文件维持不变。
(5)恢复电路原有设置 (Revert to Saved…)
可以将最近一次存入磁盘时的电路恢复到工作区内。
(6)输入(Import…)。
输入一个SPICE网表(后缀名为.net或.cir),并把它转换为原理图。
(7)输出(Export…)
在文件格式为任何以下后缀名:.net,.scr,.cmp,.cir,.plc的情况下保存电路文件。
(8)打印(Print)。
快捷键:Ctrl+P
执行该命令会出现对应对话框,用户可根据要求选择打印电路图、仪器测试结果、元器件清单等,点击需打印项目,使其前面小框内出现
,?”,按“Print”键即可以打印输出。
(9)打印设置(Print Setup…)。
显示标准打印设置对话框,从对话框中可以选择另一种打印机,或设定打印方向、纸张大小、供纸方式等选项。
(10)退出(Exit)。
快捷键:Alt+F4
执行该命令将退出EWB 5.12,如果当前电路文件是新文件或电路修改后未保存,则在退出前将提示将当前电路文件保存。
(11)安装 (Install…)。
安装任何EWB的附加产品。提示从包含附加产品的磁盘安装。
2.3.2?编辑菜单Edit
编辑菜单Edit包含了用来移动、复制、粘贴等电路编辑命令7条,如图2.3.3所示。
(1)剪切(Cut)。
快捷键:Ctrl+X
删除选择电路、组件或文本,并保留在剪贴板中。随后可以利用粘贴命令Paste将其从剪贴板中复制到电路工作区或描述区。
注意:要从电路中移走一个元器件,也可以直接用鼠标拖动的方法把所选择的元器件从工作区中拖回到部件箱里。同样,也可以把仪器从电路中拖动到仪器库中(但不能用剪切命令)。
(2)复制 (Copy)。
快捷键:Ctrl+C
与剪切命令Cut不同,复制命令Copy只是将选择的元器件或电路、文本复制到剪贴板中,但并不从电路工作区中移走。随后可以利用粘贴 命令
Paste将其从剪贴板中复制到电路工作区或描述区。
(3)粘贴 (Paste)。
快捷键:Ctrl+V
将剪贴板的内容放置到激活的窗口中(内容依然保存在剪贴板里)。剪贴板上的内容可能是组件或文本。被粘贴位置的文件性质必须与剪贴板内容性质相同。例如,你不能粘贴组件到说明窗口。
(4)删除(Delete)。
快捷键:Del
永久地删除所选择的组件或文本。且不影响剪贴板内的当前内容。使用这个命令时必须十分小心,因为删除的内容无法恢复。
(5)选择全部(Select All)。
快捷键:Ctrl+A
快速地将活动工作区窗口的所有电路或说明区内的全部文本选定。可用于整个电路、文本的各种处理。
(6)复制位图 (Copy as Bitmap)。
可以将电路工作区中的一部分或全部作为位图复制到剪贴板上,然后供其它支持位图格式的应用程序(如字处理等)使用。
(7)Show Clipboard(显示剪贴板)
可以查看当前剪贴板中的内容。
2.3.3?电路菜单Circuit
电路菜单Circuit中包含用于构造、循环、翻转等9条命令,如图2.3.4所示。
(1)旋转命令(Rotate)。
快捷键:Ctrl+R
为了使构造的电路美观、连接方便整齐,可以使用Rotate命令将被选择组件顺时针旋转90度,和组件关联的文本,如标识、数值和模型 等信息可以重定位,但不可以随着旋转。仪器库中的测试仪器、集成IC不能旋转。
(2)垂直翻转命令(Flip Horizontal)。
在工作区内垂直翻转被选组件。
(3)水平翻转命令(Flip Vertical)。
在工作区内水平翻转被选组件。
(4)元器件特性命令(Component Properties…)。
执行该命令可以调出元器件特性对话框。也可以双击元器件。
(5)创建子电路命令(Create Subcircuit…)。
快捷键:Ctrl+B
(6)放大命令(Zoom In)。
快捷键:Ctrl++
增加工作区内电路的显示尺寸。
(7)缩小命令(Zoom Out)
快捷键:Ctrl+“-”
减小工作区内电路的显示尺寸。
(8)纲要选项命令(Schematic Options…)
用于设置与电路图显示方式有关的一些选项。
2.3.4?分析菜单Analysis
分析菜单包含了激活、暂停、停止等10条命令,如图2.3.5所示。
(1)激活命令
快捷键:Ctrl+G
执行该命令,相当于将电路的电源开关合上,使电路开始工作。
(2)暂停或继续命令
快捷键:F9
该命令是个复用命令,包括暂停命令和继续命令(Pause or Resume),执行暂行命令,可以将仿真电路暂时中断以作观察;执 行继续命令,可以在观察以后又继续(不是重新仿真)进行仿真。
(3)停止命令
快捷键:Ctrl+T
当电路仿真达到稳态时,将自动停止。但对于振荡或开关控制电路一般不能达到稳态,所以仿真过程会一直持续下去。执行停止命令,可以人为停止电路的仿真。
2.3.5?窗口菜单Window
窗口菜单Window如图2.3.6所示。
(1)排列命令(Arrange)。
快捷键:Ctrl+W
执行该命令,可以匀称整洁地排列工作区和打开的元器件箱窗口以及打开的描述窗口。并将尽可能把打开的窗口放大显示。
(2)电路命令(Circuit)。
执行该命令可以将电路工作区窗口调到前台,成为活动窗口。
(3)描述命令(Description)。
快捷键:Ctrl+D
执行该命令可以将电路描述窗口打开并将其调到前台,成为活动窗口。
2.3.6?帮助菜单Help
帮助菜单Help如图2.3.7所示。
(1)帮助命令(Help)。
快捷键:F1
显示EWB 5.12的帮助目录(Help Table of Contents),利用超级链接,用户可单击需要查看的目录项来阅读 相关的帮助内容。
(2)帮助主题索引(Help Index…)。
执行该命令显示“索引”窗口,让使用者根据关键字查找帮助主题。
(3)注释命令(Release Notes)。
执行该命令可以显示一些EWB 5.12的注解信息。
(4)软件版本说明(About Electronics Workbench)。
显示EWB的版本信息。
3.1 元器 件的操作使用
创建一个仿真实验电路,必须掌握一些基本的操作方法。为了叙述方便,对鼠标器和键盘的有关操作术语规定如下,
单击:按鼠标左键一下,然后马上放开;
双击:快速、连续按鼠标左键两下;
拖曳:把鼠标指针放在某一对象上,按鼠标左键不放,移动鼠标指针到一个新的位置,然后再释放鼠标左键 。
3.1?元器件的操作使用
(1)元器件的选用。
根据电路需要,先在元器件库栏中打开该元器件库的下拉菜单,然后从元器件库中将选中的元器件拖曳到电路工作区,如图3.1.1所示 。
图3.1.1 打开并将选中的元器件拖曳到工作区
(2)元器件的选中。
选择单个元器件的方法:单击要选中的元器件,被选中的元器件以红色显示,便于识别。
选择多个元器件的方法:Ctrl+单击需要的所有元器件,被选中的所有元器件都以红色显示。如果要同时选中一组相邻的元器件,可以 在电路工作区的适当位置拖曳画出一个矩形区域,包围在该矩形区内的一组元器件即被同时选中。
取消选中元器件的方法:取消所有被选中元器件的选中状态,只需单击工作区的空白部分。要 取消某一元器件的选中状态,只需使用Ctrl+单击该元器件。
(3)元器件的移动。
移动元器件至特定的位置,只要拖动该元器件即可。
如移动的元器件为多个,则必须先用前面的方法选中这些元器件,然后用鼠标的左键拖曳其中的任意一个元器件,则所有选中的元器件就会一起移动到指定的位置。需注意的是与其连接的导线也会重新排列。
如果只是想微移动某个(或某些)元器件的位置,也可以先选中它(们),然后再使用键盘上的箭头键作微小的移动。
(4)元器件的调整。
为便于电路的合理布局和连线,经常需要对元器件进行调整,这些调整包括旋转、垂直翻转、和水平翻转等。在元器件被选中状态下,可用下面三种方式实现,
① 菜单方式,菜单栏中命令如下,
Circuit / Rotate? → 电路 / 旋转
Circuit/Flip Vertical? → 电路 / 垂直反转
Circuit / Flip Horizintal? → 电路 / 水平反转
② 工具栏图标方式,
旋转→ 垂直反转 → 水平反转 →
③ 热键方式:Ctrl+R → 旋转
例,如图3.1.2所示为一个二输入与非门的旋转、水平反转、垂直反转的调整结果。
图3.1.2
(5)元器件的复制。
要复制元器件有以下三种方式,
① 菜单方式,
菜单栏中命令为:Edit / Copy →(编辑 / 复制)、Edit / Paste→(编辑 / 粘贴)
② 工具栏图标方式,
复制→ 粘贴 →
③ 热键方式,
复制→ Ctrl+C 粘贴 →Ctrl+V
(6)元器件的删除。
要删除被选中的元器件,按键盘Delete键、或菜单命令Edit / Delete(编辑 / 删 除)和Edit / Cut (编辑 / 剪切)即可。此外,直接将元器件拖曳回其元器件库(打开状态)也可实现删除。
3.2 元器 件的 参数 设 置
在电路中,元器件的参数设置是非常重要的一个环节。通过参数调整,可以改变电路的性能指标及测试电路的工作状态等。
对于参数的调整,首先选中该元器件,然后按下工具栏中的元器件特性按钮 或双击该元器件,会弹出相关参数特性对话框,提供参数的修改。器件特性对话框具有多种选项可供设置,一般有标识(Label)、模型(Models)、数值(Value)、故障设置( Fault)、显示
(Display)、分析设置(Analysis Setup)、输入端个数(Number of? Inputs)等内容。
下面通过一个二输入与非门和一个电阻(改变电阻阻值大小)为例来说明如何改变元器件的参数。
单击门电路库,选择二输入与非门,拖动至电路工作区如图3.2.1所示,再双击二输入与非门。弹出如图3.2.1所示元器 件特性对话框。
图3.2.1? 元器件特性对话框
(1)标识项的设置(Label)。
如图3.2.1所示,该项包括标识(Label)和编号(Reference ID)两项。标识(Label)可以由用户自己赋予 与非门容易识别的标记;编号(Reference ID)一般的默认值由软件自动给出,必要时也可以自行修改,但必须保证编号的惟一性。有些元器件没有编号,如 连接点、
接地点、电压表、电流表等。
(2)模型项的设置(Models)。
图3.2.2? 与非门的模型设置
(3)元器件的数值项设置(Value)。
当某些元器件有数值大小时,例如电阻、电压源、电流源、电感、电容等,可通过改变数值(Value)对话框中的设定器件值
(Resistance)来改变它的大小。如图3.2.3为一个电阻的数值(Value)参数对话框,在器件值(Resistance )栏中可以改变电阻值的大小。
图3.2.3? 元器件数值设定
(4)元器件的故障项设置(Fault)。
EWB 5.12可以在电路仿真过程中人为设置故障点,对电路进行故障分析。如图3.2.4所示,可设置与非门1、2、3 管脚之间漏电、短路、开路状态。
Leakage→ 漏电(可调节漏电的电阻)?
Short? → 短路
Open? → 开路
None? → 无故障
图3.2.4 元器件的故障设置
<p align=left '>(5)显示选项设置(Display)。
显示(Display)选项用于设定参数标识(Lable)、元器件值(Values)、模型(Models)、编号(Refer ence ID)的显示方式。如图
3.2.5所示。默认“电路图选项”设定为如选择该项,将按照主菜单电路 (Circuit)的电路图选项子菜单项(Schemati c Options)所设定的
“Show/Hide”内容来显示元器件的各项参数。如图3.2.6所示为“电路图选项”对话框。
图3.2.5? 显示选项对话框
(6)电路图选项设置(Use Schematic Options global setting)。
选择菜单命令“电路/电路图选项(Circuit/Schematic Options)”,可见到如图3.2.6所示对话框,有 栅格(Grid)、显示/隐藏
(Show/Hide)、字型(Fonts)等选项。
① 栅格设置(Grid)。
选择使用栅格(Grid)选项,则工作区中的元器件与导线都落在栅格上,使电路图布局合理、美观。
图3.2.6? 栅格设置对话框
② 显示/隐藏设置(Show/Hide)。
如图3.2.7所示,在显示/隐藏设置(Show/Hide)对话框中可以设置是否显示标识(Show label)、编号(Sh ow reference ID)、模型(Show models)、元器件数值(Show values)、节点号(Show nodes)。该设置对整个电路图的显示有 效。如需要对某个元器件的显示做处理,可使用元器件特性的显示(Display)选项单独处理。
图3.2.7? 显示/隐藏设置对话框
③ 字型设置(Fonts)。
如图3.2.8所示,在字型设置对话框中可以设置标识(Label)、元器件数值(Values)的字体和字号。
图3.2.8? 字型设置对话框
(7)输入管脚数项设置(Number of? Inputs)。
门电路中可以根据电路的需要改变输入管脚端的个数,如图3.2.9所示,设置为一个四输入与非门,可以设置2~8个输入端。
图3.2.9? 输入管脚数设置
(8)分析设置选项(Analysis Setup)。
用于设置元器件的工作温度。图3.2.10所示为一个电阻的工作温度设定对话框。
图3.2.10 工作温度设定对话框
3.3 导线 的 编辑 操作
(1)导线的连接。
如图3.3.1所示,连接12V电源和地。将鼠标指向12V电源的端点,出现一个节点,按鼠标左键并拖动出一根导线,拉住导线并指 向地的端点使其出现小圆点,释放鼠标左键,即完成了导线的连接。

图3.3.1? 导线的连接
(2)导线颜色的改变。
双击要改变颜色的导线,可弹出Wire Properties对话框如图3.3.2(a),选择Schematic Opti ons选项并按下Set Wire Color按钮,
然后选择合适的颜色。如图3.3.2(b)。
图3.3.2? 导线颜色的改变
(3)导线的删除。
对准要删除的导线,单击鼠标右键,可得图3.3.3(a)所示菜单,选择Delete?wire即可删除导线。
对准要删除的导线的一端,按住左键拖动圆点,使导线离开元器件端点,放开左键,导线则自动删除。如 图(b)所示。
图3.3.3 导线的删除
(4)弯曲导线的调整。
如图3.3.4所示,元器件位置与导线不在同一条直线上。可以选中该元器件,然后用四个箭头键微调该元件的位置。这种微调方法也可 用于对一组选中元器件的位置调整。
图3.3.4? 弯曲导线的调
(5)导线上插入和删除元件。
如图3.3.5(a)所示,在导线中插入元器件:只要将元器件直接拖动放置在导线上,然后释放即可插入电路中,如图3.3.4( b)。删除元器件:如要删除,只需选中该稳压二极管,按Delete键即可。
图3.3.5? 导线上插入元器件
3.4 节 点 的使用
图3.4.1 节点
节点是一个小圆点,存放在基本器件库中,一个节点有上,下、左、右四个连接点可以连接来自四个方向的导线,如图3.4.1所示。 将一条导线伸展到另一条导线时会自动产生连接点,并可以赋予标识。
(1)节点的调整。
如果导线接入的节点的方向不适合,会造成导线不必要的弯曲,如图3.4.2(a)所示。可以把导线的接如点从左边改为右边,如图 3.4.2
(b)所示,整个电路就更整齐、美观。
图3.4.2 节点的调整
(2)节点的标识,编号与颜色。
在电路中,EWB自动为每个节点分配了一个编号,如图3.4.3所示。是否显示节点编号可由菜单Circuit / Schema tic Options命令的
Show / Hide对话框设置,如图3.2.7所示。或双击节点,可得出设制节点对话框,在对话框中对节点进行标识、编号与颜色的 设置。如图
3.4.4所示。
3.5 测试仪 器 的使用
测试仪器图标放置在仪器库中,使用测试仪器的步骤为,
(1) 从仪器库中拖动仪器图标到电路工作区。
(2) 把仪器图标连接到电路中的测试点。
(3) 双击仪器图标使之放大成展示面板,以便进行实验观察。
(4) 将放大的仪器拖放到适合的观察位置。
(5) 根据测试要求调整仪器上的控制“旋钮”。
(6) 开始仿真。
测试仪器的连接及参数设置的详细介绍请参阅第五章内容。
3.6 电 路的激 活
一旦创建好了电路并接上了测试仪器,就可以对电路进行特性测试仿真。若要激活电路进行仿真,可通过三种方式实现,
(1)图标按钮方式:单击窗口右上角的电源开关 。
(2)菜单方式:在Analysis菜单选择Activate。
(3)热键方式:按Ctrl+G。
如需暂停仿真电路,可单击窗口右上角的暂停按钮,恢复仿真只需再次单击暂停按钮。仿真结束后电源开关自动关闭,仿真结果显示在接入电路的测试仪器中。
仿真完成后,可以微调仪器或移动仪器到其它测试点显示测试结果。但是,如果改接了电流表或波特测试仪,就必须重新激活电路仿真。如果改变了电路的电气特性(如移走元器件、改变参数或模型等),也应再次激活电路仿真。
3.7 实验结 果的描述
实验结果的描述共分两种,分别为文字描述区和分析图描述区,
(1)文字描述区。
EWB的描述窗口能够支持中文,因此,可以将电路测试的有关内容用中文方式写入描述(Description)中,例如实验步骤,逻辑真值表、逻辑表达式等。
只要选择菜单Windows(窗口)下的Description(描述)子菜单,可出现如图3.7.1所示的文字描述区,可以将电 路测试的有关内容用中英文方式写入描述区。图3.7.1所示为一全加器的真值表。可直接把实验结果填写在描述区中,和电路共为一个文件。
(2)分析图描述区。
EWB中可存储电路过程信息,如输入、输出波形,静态工作值、动态工作值等。
选择工具栏图标中的分析图按钮,或者选择Analysis(分析)菜单下的Display graphs(图表)选项,则会弹出 分析描述图框,如图
3.7.2所示。实验的输入、输出波形等都显示在分析图框中,并可单独作为一个文件保存。
3.8 仿 真 实验 范例
例,测试如图3.8.1所示R2电阻两边的电压及电路电流I 。
步骤一:调入元器件至电路工作区。
(1)选择菜单File/New命令,或按快捷按钮,打开一个新的电路文件。
(2)单击信号源库 图标,分别选择电压源、接地点两元器件至电路工作区。
(3)单击基元器件图标,选择电阻调入电路
工作区。调出两个电阻,如图3.8.2 (a)所示。
步骤二:旋转元器件。
(1)选中两电阻,选择菜单Circuit/Rotate命令,
或单击快捷按钮,使两电阻旋转,如图3.8.2(b)
所示。
步骤三:把元器件按要求连接导线。连接结果如图3.8.2(c)所示。
步骤四:按要求设置元器件标签、大小等。设置结果如图3.8.2(d)所示。
步骤五:调入电压表、电流表,并连接好测试电路。连接结果如图3.8.2(e)所示。
步骤六:按仿真电路开始开关按钮,激活仿真电路,即可看到测量值。结果如图3.8.2(f)所示。
4.1 信 号 源 库 (Source)
EWB 5.12电子工作平台提供了丰富的、可扩充和可自定义的电子元器件。元器件根据不同类型被分成十四个元器件库,分别为信号 源库
(Source)、基本元器件库(Basic)、二级管库(Diode)、三极管库(Transistors)、模拟集成电路库(An alog ICs)、混合集成电路库
(Mixed ICs)、数字集成电路库(Didital ICs)、逻辑门电路库(Logic Gates)、触发器器件库(Dig ital)、指示器件库
(Indicators)、控制器件库(Controls)、其它器件库(Miscellaneous)、和自定义器件库(Favor ites)。这些库都以图标形式显示在主窗口界面上。
如图4.1.1所示。
图4.1.1
在设计电路时,只要单击所需的元器件库的图标,就会显示该库中所有元器件的图标,再用鼠标按在所需的元器件上,把它拖动到电路工作区内,然后放手,元器件就能够放置到你想放置的地方。若要调整所选元器件原来的缺省设置参数,只需用鼠标双击该元器件,选择
“模型”(Model)栏内的“编辑”(Edit)项,显示该元器件的参数设置对话框,供使用者进行修改和设定。若需要了解所选元器件 的性能和使用方法,可以按F1键,电路工作台将显示所需了解元器件的性能、技术参数等数据。
同时,EWB还有元器件库和元器件的创建和删除功能,自建元器件主要针对模拟电路中的一些较复杂的元器件。自建元器件有两种方法:
一种是将多个元器件库中的基本元器件组合成一个“模块”,需要使用时,将它作为一个“电路模块”直接从库中调用,该种元器件的创建可以采用“子电路”的方法实现;另一种是采用库中已有元器件,仅仅改变其内部参数。再存储到自己创建的元器件库中。
下面以表格形式依次列出EWB提供的基本元器件库的名称、参数、缺省设置值和设置范围。
4.1 信号源库(Source)
图4.1.2
信号源库内元器件图标如图4.1.2所示,具体参数如表4.1.2所示。
表4.1.2
元器件名称
参数
缺省设置值 设置范围
直流电压源 电压V 12V μV~kV
直流电流源 电流I 1A μA~kA
交流电压源
电压V
频率
相位
120V
60Hz
0
μV~kV
Hz~MHz
DEG
交流电流源
电流I
频率
相位
1A
1Hz
0
μA~kA
Hz~MHz
DEG
电压控制电压源
电压增益E 1 V/V mV/V~kV/V
电压控制电流源 互导G 1mho m?~k?
电流控制电压源 互阻H 1? m?~k?
电流控制电流源 电流增益F 1A/A mA/A~kA/A
时钟源
频率F
占空比D
电压V
1000Hz
50%
5V
Hz~MHz
0%~100%
mV~kV
调幅源
(AM源)
载波幅度Vc
载波频率Fc
调制指数M
调制频率fm
1V
1000Hz
1
100Hz
mV~kV
Hz~MHz
Hz~MHz
调频源
(FM源)
峰值幅度Va
载波频率Fc
调制指数M
调制频率fm
5V
1000Hz
1
100Hz
mV~kV
Hz~MHz
Hz~MHz
压控正弦波振荡源
输出峰值下限
输出峰值上限
控制坐标
频率坐标
-1V
1V
0;1;0;0;0V
0;1kHz;0;0;0Hz
&nasp;
压控三角波振荡源
输出峰值下限
输出峰值上限
上升时间占空比
控制坐标
频率坐标
-1V
1V
0.5
0;1;0;0;0V
0;1kHz;0;0;0Hz
压控方波振荡源
输出峰值下限
输出峰值上限
占空比
输出上升时间
输出下降时间
控制坐标
频率坐标
-1V
1V
0.5
1S
1S
0;1;0;0;0V
0;1kHz;0;0;0Hz
受控单脉冲源
时钟触发
输出低电平
输出高电平
输出延迟
输出上升时间
输出下降时间
0.5V
0V
1V
1S
1S
1S
控制坐标
脉宽坐标
0;1;0;0;0 V
0;1;0;0;0 S
分段线性源
受控分段线性源
坐标对数
X坐标
Y坐标
输入平滑区域
5
0V
0V
1%
频移键控源
峰值幅度
传号传输频率
空号传输频率
120V
10kHz
5kHz
mV~kV
Hz~MHz
Hz~MHz
多项式源的系数
常数A
系数B~K
1?
非线性相关源
4.2 基本 元器 件 库 (Basic)
图4.2.1
基本元器件图标如图4.2.1所示,具体参数如表4.2.1所示。
表4.2.1
元器件名称 参数 缺省设置值 设置范围
电阻 R 1K~M?
电容 C 1μF pF~F
电感 L 1mH μH~H
变压器
匝数比n
漏感L
磁感L
初级绕组电阻R
次级绕组电阻R
2
0.001H
5H
0?
0?
继电器
线圈电感L
导通电流I
保持电流I
0.001H
0.5A
0.025A
nH~H
nA~kA
开关 键 Space
A~Z,0~9,
Enter,Space
延迟开关
导通时间T
断开时间T
0.5秒
0秒
p秒~秒
p秒~秒
电压控制开关
导通电压V
断开电压V
1V
0V
mV~kV
mV~kV
电流控制开关
导通电流I
断开电流I
1A
0A
mA~kA
mA~kA
上拉电阻
电阻R
上拉电压V
1k?
5V
~M?
V~kV
电位器

电阻
比例设定
R
1K?
50%
A~Z,0~9
~M?
0%~100%
增量 5% 0%~100%
排电阻 电阻R 1K~M?
电压控制模拟开关
“断开”控制电平值V
“导通”控制电平值V
“断开”电阻R
“导通”电阻R
0V
1V
1T?
1?
mV~kV
mV~kV
~T?
~T?
有极电容 C 1μF μF~F
可调电容

电容C
比例设定
增量
C
10μF
50%
5%
A~Z,0~9
Enter,Space
pF~F
0%~100%
0%~100%
可调电感

电感L
比例设定
增量
L
10mH
50%
5%
A~Z,0~9
pH ~H
0%~100%
0%~100%
无芯线圈 匝数 1
磁芯
截面积A
磁芯长度I
输入平滑范围ISD
坐标对数N
磁场坐标1 H1
磁场坐标2 H2
磁场坐标H3-H15
磁通量坐标1 B1
磁通量坐标2 B2
磁通量坐标
B3-B15
1m
1m
1%
2
0Atums/m
1.0Atums/m
0Atums/m
0Wb/m
1.0Wb/m
0Wb/m
见附录四
非线性变压器
初级绕组N1
初级电阻R1
初级漏感L1
次级绕组N2
次级电阻R2
次级漏感L2
截面积A
磁芯长度L
输入平滑范围ISD
坐标对数N
磁场坐标1 H1
磁场坐标2 H2
1
1e-06?
0.0H
1
1e-06?
0.0H
1.0m
1.0m
1.00%
2
0Atums/m
4.3 二 极 管 库 (Diode)
二极管库的元器件图标如图4.3.1所示,具体参数如表4.3.1所示。
图4.3.1
表4.3.1
元器件名称 缺省设置值 设置、选择范围
二极管 理想状态 General,Motorol,National,Zetex,Philips
稳态二极管 理想状态 General,Motorol,Philips
LED发光二极管 理想状态?
全波桥式整流器 理想状态 Motorol,National,Zetex,Philips,Internat
肖特基二极管 理想状态 ECG
可控硅整流器 理想状态 2N X X,BT X X,C X X,MCR X X,S X X
双向可控硅 理想状态 EGC,MOTOROLA
三端双向可控硅 理想状态 2N X X,MAC X X,BT X X
4.4 三 极 管 库 (Transistors)
三极管库元器件图标如图4.4.1所示,具体参数如表4.4.1所示。
表4.4.1
元器件名称 缺省设置值 设置、选择范围
NPN三极管 理想 Motorol,National,Zetex
PNP三极管 理想 Motorol
N沟道结场效应管 理想 National
P沟道结场效应管 理想 National,Philips
三端耗尽型N沟道MOSFET 理想 Philips
三端耗尽型P沟道MOSFET 理想?
四端耗尽型N沟道MOSFET 理想?
四端耗尽型P沟道MOSFET 理想?
三端增强型N沟道MOSFET 理想 Motorol,,Zetex,Internat
三端增强型P沟道MOSFET 理想 Motorol,,Zetex,Internat,Philips
四端增强型N沟道MOSFET 理想?
四端增强型P沟道MOSFET 理想?
N沟道砷化镓FET 理想?
P沟道砷化镓FET 理想?
4.5 模 拟 集成 元器 件 库 (Analog ICs)
模拟集成电路库元器件图标如图4.5.1所示,具体参数如表4.5.1所示
图4.5.1
表4.5.1
元器件名称 缺省设置值 设置、选择范围
三端运算放大器 理想
HA ××,LF××,LH××,LM××,LP ××,LT××
MC ××,MISC ××,OPA××,OP××,ANALOG,
BUR××,COMLINEA,ELANTEC,HARRIS,
五端运算放大器 理想
HA ××,LF ××,LH ××,LM ××,LP ××,LT × ×
MC ×× MISCEL,OPA ××,ANALOG,BURR,
COMLNEAR,ELANTEC,HARRIS,LINEAR,
七端运算放大器 理想
ANALOG,BURR,COMLNEAR,ELANTEC,
LINEAR,TEXAS
九端运算放大器 理想 ANALOG,COMLNEAR,ELANTEC,LINEAR,TEXAS
电压比较器 理想?
锁相环电路 理想?
4.6 混 合集成 元器 件 库 (M ixed ICs)
混合集成元器件库元器件图标如图4.6.1所示,具体参数如表4.6.1所示。
图4.6.1
表4.6.1
元器件名称 缺省设置值 设置、选择范围
A/D转换器
输入:电压
输出:八位二进制数
理想 CMOS,MISC,TTL
D/A(U)转换器
输入:八位十进制数
输出:电压
理想 CMOS,MISC,TTL
D/A(I)转换器
输入:八位十进制数
输出:电流
理想 CMOS,MISC,TTL
单稳态触发器 理想 CMOS,MISC,TTL
555电路 理想?
4.7 数 字集成 元器 件 库 (Didital ICs)
数字集成元器件库图标如图4.7.1所示,具体参数如表4.7.1所示。
表4.7.1
74xx系列集成电路
741xx系列集成电路
元器件名称 缺省设置值 设置、选择范围
74xx 理想 7400~7493
741xx 理想 74107~74199
742xx 理想 74238~74298
743xx 理想 74350~74395
744xx 理想 74445~74466
4xxx 理想 4000~4556
型号 功能 型号 功能
7400 4重2输入与非门 7433 4重2输入集电极开路输出或非门
7402 4重2输入或非门 7437 4重2输入与非门
7403 4重2输入集电极开路输出与非门 7438 4重2输入集电极开路输出与非门
7404 6重非门 7439 4重2输入集电极开路输出与非门
7405 6重集电极开路输出非门 7440 2重4输入与非门缓冲器
7406 6重集电极开路输出非门 7442 4线BCD—10线十进制译码器
7407 6重集电极开路输出缓冲器 7445 4线BCD—10线十进制译码器/驱动器
7408 4重2输入与门 7447 BCD—7段译码器/驱动器
7409 4重2输入集电极开路输出与门 7451 2重与或非门
7410 3重3输入与非门 7454 4组2输入与或非门
7411 3重3输入与门 7455 2组4输入与或非门
7412 3重3输入集电极开路输出与非门 7469 2重4位十进制/二进制计数器
7414 6重施密特触发器反相器 7472 与输入JK触发器(附复位端和预置端)
7415 3重3输入集电极开路输出与门 7473 2重JK触发器(附复位端)
7416 6重集电极开路输出反相器 7474 2重边沿D触发器(附复位端和预置端)
7417 6重集电极开路输出缓冲器 7475 4位锁存器
7420 2重2输入与非门 7476 2重JK触发器(附复位端和预置端)
7421 2重4输入与门 7477 4位锁存器
7422 2重4输入集电极开路输出与门 7478 2重JK触发器(附预置、复位和公告时钟端)
7425 2重4输入或非门(附选通端) 7486 4重2输入异或门
7426 4重2输入集电极开路输出与非门 7490 十进制计数器
7427 3重3输入或非门 7491 8位移位寄存器
7428 4重2输入或非门 7492 十二进制计数器
7430 8输入与非门 7493 4位二进制计数器
7432 4重2输入或门
型号 功能 型号 功能
74107 2重JK触发器(附复位端) 74157 四2—1线数据选择器
74109 2重上升沿JK触发器(附复、置位端) 74158 四2—1线数据选择器
74112 2重JK触发器(附复、置位端) 74159 4—16线译码器
74113 2重JK触发器(附置位端) 74160 BCD计数器(附复位端和预置端)
74114 双JK触发器(附置位公共复位和时钟端) 74162 BCD计数器(附复位端和预置端)
74116 2重4位锁存器(附复位端) 74163 二进制计数器(附复位端和预置端)
74125 4重3态总线缓冲器 74164 8位移位寄存器
74126 4重3态总线缓冲器 74165 8位移位寄存器
74132 4重2输入与非门施密特触发器 74166 8位移位寄存器
74133 13输入与非门 74169 二进制加/减计数器(附预置端)
742xx系列集成电路
743xx系列集成电路
744xx系列集成电路
4xxx系列集成电路
74134 12输入3态与非门 74173 4位寄存器(3状态)
74138 3—8线译码器 74174 6重D触发器
74139 2重2—4线译码器 74175 4重D触发器
74145 BCD—十进制译码驱动器 74181 算术逻辑单元
74147 10—4线优先编码器 74190 BCD加/减计数器(附预置端)
74148 8—3线优先编码器 74191 二进制加/减计数器(附预置端)
74150 16—1线数据选择器 74192 4位加/减计数器
74151 8—1线数据选择器 74194 4位双向移位寄存器
74153 2重4—1线数据选择器 74195 4位移位寄存器
74154 4—16线译码器 74198 8位移位寄存器
74155 双2—4线译码器 74199 8位移位寄存器
74156 双2—4线译码器
型号 功能 型号 功能
74240 八进制3状态总线反相器 74258 4重3状态2—1线数据选择器
74241 八进制3状态总线缓冲器 74273 8重D触发器
74244 八进制3状态总线缓冲器 74280 9位奇偶发生器/校验器
74251 3状态8—1线数据选择器 74290 十进制计数器
74253 2重3状态4—1线数据选择器 74293 二进制计数器
74257 4重3状态2—1线数据选择器 74298 四位二输入调制寄存器
型号 功能 型号 功能
74350 4位3状态移位器 74373 八进制3状态D锁存器
74352 2重4—1线数据选择器 74374 八进制3状态D触发器
74353 2重3状态4—1线数据选择器 74375 4位D锁存器
74365 6重3状态总线缓冲器 74377 8位D触发器
74367 6重3状态总线缓冲器 74378 8位D触发器
74368 6重3状态总线反相器 74379 4位D触发器
型号 功能 型号 功能
74445 4—10线译码驱动器 74466 八进制3状态总线缓冲器
74465 八进制3状态总线缓冲器
型号 功能 型号 功能
4000 2重3输入或非门和反相器 4069 6重反相器
4001 4重2输入或非门 4070 4重异或门
4002 2重4输入或非门 4071 4重2输入或门
4008 并行进位输出的4位全加法器 4072 2重4输入或门
4009 6重非门 4073 3重3输入与门
4010 6重缓冲器 4075 3重二输入或门
4011 4重2输入与非门 4076 4位D型寄存器
4012 2重4输入与非门 4077 4重异或非门
4013 2重D触发器(附复位端和预置端) 4078 8输入或非门
4014 八级同步移位寄存器 4081 4重2输入与门
4015 2重四级移位寄存器 4082 2重4输入与门
4017 10译码器输出的约翰逊十进制计数器 4085 2重2路2输入与或非门
4019 4重与/或选择门 4086 可扩展的4路2输入与或非门
4023 3重3输入与非门 4093 4重2输入与非门施密特触发器
4024 七级二进制脉动计数器 40106 6重施密特触发器
4025 3重3输入或非门 4502 具有选通端的6重反相器
4027 2重JK触发器(附复`置位端) 4503 6重正相3态缓冲器
4028 4—10线译码器 4508 2重4位锁存器
4030 4重异或门 4510 二进制码的十进制加减计数器
4040 十二级二进制脉动计数器 4512 8选1数据选择器
4041 4重真或补码缓冲器 4514 4位锁存器(4—16线译码器)
4042 4重时钟D锁存器 4515 4位锁存器(4—16线译码器)
4043 4重或非门复位或置位锁存器 4516 二进制加减计数器
4044 4重或非门复位或置位锁存器 4518 2重BCD加法计数器
4049 6重缓冲器或转换器 4520 2重二进制加法计数器
4050 6重缓冲器或转换器 4532 8位优先译码器
4066 4重双向开关 4556 2重二进制4选1译码器
4068 8输入与非门
4.8 逻辑 门元器 件 库 (Logic Gates)
图4.8.1
逻辑门电路库元器件图标如图4.8.1所示,具体参数如表图图4.8.1所示。
表4.8.1
元器件名称 缺省设置值 设置、选择范围
与门 理想 CMOS,MISC,TTL 输入端:2~8
或门 理想 CMOS,MISC,TTL 输入端:2~8
与非门 理想 CMOS,MISC,TTL 输入端:2~8
或非门 理想 CMOS,MISC,TTL 输入端:2~8
非门 理想 CMOS,MISC,TTL
异或门 理想 CMOS,MISC,TTL 输入端:2~8
同或门 理想 CMOS,MISC,TTL
缓冲器 理想 CMOS,MISC,TTL
三态缓冲器 理想 CMOS,MISC,TTL
4.9 数 字 元器 件 库 (Digital)
数字元器件库图标如图4.9.1所示,具体参数如表4.9.1所示。
图4.9.1
表4.9.1
元器件名称 缺省设置值 设置、选择范围
半加器 理想 CMOS,MISC,TTL
全加器 理想 CMOS,MISC,TTL
RS触发器 理想 CMOS,MISC,TTL
JK触发器(正向异步置零) 理想 CMOS,MISC,TTL
JK触发器(反向异步置零) 理想 CMOS,MISC,TTL
D触发器 理想 CMOS,MISC,TTL
D触发器(反向异步置零) 理想 CMOS,MISC,TTL
选择器集成电路 理想 74?,4×
分配器集成电路 理想 74?,4×
编码器集成电路 理想 74?,4×
运算器集成电路 理想 74?,4×
计数器集成电路 理想 74?,4×
寄存器集成电路 理想 74?,4×
触发器集成电路 理想 74?,4×
4.10 指 示元器 件 库 (Indicators)
指示元器件库元器件如图4.10.1所示,具体参数如表4.10.1所示。
图4.10.1
表? 4.10.1
元器件名称 缺省设置值 设置,选择范围
电压表
内阻:1M?WWW
测试:直流
1?~999.99T?
交流、直流
电流表
内阻:1n?
测试:直流
1p?~999.99?
交流、直流
灯泡
Pmax=10W
Vmax=12V
W~kW
V~kV
彩色指示灯 红色 红色、蓝色、绿色
七段数码管 理想 CMOS,MISC,TTL
译码数码管 理想 CMOS,MISC,TTL
蜂鸣器
频率:200Hz
电压:9V
电流:0.05A
条形光柱
正向电压:Vf,
2V
Vf处电流:0.03A
正向电流:0.01|A
译码条形光柱
最低段最小导通电压:1V
最高段最小导通电压:10V
4.11 控制 元器 件 库 (Controls)
控制元器件库如图4.11.1所示,具体参数如表4.11.1所示。
图4.11.1
表4.11.1
元器件名称 缺省设置值
电压微分器
增益K:1V/V
输出失调电压Vooff:0V
输出下限Vl:-1e+12
输出上限Vu:1e+12
上下限范围Vs:1e-06
电压 积分器
输入失调电压VIoff:0V
增益K:1V/V
输出下限Vl:-1e+12
输出上限Vu:1e+12
上下限范围Vs:1e-06
输出初始条件Voiv:0V
电压增益模块
增益K:1V/V
输入失调电压VIoff:0V
输出失调电压Vooff:0V
传递函数模块
输入失调电压VIoff:0V
增益K:1V/V
积分器初始条件VINT:0V
非归一化角频率 ω:1
乘法器
输出增益k:0,1V/V
输出off:0
Y偏移Yoff:0
Y增益Y k:1V/V
X偏移Xoff:0
X增益X k:1V/V
输出增益k:1V/V
输出失调Voff:0V
除法器
Y偏移Yoff:0
Y增益Y k:1V/V
X偏移Xoff:0
X增益X k:1V/V
X下限Xlowlin:100PV
X平滑范围XSD:100PV
三端电压加法器
输入A失调电压VAoff:0V
输入B失调电压VBoff:0V
输入C失调电压VCoff:0V
输入A增益Ka:1V/V
输入B增益Kb:1V/V
输出增益Kout:1V/V
电压限幅器
输出失调电压Voff:0V
增益K:1V/V
输出电压下限VI:0V
输出电压上限Vu:1V
上下范围:1e-06
压控限幅器
输入失调电压VIoff:0V
增益K:1V/V
输出上 δ:0V
输出下 δ:0V
上下平滑范围ULSR:1 μV
电流限幅器
输入失调Voff:0V
增益K:1V/V
源电阻Rsrc:1?
灌电阻Rsink:1?
电流源极限Isrcl:10mA
电流沉降极限:10mA
上下电源平滑范围ULSR:1 μA
源电流平滑范围ISrcSR:1nA
灌电流平滑范围ISnkSR:1nA
内/外电压平滑范围:1nA
电压滞回模块
输入低电平ViL:0V
输入高电平VfH:1V
迟滞值:0.1H
输出下极限VOL:0V
输出上极限VOH:1V
输入平滑范围%ISD:1
电压变化率模块
最大上升区域值RSmax:1GV/S
最大下降区域值FSmax:1GV/S
4.12 其 它 器 件 库 (Miscellaneous)
其它器件库元器件如图4.12.1所示,具体参数如表4.12.1所示。
图4.12.1
表? 4.12.1
元器件名称 缺省设置值 设置,选择范围
熔断器?最大电流Imax:1A?
数据写入器
子电路网表? ANALOG,ELANTEC,
LINEAR
有损传输线 传输线长度Len:100m
单位长度电阻Rt:0.1?
单位长度电感Lt:1e-06H
单位长度电容Ct:1e-12F
单位长度电导Ct:1e-12s
断点控制REL:1
断点控制ABS:1
BELDEN
无耗传输线
标称阻抗Z0:100?
传输时间延迟Td:1e-09s
BELDEN
晶体
动态电感LS:0.00254648H
动态电容CS:9094718e-14f
串联电阻:6.4?
并联电容Co:2.4868e-11F
RALTUON,ECLIPTEK
直流电机
电枢电阻Ra:1.1?
电枢电感La:0.001H
励磁电阻Rf:128?
励磁电感Lf:0.001H
轴磨擦Bf:0.01Nms/rad
机械旋转惯性J:0.01Nms/rad
额定旋转速度nn,1800PRM
额定电枢电压Van:115V
额定电枢电流Ian:8.8A
额定场电压Vfn:115V
负载转矩TI:0Nm
真空三极管
阳极—阴极电压Vpk:250V
栅极—阴极电压V gk:-20V
阳极电流Ip:0.01A
放大因子 μ:10
栅极—阳极电容C gk:2e-12F
阳极—阴极电容C gk:2e-12F
栅极—阴极电容C gk:2e-12F
MISC,VACMTUB
开关式升压变压器
滤波器电感L:500 μH
滤波器电感的ESR R:10m?
开关频率Fs:50kHz
开关式降压变压器
滤波器电感L:500 μH
滤波器电感的ESR R:10m?
开关频率Fs:50kHz
开关电源升降变压器
滤波器电感L:500 μH
滤波器电感的ESR R:10m?
开关频率Fs:50kHz
5.1 数 字 万 用表 (Multimeter)
在EWB 5.12版本的测试仪器库中有七种测试仪器,如图5.1.1所示,分别为数字万用表(Multimeter)、函数信号 发生器(Function
Generator)、双踪示波器(Oscilloscope)、波特测试仪(Bode Plotter)、字信号发生器(Word Generator)、逻辑分析仪(Logic
Analyzer)、逻辑转换仪(Logic Converter)。在一个文件中七种测试仪器分别只能使用一次。
图5.1.1 测试仪器库
5.1? 数字万用表(Multimeter)
数字万用表可以测量电压、电流、电阻和电路中两测试点之间的分贝损失。图5.1.2(a)、(b)表示数字万用表的图标、面板。

如图5.1.2(b)所示,各测试选择功能如下,
① 档位选择:/ A / V / W / DB / 依次对应为 / 电流档 / 电压档 / 电阻档 / 分贝损失。
② 交直流选择:/ ~ / — / 依次对应为 / 测交流 / 测直流 /
③ 参数设置:单击Settings按钮,可弹出图5.1.3所示对话框,可设置数字万用表内部的电流档内阻、电压档内阻、电阻档 内阻和分贝标准电压的参数。
注意:因为仪器库中的仪表在一个电路中只能用一次,如果要在电路中多处测量电压、电流等,建议使用指示器件库中的电压表和电流表,那样就不受数量限制,方便好用。
5.2 函 数 信 号 发 生 器(Function Generator)
函数信号发生器图标和面板分别如图5.2.1(a)、(b)所示,可产生正弦波、三角波、方波三种电压信号,可调节的参数有频率
(Frequency)、占空比(Duty cycle)、振幅(Amplitude)、直流电平偏置(Offset)。
图5.2.1 函数信号发生器图标、面板
(1)函数信号发生器的连接。
如图5.2.1(a)所示,
① 正端:表示输出信号对Common端向外输出正向信号。
② 负端:表示输出信号对Common端向外输出负向信号。
③ Common端:Common端提供了输出信号的参考电平,使用中一般应接地。
(2)函数信号发生器的调节。
如图5.2.1 (b)所示,
① 信号选择:提供了正弦波、三角波、方波。
② 频率:调节范围为(1Hz~999MHz)。
③ 占空比:调节范围为(1%~99%)。
④ 电压幅度:指偏置电压到其峰值电压,调节范围为(1V ~ 999kV)。
⑤ 电压偏置:表示在输出的信号上叠加一个直流分量(偏置电压单位与信号电压幅度
单位相同),调节范围为(-999 kV ~ 999kV)。
5.3 双 踪 示 波 器(Oscilloscope)
双踪示波器图标如图5.3.1所示,面板如图5.3.2所示。EWB的示波器外观及操作与实际的双踪示波器相似,可同时显示A,B两信号的幅度和频率变化,并可以分析周期信号大小、频率值以及比较两个信号的波形。
(1)示波器的连接
如图5.3.1所示,
① A(B)通道输入:信号A(B)接入端。
② 信号接地端:A、B两信号的公共端,如果不接,则默认该公共端接地。
③ 外接触发端。
(2)示波器的调节。
如图5.3.2所示,
① 时基控制(Time base),如图5.3.3所示。
● X轴刻度(s/div):控制示波屏上的横轴,即X轴刻度(时间/每格),调节范围为(0.10ns/div ~ 1s/di v)。
● Y轴偏移(X position):控制信号在Y轴的偏移位置,调节范围为(-5 ~ 5)。
X=0:信号起点为示波器屏幕的最左边;
X>0:信号起点右移;
X<0:信号起点左移。
● 显示方式:共有三种,分别为,
Y /T,幅度 / 时间,横坐标轴为时间轴,纵坐标轴为信号幅度。
B /A,B电压 / A电压,
A /B,A 电压 / B电压。
② A(B)信号通道控制调节,如图5.3.4所示。A、B通道调节方法一样。
● Y轴刻度:设定Y轴每一格的电压刻度,调节范围为(0.01mV/Div ~5kV/Div)。
● Y轴偏移:控制示波器Y轴方向的原点。Y=0,垂直原点在屏幕的垂直方向的中
点;Y>0时,原点上移;Y<0,原点下移。调节范围为(-3 ~ 3)。
● 输入显示方式(AC / 0 / DC),
AC方式:仅显示信号的交流成分;
0方式:无信号输入;
DC方式:显示交流和直流信号之和。
③ 触发控制(Tigger),如图5.3.5所示。
● 触发方式:上升沿触发和下降沿触发;
● 触发信号选择,
Auto按钮:自动触发;
A按钮,A通道触发;
B按钮,B通道触发;
Ext按钮,外触发。
如果希望尽可能显示波形或希望显示的波形平坦,一般选用Auto。
(3)示波器的接地(Ground)。
一般情况下,示波器的参考点设定为接地。在使用中,示波器的接地端可不接;但是,测试电路中必须有接地点,否则示波器不能正确显示。如果要在测量中让示波器使用其它点(电平)作参考点,则必须将该参考点接到示波器的“接地”端Ground。
(4)面板展开显示(Expand)。
单击扩展按钮(Expand按钮),可将示波器屏幕扩展开来显示,并可准确读出波形数值。如图5.3.6,可以拖动红色指针1和 蓝色指针2
至合适位置,可直接在面板下方读出指针1和指针2所对应波形的时间和电压,以及指针1和指针2之间的时间和电压差。
图5.3.6 双踪示波器扩展面板
例:如图5.3.7所示,用示波器测试时钟信号信号源E1和交流信号源E2。
(1)信号源库中调出时钟信号源E1、交流电压源E2和示波器,并照图5.3.7所示连接好导线。E1参数设置为频率F = 5 0Hz、占空比
D=50%、交流电压源E2,E2参数设置为电压v=5V、频率F=50Hz、初相位f=0。
(2)为更好地区别两个信号的显示波形,把E1信号源与示波器的连接导线设置为红色(双击元器件或连线即可设置其参数),E2与 示波器的连接导线设置为蓝色。
(3)单击示波器图标,再单击Expand按钮,弹出示波器面板,调整时基控制(Time base)的X轴刻度设置为5.00 ms/div、信号A和B通道的Y轴设置为5v/div,启动电路仿真开关,按图所示调节指针,即可得到图5.3.8所示波形。
(4)停止仿真,可从示波器面板上读出测试的波形数据。
指针1所对应的数据值:T1=1.0401S、VA1 =0V、VB1 =124.3943mV;
指针2所对应的数据值:T2=1.0601S、VA2 =0V、VB2 =124.3943 mV;
指针1、2所对应的数据值差,
周期T2 - T1 = 1.0601S,
指针1对应的电压差:VA2 -VA1 = 0V,
指针2对应的电压差:VB1 - VB2 = 2.4944e-13V。
一般情况下,示波器连续显示并自动刷新所测量的波形。如果希望仔细观察和读取波形数据,可以在电路菜单栏Analysis的分析 选项
Analysis Options中选择Pause after each Screen选项(示波器屏幕满暂停,当显示波形到屏幕右 端时,分析会自动暂停。如要恢复运行,
可单击Pause按钮或F9键)。
5.4 波特 测试仪 (Bode Plotter)
波特测试仪图标和面板如图5.4.1和图5.4.2所示,用于分析电路的频率与相频特性,可测量输入与输出的幅度比(电压 增益)、相位差。
(1)波特测试仪的连接。
波特测试仪根据设定产生自身的频率谱,交流信号源的频率对测量无影响,但是分析时必须接入一个交流信号源。如图5.4.1所示,测 量前,将波特测试仪的输入端“IN”的“+”端和“-”端接到电路的输入电压Ui,输出端“OUT”的“+”端和“-”端接到电路的输出 电压
Uo。
(2)波特测试仪的调试。
如图5.4.2所示,
① 幅(相)频特性选择。
●?magnitude按钮:设定为幅频特性;
●?phase按钮:设定为相频特性。
② 垂直坐标范围设定。
③ 水平坐标范围设定同垂直坐标范围设定相同,
5.5 字信 号 发 生 器(Word Generator)
字信号发生器图标和面板如图5.5.1(a)、(b)所示,能够产生一组16路(位)二进制字信号传送给逻辑电路工作。在字信号 编辑区,
16路(位)二进制信号以4位16进制数编辑与保存。可以保存1024条信号,地址编号为0 ~ 3FF。
(1)字信号发生器的连接。
字信号发生器的连接如图5.5.1所示,左边接高位,右边接低位。
(2)字信号发生器的调节。
① 字信号地址编辑,如图5.5.2所示,
●?Edit按钮:显示当前正在编辑的字信号的地址;
●?Current按钮:显示当前正在编辑的字信号的地址;
●?Initial按钮:显示一个循环的首地址;
●?Final按钮:显示一个循环的末地址 。

② 输出方式选择,
如图5.5.3所示,
●?Cycle按钮,循环方式输出(按Ctrl+T停止);
●?Burst按钮,单幀方式输出;
●?Step按钮,单步方式输出;
●?Breakpoint:可以设置某一个特定的字信号为中断点,当用Burst或Cycle输出方
式运行至该位置时输出就会暂停;
●?Pattern…按钮:字信号编辑,可对字信号进行自动设置,如图5.5.4所示:
例,如图5.5.5连线,要求译码显示器按如下要求显示结果。

(1)从显示器件库和仪器库中分别调出七段译码显示器和字信号发生器,并按照图5.5.5所示连接好线路;
(2) 字信号图标,弹出面板,再单击Pattern按钮,出现图5.5.4所示对话框,选择Up counter(按递增编码),按Accept。
(3)在面板上设置参数Initial(起始值)为0000、Final(末值)为0009、Frequency(频率)设为1H z;
(4)分别用循环方式(单击Cycle按钮)、单幀方式(单击Burst按钮)、单步方式(连续单击Step按钮)三种方式演示看 看有什么不同。
(5)改变Frequency(频率)参数的设置,看看显示有什么不同。
5.6 逻辑 分析 仪 (Logic Analyzer)
逻辑分析仪图标和面板如图5.6.1(a)、(b)所示,逻辑分析仪的主要用途是对数字信号的高速采集和时序分析,可用来同时记 录和显示16路逻辑信号,分析输出波形。
(1)字信号地址编辑。
如图5.6.2所示连线,就可连接好逻辑分析仪。双击图标,展开面板,可显示出时钟信号的输出波形。
(2)采样时钟设置。
单击采样时钟按钮,弹出如图5.6.3所示对话框。该对话框用于对波形采集的控制时钟进行设置。
① 触发沿方式:上升沿有效(Positive)、下降沿有效(Negative)。
② 触发选择:外触发(External)、内触发(Internal)。
③ 内时钟频率:可以改变选择内触发时的内时钟频率。
④ 时钟限定:决定输入信号对时钟信号的控制,当设置为“X”时,表示只要有信号到达,逻辑分析仪就开始对波形的采集;当设置为
“1”时,表示时钟控制输入为1时逻辑分析仪开始进行波形的采集;当设置为“0”时,表示时钟控制输入为0时逻辑分析仪开始进行波形的采集。
⑤ 触发设置:触发前数据点数(Pre-trigger samples)、触发后数据点数(Post-trigger samp les)、触发门数(Threshold
voltage)。
(3)触发模式设置。
单击触发模式设置按钮,弹出如图5.6.4所示对话框。对话框中可以输入A、B、C三个触发字。三个触发字的识别方式可以通过进行 选择,分为以下八种组合情况;
例,用逻辑分析仪测试频率为1000Hz、占空比为50%的时钟脉冲信号。
(1)从元器件库和仪器库中分别调出时钟脉冲信号和逻辑分析仪,按图5.6.2所示连接好电路;
(2)双击时钟脉冲信号源,把信号频率参数设为1000 Hz、占空比为50%;
(3)双击逻辑分析仪图标,展开逻辑分析仪面板,调节面板上的时间刻度设置为2,按“启动”按钮使电路开始仿真,仿真波形图如图
5.6.2所示;
(4)调节面板上的读数指针1和指针2至相差一个周期位置,如图图5.6.1所示;
(5)从指针处读数框中可以得到测试数据,T1对应时刻为19.5ms,T2对应时刻为20.5ms,波形周期为T1-T2 = 1ms。
5.7 逻辑转换仪 (Logic Converter)
逻辑转换仪是EWB 5.21特有的仪表,在数字电路中是一个非常实用的测试仪器。图标和展开面板如图5.7.1所示。可用来完成 真值表、逻辑表示式和逻辑电路三者之间的相互转换。
(1)字信号地址编辑
(2)输入真值表功能
逻辑转换仪器还有输入真值表的功能。可根据设计要求编写真值表,并由此得出逻辑最简表达式和逻辑电路图。
① 单击逻辑转换仪顶部的输入符号确定所需的输入端,如图5.7.2(a)所示,设置了A、B、C三个输入信号,并按二进制方式显 示输入状态。
② 根据电路的设计要求可以对应输入状态相应的输出值,可设置为0、1、X(X表示任意,可为0,也可为1),如图5.7.2(b )。
例,用逻辑转换仪测试三输入与非门的逻辑功能。
(1)按图5.7.3(a)所示连线,双击图标展开面板如图5.7.3(b)所示。
电路→真值表:单击此按钮,则逻辑电路的真值表将显在“真值表” 显示区。然后,可以把它转换成其它形式。
真值表→逻辑表达式:单击此按钮,则真值表对应的逻辑表达式将显示在“表达式与最简式”显示区。
真值表→最简逻辑表达式:单击此按钮,则真值表对应的最简逻辑表达式将显示在“表达式与最简式”显示区。
逻辑表达式→真值表:单击此按钮,则“表达式与最简单式”
显示区的逻辑表达式对应的真值表将显示在“真值表”显示区。
逻辑表达式→电路:单击此按钮,则相应的逻辑电路将显示在电路工作区。
逻辑表达式→与非门电路:单击此按钮,则相应的由与非门组成的逻辑电路将显示在电路工作区。
(2)单击“电路→真值表”按钮 →显示三输入与非门的真值表。
(3)单击“逻辑代数表达式→最简式”按钮→显示最简式。
注意:A`表示?,A`+B`+C`=?+? +? =? 。
(4)单击“表达式 →电路”按钮 → 显示图5.7.3(c)所示由基本逻辑门组成的三输入与非门电路。
(5)单击“表达式 → 与非门电路”按钮 → 显示如图5.7.3(d)所示二输入与非门
组成的三输入与非门电路。
如果已知表达式Y=A`B`C`,该如何操作得出真值表?试一试。
5.8 几 种 常用的 测试,指 示 仪 器
除上面介绍的实验仪器以外,在进行EWB电路实验时,还经常用到指示仪器库中的电压表、电流表、彩色指示器、七段数码管和译码数码管,如图5.8.1所示。下面简单介绍这几种仪器的使用方法。
(1)电压表、电流表。
指示仪器库中有两种测试仪表:电压表(Voltmeter)和电流表(Ammeter)。如图5.8.2所示,从指示仪器库中调出 电压表(电流表)
后,按右键单击电压表(电流表)可出现编辑菜单,选择Rotate可设置电压表(电流表)横向方式接入和竖向方式接入。并且浅线条的一 边为表的正极,深的一边为负极。一个文件中电压表和电流表可多次使用。
(2)彩色指示器。
用于数字电路状态测试,当接入为高电平(逻辑1)时发光,不需要外接电阻或接地。在仿真数字电路时,可以用来监视电路各点的逻辑状态。显示颜色有红(Red Probe)、绿(Green Probe)、蓝(Blue Porbe)三种。
(3)七段数码管。
电路工作时,七段数码管显示输入的状态(图标如图5.8.3),从左到右七个端分别控制a~g共七个显示段。当输入为1时,相应的 段发光。a~g七个显示段相对应位置如图5.8.4所示。
(4)译码数码管。
译码数码管比七段数码管使用方便,如图5.8.5所示,它仅需要四个二进制输入,每一组四位二进制输入后,将其译码为对应的十六进 制数字显示出来。
6.1 直流 ( 静 态 )工 作 点 分析 (DC Operating Point Analysis)
EWB软件对电路有六种基本分析方法,分别为直流静态工作点分析、交流频率分析、瞬态分析、傅立叶分析、嘈声分析、失真分 析,
另有参数扫描分析、温度扫描分析、零—极点分析、传递函数分析、直流和交流灵敏度分析、蒙特卡罗分析、最差情况分析等七种高级分析功能。本章只简单为大家介绍直流静态工作点分析、交流频率分析、瞬态分析、傅立叶分析四种基本分析方法。
6.1?直流(静态)工作点分析(DC Operating Point Analysis)
在进行直流(静态)工作点分析时,电路中的交流源将被置为零,电感短路,电容开路,电路中的数字元器件将被视为高阻接地。
这种分析方法对模拟电路非常适用。下面以一道例题来做讲解。
例,图6.1.1所示为一单管共射放大电路,求各个节点直流电压。
分析步骤,
(1)打开一个新文件,在电子工作区上创建如图6.1.1(a)所示电路。选择菜单栏Circuit(电路)中的Schemati c Options(作图选项),选定Show Node选项为选中状态,则电路中的节点标志显示在电路中,如图5.1.1(b)所示。
(2)选择菜单栏Analysis(分析)中的DC Operating Point Analysis(直流工作点分析)选项,则软件会自动把电路中所有的节点电压数值和电源支路的电流数值显示在菜单栏Analysis(分析)中的Display Graph(显示图)中。
(3)选择菜单栏Analysis(分析)中的Display Graph(显示图),或单击工具栏图标中的分析图快捷按钮,可看 到分析结果,如图
6.1.2所示。在进行直流工作点分析时,电路中的数字元器件将被视为高阻接地。
由图6.1.2可知各节点电压值,
V1= 5.0153V, V2=12 V,
V3=824.48118V, V4=0V,
V5= 0V,
电源支路的电流数值:I = -7.05455mA。
6.2 交流 频 率分析 (AC Frequency Analysis)
交流频率分析,即分析电路中某一节点的频率特性。分析时,电路中的直流源将自动置零,交流信号源、电容、电感等均处于交流模式,输入信号也设定为正弦波形式。无论输入是何交流信号,在进行交流频率分析时,会自动把它作为正弦信号输入。因此,输出响应也是该电路的交流频率的函数。
例,如图6.2.1所示,同样为一单管共射放大电路,求节点1的交流频率特性,即节点1的幅频特性和相频特性。
分析步骤,
(1)创建如图6.2.1所示电路,确定输入信号的幅度为5V、相位为0,选择菜单栏Analysis(分析)中的AC freq uency(交流频率),则弹出图6.2.2所示对话框,其各参数说明如表6.2.1所示。
`
表 6.2.1
(2)选择需分析的电路节点1,确定分析的起始频率(Start Frequency)、终点频率(End frequency),扫描方式(Sweep type)、
显示点数(Number of points)、垂直尺度(Vertical scale)。
(3)点击Simulate(仿真)按钮,可得到如图6.2.3所示节点1的幅频特性和相频特性波形。
交流频率分析 缺省设置 含义和设置要求
扫描起始频率 1Hz 起始频率
扫描终止频率 10GHz 终止频率
扫描形式 10倍 10倍/线性/8倍
显示点数 100 对线性而言,起始至终止间的点数
垂直刻度 Log(对数) 线性/对数/十进制
被分析节点? 被分析的节点
6.3 瞬 态 分析 (Transient Analysis)
瞬态分析,也称为时域暂态分析,是指电路中某一节点的时域响应,即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,电容和电感都是能量储存模式元件。瞬态分析对话框和各参数说明如图6.3.1和表
6.3.1所示。
表 6.3.1? 瞬态分析参数说明
例,图6.3.2所示微分电路,试分析输入信号选择矩形波时该电路输出节点1的瞬态波形。
分析步骤,
(1)创建进行分析的电路如图6.3.2所示,选择菜单栏Analysis(分析)中的Transient(瞬态分析)。根据对话 框的要求,设置参数。
(2)点击Simulate(仿真)按钮,得到如图6.3.3所示节点1的瞬态波形(矩形波为输入波形)。
参数 缺省设置 含义和设置要求
设为零 不选 如果从零初始状态起始则选择此项
用户定义 不选 用户定义的初始状态进行分析
计算静态工作点 选 如果从静态工作点起始分析,则选择此项
起始时间 0秒 瞬态分析的终止时间,必须大于起始时间,而小于终止时间
终止时间 0.001秒 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 选 自动选择一个较合理的或最大的时间步进时间
最小点数 100点 自起始至终止之间模拟输出的点数
列印的步进时间 (1E-05)秒 输出的时间间隔
最大的步进时间 (1E-05)秒 模拟的最大步进时间
模拟分析的节点数? 观看电路分析结果的节点数
注意,在对选定的节点做瞬态分析时,可以以直流分析的结果作为瞬态分析的初始条件。瞬态分析也可以通过连接示波器来实现。瞬态分析的优点是通过设置,可以更好、更仔细地观察起始波形的变化情况。
6.4 傅立 叶 分析 (Fourier Analysis)
傅立叶分析方法用于分析估计时域信号的直流、基频和谐波分量,即离散傅立叶变换。这个分析将电压波形从时域变换到频域,求出它的频域变化规律。EWB会自动地进行时域分析以得到傅立叶分析的结果。在进行傅立叶分析时,必须首先在对话栏里选择一个输出节点即输出分量,分析从这个节点获得的电压波形。分析还需要一个基频,一般将电路中的交流激励源的频率设定为基频,若在电路中有几个交流源时,那么基频将是这些频率的最小公因数。比如有一个10.5KHz和一个7KHz的交流激励信号,那么基频就是0.5Hz.傅立叶分析 对话框和各参数说明如图6.4.1和表6.4.1所示。
6.4.1 傅立叶分析参数说明
例,电路原理图如图6.4.2所示,傅立叶分析的基频选择为1kHz,而电路的输入信号源的频率为1kHz。求节点6的傅立叶变换波形。
分析步骤,
(1) 在EWB上创建需进行分析的电路图;
(2) 选定“分析(Analysis)”栏中的“傅立叶分析(Fourier)”项;
(3) 确定被分析的电路节点;
(4) 根据图6.4.1所示对话框的要求,设置参数;
(5) 按“仿真(Simulate)”键,即可在如图6.4.3上获得被分析节点6的离散傅立叶变换的波形,按“E SC”键将停止仿真的运行。
参数 缺省值 含义和设置要求
输出变数 电路中的节点 所要观看电路中的节点的分析结果
基频 1Hz 使用交流电源的频率或最小公因数的频率求谐波
谐波数 9 计算基频的谐波数
垂直刻度 线性 线性/对数/分贝
相角显示? 分析相角对频率的图形
线上输出? 分析结果振幅大小线图取代棒状图
7.1.1 与 门 电 路
7.1? 逻辑门电路功能测试
本节预习要求,
(1)EWB仿真软件的基本操作及仿真测试仪器的使用方法;
(2)常用CMOS门电路和TTL门电路的功能、特点;
(3)三态门的功能特点和应用;
(4)所用集成电路的功能和外部引线排列及使用方法。
7.1.1?与门电路
(1)实验目的
验证逻辑“与”功能。
(2)实验内容和步骤
按图7.1.1所示要求连接电路,输入端接逻辑开关A、B,输出端接指示器。改变输入状态的高低电平,将A、B输入端依次接成0- 0,0-1,
1-0,1-1状态,进行电路仿真,观察输出端电平指示器的显示状态(亮为“1”,灭为“0”),并填写实验结果。实验结果填入表7,1.1的逻辑真值表中,并写出输出端Y的逻辑表达式和电路的逻辑功能。
表7.1.1
逻辑表达式Y =___________________
逻辑功能:______________________
输? 入 输出
A B Y
0 0
0 1
1 0
1 1
7.1.2 或 门 电 路
7.1.2? 或门电路
(1)实验目的
验证逻辑“或”功能。
(2)实验内容和步骤
按图7.1.2所示要求连接电路,将A、B输入端依次接成0-0,0-1,1-0,1-1状态,观察输出端电平指示器的显示状态( 亮为“1”,灭为
“0”),并填写实验结果。实验结果填入表7.1.2的逻辑真值表中,并写出输出端Y的逻辑表达式和电路的逻辑功能。
表7.1.2
逻辑表达式Y = ___________________
逻辑功能:?______________________
输? 入 输出
A B Y
0 0?
0 1?
1 0?
1 1?
7.1.3 非 门 电 路
7.1.3?非门电路
(1)实验目的
验证逻辑“非”功能。
(2)实验内容和步骤
按图7.1.3所示要求连接电路,将A输入端接逻辑开关A,依次为0、1时,观察输出端电平指示器的显示状态(亮为“1”,灭为,0”),
并填写实验结果。实验结果填入表7.1.3的逻辑真值表中,并写出输出端Y的逻辑表达式和电路的逻辑功能。
表7.1.3
逻辑表达式Y =__________________
逻辑功能:_____________________
输? 入 输出
A Y
0
1
7.1.4 与 非 门 电 路
7.1.4? 与非门电路
(1)实验目的
验证逻辑“与非”功能。
(2)实验内容和步骤
按图7.1.4所示要求连接电路,将A、B输入端接逻辑开关A、B,依次输入0-0,0-1,1-0,1-1状态,观察输出端电平 指示器的显示状态
(亮为“1”,灭为“0”),并填写实验结果。实验结果填入表7.1.4的逻辑真值表中,并写出输出端Y的逻辑表达式和电路的逻辑功能 。
表7.1.4
逻辑表达式 Y =_____________________
逻辑功能:________________________
输? 入 输出
A B Y
0 0?
0 1?
1 0?
1 1?
7.1.5 或非 门 电 路
(1)实验目的
验证逻辑“或非”功能。
(2)实验内容和步骤
按图7.1.5所示要求连接电路,将A、B输入端接逻辑开关A、B,依次接成0-0,0-1,1-0,1-1状态,观察输出端电平 指示器的显示状态
(亮为“1”,灭为“0”),并填写实验结果。实验结果填入表7.1.5的逻辑真值表中,并写出输出端Y的表达式和电路的逻辑功能,验 证输入与输出之间的逻辑关系。
表7.1.5
逻辑表达式Y = ____________________
逻辑功能:_______________________
输? 入 输出
A B Y
0 0?
0 1?
1 0?
1 1?
7.1.6 异 或 门 电 路
(1)实验目的
验证逻辑“异或”功能。
(2)实验内容和步骤
按图7.1.6所示要求连接电路,将A、B输入端依次接成0-0,0-1,1-0,1-1状态,观察输出端电平指示器的显示状态( 亮为“1”,灭为
“0”),并填写实验结果。实验结果填入表7.1.6的逻辑真值表中,写出输出端Y的表达式和电路的逻辑功能,验证输入与输出之间的逻 辑关系。
表 7.1.6
逻辑表达式Y =_____________________
逻辑功能:______________________
输? 入 输出
A B Y
0 0?
0 1?
1 0?
1 1?
7.1.7 异 或非 门 电 路
(1)实验目的
验证逻辑“异或非”功能。
(2)实验内容和步骤
按图7.1.7所示要求连接电路,将A、B输入端依次接成0-0,0-1,1-0,1-1状态,观察输出端电平指示器的显示状态( 亮为“1”,灭为
“0”),并填写实验结果。实验结果填入表7.1.7的真值表中,写出输出端Y的表达式和电路的逻辑功能,验证输入与输出之间的逻辑关 系。
表7.1.7
逻辑表达式Y = _____________________
逻辑功能:_______________________
输? 入 输出
A B Y
0 0?
0 1?
1 0?
1 1?
7.1.8 门 电 路多余 输 入 端的 处理(1) — — 接地
(1)实验目的
掌握门电路的多余输入端接地的处理方法。
(2)实验内容及步骤
将与非门、或非门按图7.1.8所示连接电路,B输入端接地,A信号接逻辑开关A,观察当A端输入信号分别为高、低电平时,相应输 出端电平指示器的状态,实验结果填表7.1.8。
表7.1.8
Y1= ______________________
Y2=________________________
实验验证结果表示多余输入端接地相当于接入_______信号。
输入 输出
A B Y1(与非门) Y2(或非门)
0 接地
1 接地
7.1.9 门 电 路多余 输 入 端的 处理(2)— — 接 电 源 端
(1)实验目的
掌握门电路的多余输入端接电源端的处理方法。
(2)实验内容及步骤
将与非门、或非门按图7.1.9所示连接电路,B输入端接电源端,A信号接逻辑开关A,观察当A端输入信号分别为高、低电平时,相 应输出端电平指示器的状态,实验结果填入表7.1.9。
表7.1.9
Y1 = __________________
Y2 = ___________________
实验验证结果表示多余输入端接电源相当于接入_________信号。
输入 输出
A B Y1(与非门) Y2(或非门)
0 接电源
1 接电源
7.1.10 门 电 路多余 输 入 端的 处理(3)—— 输 入 端 并 接
(1)实验目的
掌握门电路的多余输入端并接的处理方法。
(2)实验内容及步骤
将与非门、或非门按图6.1.10所示连接电路,输入信号端并接,观察当A开关输入信号分别为高、低电平时,相应输出端电平指示器 的状态,实验结果填表7.1.10。
表7.1.10
Y1=_____________________
Y2= ___________________
输入 输出
A B Y1(与非门) Y2(或非门)
0 与A并接
1 与A并接
7.1.11 三 态 门 逻辑 功能 测试
(1)实验目的
掌握“三态门”逻辑功能。
(2)实验内容及步骤
按图7.1.11所示要求连接逻辑电路,信号输入端A、B和控制端G分别接逻辑开关A、B、C,输出端Y接电平指示器。改变控制 端G和输入信号
A、B的高低电平,观察输出端电平指示器的输出状态,并填写实验结果。实验结果填入表7.1.11的真值表中,并写出输出端Y的逻辑表 达式。
表7.1.11
逻辑表达式Y = _________________________
G A B Y
0
0
0
0
0 0
0 1
1 0
1 1
1
1
1
1
0 0
0 1
1 0
1 1
7.1.12 三 态 门 典型 应 用 (1) — — 单总线 驱 动 控制 实验
(1)实验目的
三态门在计算机中应用非常广泛,较典型的应用是在总线结构中。本实验测试三态门在单向输入、输出时作总线输入、输出信号的驱动与控制功能。
(2)实验内容及步骤
将三态门、非门、发光二极管按图7.1.12所示连线,控制端A与B、输入端C与D分别接逻辑开关A、B、C、D,输出分别接红,绿两种颜色发光二极管,分别改变控制端A、B和输入端C、D的状态,观察输出状态,实验结果填入表7.1.12,说明电路功能。
表7.1.12
根据测试情况,说明电路功能:_______________________________________
控制端
A B
输? 入
C D
输? 出
Y1 Y2
0 1
0 1
0 1
0 1
0 0
01
1 0
1 1
1 0
1 0
1 0
1 0
0 0
01
1 0
1 1
7.1.13 三 态 门 典型 应 用 (2) — — 双 总线结 构 驱 动 控制 实验
(1)实验目的
掌握三态门的功能及其应用,测试三态门在数据双向传输的双总线结构中,作总线输入/输出信号的驱动与控制的功能。
(2)实验内容及步骤
① 按图7.1.13所示连线,控制端A与B接逻辑开关A、B,信号输入端C与D接逻辑开关C、D,输出端E、F接电平指示器,置 控制端A、B为1-
0,改变C、D的状态,观察输出端E、F所接指示器的状态,实验结果填入表7.1.13。
② 改变输入,即将E、F作输入端连接逻辑开关,C、D作输出端。置控制端A、B为0-0,改变E、F的状态,观察输出端C、D指 示器的状态,实验结果填表入6.1.13。
③ 当控制端A、B分别置0-1或1-1时,重做 ①,② 项内容,得到如下结论:________________
表7.1.13
控制端
A B
输? 入
C D
输? 出
E F
0 0
0 1
1 0
1 0
1 0
1 0
1 1
××
××
0 0
01
1 0
1 1
××
A B E F C D
0 0
0 0
0 0
0 0
0 1
1 0
00
01
1 0
1 1
××
××
④ 综合以上测试情况,总结并说明该实验电路的功能。___________________________________
1 1 ××
7.1.14 用 与 非 门 实 现 与 或非 逻辑 功能
(1)实验目的
用74LS00(即四个二输入与非门)实现与或非逻辑Y= 。写出逻辑表达式,画出逻辑图,测试其功能,总结用与非实现其它逻辑功能的一般步骤。
(2)实验步骤
① 把与或非逻辑Y= 转换成与非逻辑表达式Y = 。
② 画出逻辑图如图7.1.14(a)所示。
③ 按照逻辑图连线得到实验测试图,如图7.1.14(b)所示。改变四输入信号A、B、C、D的输入状态,观察输出状态 。填写逻辑真值表7.1.14,得出逻辑表达式。
表7.1.14
输出逻辑表达式Y =___________________________
输 入 信 号 输出 输 入 信 号 输出
A B C D Y A B C D Y
0 0 0 0? 1 0 0 0?
0 0 0 1? 1 0 0 1?
0 0 1 0? 1 0 1 0?
0 0 1 1? 1 0 1 1?
0 1 0 0? 1 1 0 0?
0 1 0 1? 1 1 0 1?
0 1 1 0? 1 1 1 0?
0 1 1 1? 1 1 1 1?
7.1.15 数 字 电 路 逻辑关 系 测试
7.1.15?数字电路逻辑关系测试
(1)实验目的
掌握测试数字逻辑电路的方法,掌握逻辑函数转化仪的使用。
(2)实验内容与步骤
按图7.1.15(a)所示创建电路,根据课堂所学的理论知识,写出该电路的最简逻辑函数表达式。然后用逻辑函数转换仪测试该电路,直接得出真值表和最简逻辑函数表达式,如图7.1.15(b)所示。
理论推导值Y = ____________________________
实验结果值Y = ____________________________
本节思考题
(1)CMOS门电路和TTL门电路有什么区别?
(2)若用与或非门(见图7.1.16)实现功能Y=
,多余输入端应如何处理?
(3)用与非门实现其它逻辑功能的方法步骤是什么?
(4)三态门的典型应用有哪些?举一二例。
7.2.1 一 位全加 器 功能 测试
7.2? 组合逻辑电路
本节预习要求,
(1)所用中规模集成组件的功能、外部引线排列及使用方法;
(2)组合逻辑电路的功能特点和结构特点;
(3)组合逻辑电路的一般分析、设计方法。
7.2.1?一位全加器功能测试
(1)实验目的
认识和熟悉加法器的功能和特点,测试门电路组成一位全加器的逻辑功能。
(2)实验内容及步骤
用门电路组成的全加器按图7.2.1所示连线,将电路的三个输入端Ai、Bi和Ci-1分别接逻辑开关A、B、C,两个输出Si和 Ci分别接电平指示器。改变输入信号的高、低电平,观察输出端的状态变化,填写出Si和Ci数值(表7.2.1)的逻辑表达式。
表 7,2.1
Si = _________________________
Ci = _________________________
Ai Bi Ci-1 Si Ci Ai Bi Ci-1 Si Ci
0 0 0 1 0 0
0 0 1 1 0 1
0 1 0 1 1 0
0 1 1 1 1 1
7.2.2 加法 器 级联应 用 — — 四 位加法 器 功能 测试
(1)实验目的
掌握由一位加法器构成串行进位加法器的连接方法和测试方法。
(2)实验内容及步骤
按图7.2.2所示连线,为四位串行进位加法器的实验测试图。A与B为输入信号,S为输出本位和,Ci为低位的进位信号,Co为高位的 进位信号。A3、A2、A1、A0分别接逻辑开关D、C、B、A,B3、B2、B1、B0分别接逻辑开关4、3、2、1。改变输入A3A2A 1A0、B3B2B1B0的状态(自行设计),观察输出端的输出结果,并将输出结果填入表7.2.2。
表 7.2.2
输入信号 输出信号
A3A2A1A0 B3B2B1B0 S3S2S1S0 C3

7.2.3 译 码器 功能 测试
(1)实验目的
掌握译码器电路的功能、特点及其测试方法。
(2)实验内容
74LS139双2线—4线译码器如图7.2.3所示。图7.2.3(a)为原理图,图7.2.3(b)为实验测试连线图。输入端 D0、D1接逻辑开关A、B,
输出Y0~ Y3接电平指示器。改变输入信号D0、D1的状态,观察输出,写出Y0~ Y3的数值(表7.2.3)及其表达式。
表7.2.3
Y3 =_______________ Y2 = ________________
Y1 =_______________ Y0 = ________________
D1D0 Y3
Y2
Y1
Y0
0
0
0
1
1 0
1 1
7.2.4 译 码器 级联应 用
(1)实验目的
掌握译码器的级联方法及测试方法。
(2)实验内容及步骤
用双2线—4线译码器74LS139组成的3线—8线译码器电路如图7.2.4所示,按图连线。输入端D0~ D2接逻辑开关0,1、2,输出Y0~ Y7接电平指示器。改变输入信号D0~ D2的状态,观察输出,写出Y0~ Y7的数值(表7.2.4)及其表达式。
表7.2.4
Y7 =_____________ Y6 =________________
Y5 =_____________ Y4 = _______________
Y3 =_____________ Y2 = _______________
Y1 =_____________ Y0 = _______________
D2? D1? D0 Y7? Y6? Y5? Y4? Y3? Y2? Y1
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
7.2.5 数 据 选择 器 功能 测试
(1)实验目的
掌握四选一数据选择器的逻辑功能及测试方法。
(2)实验内容及步骤
将双四选一数据选择器74253按图7.2.5所示连线,选择74253,按F1键打开74253器件真值表,掌握该器件的各管脚 功能及使用方法。信号输入端D、C、B、A分别接逻辑开关3、2、1、0,选通端A1、A0接逻辑开关B、A。在D、C、B、A状态确定的条件下,改变选 通端A1A0的状态,观察输出Y,并填写实验结果表7.2.5。
表7.2.5
由真值表可知Y = _________________________
A1 A0 D C B A Y
0 0 × × ×
0
1
0 1 × ×
0
1
×
1 0 ×
0
1
× ×
1 0
0
1
× × ×
7.2.6 数 据 选择 器 级联应 用
(1)实验目的
掌握数据选择器的级联方法及测试方法。
(2)实验内容及步骤
双四选一多路数据选择器74LS253接成的八选一数据选择器电路如图7.2.6所示,按原理图连线,选通输入A0、A1、A2信 号分别接逻辑开关A、B、C,D0~D7分别对应接逻辑开关0~7,输出Y接电平指示器。改变A2A1A0和输入D0~D7的状态(自行设计),观察 输出Y的状态,并把实验结果填表7.2.6,说明电路功能。
表7.2.6
A2? A1 A0 Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
逻辑表达式Y = ___________________________
功能说明:________________________________
7.2.7 3线 — 8线译 码器 的 应 用
(1)实验目的
掌握3线—8线译码器的应用方法及测试。
(2)实验内容及步骤
用一片3线—8线译码器74LS138构成一位全减器电路。全减器真值如表7.2.7所示,画出电路连线图,并检验其功能。
表7.2.7?
Di= _________________________________
Ci= _________________________________
本节思考题,
(1)用中规模集成全加器、译码器、数据选择器设计一般组合电路的方法。
(2)试用两片8线—3线优先编码器74LS148构成16线—4线优先编码器。
(3)试用两片四位数值比较器CC14585构成八位数值比较器。
输 入 输 出
Ai Bi Ci-1 Di Ci
0 0 0 0 0
0 0 1 1 1
0 1 0 1 1
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 0
1 1 0 0 0
1 1 1 1 1
7.3.1 基本 RS触 发 器 功能 测试本节预习要求,
(1)触发器逻辑功能及表示方法;
(2)异步控制信号的置位、复位功能;
(3)所用中规模集成组件的功能、外部引线排列及使用方法;
(4)不同结构触发器的动作特点。
7.3.1? 基本RS触发器功能测试
(1)实验目的
熟悉基本RS触发器逻辑功能和特点,掌握测试方法。
(2)实验内容和步骤
按图7.3.1所示连线,电路为用与非门构成的基本RS触发器,,接逻辑开关A、B,Q,接指示器。改变?,的状态,观察输出Q和? 的状态。填写实验结果入表7.3.1,并写出特性方程表达式。
表? 7.3.1
RS触发器逻辑功能:_________________________
特性方程? =__________________________
RS触发器状态转换图:________________________
Q 功能说明
0 0
0 1
1 0
1 1
7.3.2 门 控 D锁 存 器 功能 测试
(1)实验目的
熟悉门控D锁存器逻辑功能和特点,掌握测试方法。
(2)实验步骤
按图7.3.2所示连接电路,改变信号输入段分别接逻辑开关E、D。改变E、D的输入状态,观察输出端Q的状态,填写实验 结果表
7.3.2,并写出其特性方程。
表7.3.2
D锁存器功能:_______________________
特性方程 = _________________________
D锁存器状态转换图:_______________________
E D Q
功能说明
0 0
0 1
1 0
1 1
7.3.3 边 沿JK 触 发 器 功能 测试
(1)实验目的
熟悉边沿JK触发器的逻辑功能和特点,掌握测试方法。
(2)实验步骤
按图7.3.3所示边沿JK触发器电路连线,J、K,?, 分别接逻辑开关J、K、S、R,CP时钟脉冲信号接逻辑开关C,输出Q和 端接电平指示器。改变J、K状态,观察输出端Q和 的状态;改变,? 的状态,观察输出端Q和 的状态。填写实验真值表7.3.3,并写出其特性方程。
表7.3.3
JK触发器功能:__________________________________
JK触发器特性方程 =__________________________
端名称为_____________功能:_________________
端名称为____________功能:___________________
JK触发器状态转换图:______________________________
CP
J K
功能说明
×
×
× ×
×?×
0 1
1 0


0 0
0 0
1 1
1 1


0 0
1 1
1 1
1 1


1 1
0 0
1 1
1 1


1 1
1 1
1 1
1 1
7.3.4 触 发 器 的 应 用 (1) — — 构 成分 频电 路
(1)实验目的
掌握分频电路的特点及测试方法。
(2)实验步骤
双JK触发器74LS112接成的电路如图7.3.4所示,CP为时钟脉冲信号,与Q1、Q2共同接波形测试仪。观察在CP作用下,触发器的输出波形,画出状态转换图,对照比较,并说明功能。
驱动方程,? __________________________________
特性方程,? __________________________________
输出方程,? __________________________________
逻辑真值表,? __________________________________
波形图,CP
Q1?
2
状态转换图,? __________________________________
功能说明,? __________________________________
7.3.5 触 发 器 的 应 用 (2) — — 构 成移位寄存 器
(1)实验目的
掌握移位寄存器的功能特点及测试方法。
(2)实验步骤
按图7.3.5所示连接电路,CP单脉冲信号接开关C,串行输入端DI接逻辑开关D,输出Q接电平指示器,将各触发器的异步 复位端
接逻辑开关R。改变 的状态,观察在CP作用下,触发器串行输出的状态(自行假设现态),画出状态转换图,说明功能。
说明 的功能:_______________________________
状态转换图:____________________________________
功能说明:_____________________________________
本节思考题,/p>
(1)RS触发器为什么不允许出现两个输入同时为0的情况;
(2)D琐存器和D触发器有什么不同?
(3)用D触发器构成顺序脉冲发生电路,画出波形图。
7.4.1 移位寄存 器 功能 测试
7.4? 时序逻辑电路(2)—— 计数器
本节预习要求,
(1)计数器的功能和特点,用中规模集成计数器构成任意计数器的方法;
(2)计数器的一般分析和设计方法;
(3)中规模集成计数器的功能特点和使用方法;
(4)所用中规模集成组件的功能、外部引线排列及使用方法。
7.4.1? 移位寄存器功能测试
(1)实验目的
熟悉寄存器和移位寄存器的功能、特点和典型应用。
(2)实验内容与步骤
D触发器组成的移位寄存器实验测试连线如图7.4.1所示,按图连线,输入脉冲CP接开关C,输出端Q接电平指示器。观察在CP作 用下各触发器Q端的状态,填写表7.4.1,画出状态转换图,说明功能。
表7.4.1
状态转换图:__________________________________
功能说明:_________________________________
CP Q3 Q2 Q1
↑ 0 0 0
↑ 0 0 1
↑ 0 1 0
↑ 0 1 1
↑ 1 0 0
↑ 1 0 1
↑ 1 1 0
↑ 1 1 1
7.4.2 双 向移位寄存 器74LS194 功能 测试
(1)实验目的
掌握双向移位寄存器功能特点。
(2)实验内容与步骤
双向移位寄存器74LS194按图7.4.2所示连线。右移串行输入端DIR、左移串行输入端DIL、异步复位端,控制端S 1与S0分别接逻辑开关R、L、C、1和0,输出Q接电平指示器,输入脉冲CP接开关P。自行设计并改变S1与S0、输入DIR与DIL的状态,观察输出 Q的状态,填写表
7.4.2,说明功能。
表7.4.2
功能说明:_________________________________________
CP
S1 S0 D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 功能说明

7.4.3 二 进 制 计 数 器 功能 测试
(1)实验目的
掌握二进制计数器功能特点及测试方法。
(2)实验内容与步骤
二进制加法计数器74LS163按图7.4.3要求连线。CP接连续脉冲,输出Q接波形显示仪和七段译码显示器。观察在CP作用下,输出Q的状态,画出与CP对应的Q的波形及状态转换图,说明功能。
波形图,CP
Q0?
1
Q2?
3
状态转换图,? _____________________________________
功能说明,? _____________________________________
7.4.4 N进 制 计 数 器 功能 测试
(1)实验目的
掌握N进制计数器功能、特点及测试方法。
(2)实验内容与步骤
二进制加法计数器74LS163按图7.4.4要求连线。CP接连续脉冲,输出Q接波形显示仪和七段译码显示器。观察在CP作用下,输出Q的状态,画出与CP对应的Q的波形及状态转换图,说明是几进制计数器。
波形图,CP
Q0?
1
Q2?
3
状态转换图,? ____________________________________________________
功能说明,? ____________________________________________________