电子电路计算机辅助分析设计
——实验指导（EWB平台）
EWB概述
EWB简介
EWB主要组成
EWB基本界面
EWB基本操作电路的输入与运行子电路的创建和使用文件格式的变换
元器件库及虚拟仪器元器件库介绍及参数设置
信号源库（Sources）
基本元件库
二极管库
模拟集成电路库
混合集成电路库
数字集成电路库
逻辑门电路库
数字器件库
指示部件库
控制部件库
其他部件库虚拟仪器的功能与使用
数字万用表
函数信号发生器
示波器
字信号发生器
逻辑分析仪
逻辑转换仪
EWB分析方法
EWB仿真的基本过程分析方法的参数设置分析方法
EWB应用实例
目 录
绪论 --------------------------------------------------------------------------------------1
元器件库及虚拟仪器------------------------------------------------------------------11
EWB分析方法--------------------------------------------------------------------------26
EWB应用实例--------------------------------------------------------------------------35
实验一场效应管放大电路----------------------------------------------------------------------40
实验二共射—共集放大电路-------------------------------------------------------------------41
实验三差动放大电路----------------------------------------------------------------------------43
实验四负反馈放大电路-------------------------------------------------------------------------45
实验五低频功率放大电路设计----------------------------------------------------------------46
实验六数字电路基本实验----------------------------------------------------------------------49
实验七 数字电路综合实验— 数字钟设计-------------------------------------------------52
EWB 概述
EWB简介
EWB是一种电子电路计算机仿真设计软件，被称为电子设计工作平台或虚拟电子实验室，英文全称Electronic Workbench。EWB是加拿大Interactive Image Technologies Ltd.公司于1988年开发；它以SPICE3F5为软件的核心，增强了其在数字及模拟混合信号方面的仿真功能；SPICE3F5是SPICE的最新版本。EWB建立在SPICE的基础上，具有以下的特点。
EWB具有集成化、一体化的设计环境
EWB具有全面集成化的设计环境，在设计环境中可以完成原理图输入、数模混合仿真以及波形显示等工作。当用户进行仿真时，波形图和原理图同时有效可见，当改变电路连接或元件参数时，显示的波形立即反映出相应的变化，即可以清楚地观察到具体电路元件参数的改变对电路性能的影响。
EWB具有专业的原理图输入工具
EWB提供了友好的操作界面，用户可以轻松的完成原理图的输入。单击鼠标，可以方便的完成元件的选择；拖动鼠标，就可以将元件放到原理图上。EWB具有自动排列连线的功能，同时也允许用户调整电路连线和元件的位置。
EWB具有真实的仿真平台
EWB提供了齐全的虚拟电子设备，包括示波器、函数发生器、万用表、频谱仪、和逻辑分析仪等。操作这些设备如同操作真实设备一样，非常容易。
EWB具有强大的分析工具
EWB提供了14种分析工具，利用这些工具，用户可以了解电路的工作状态，测量电路的稳定性和灵敏度。
EWB具有完整、精确的元件模型元件及其模型在任何分析和设计中都是相当重要的。EWB提供了相当广泛的元器件，共有8000多个器件模型；而且在设计过程中，用户可以根据需要自己添加新的元器件。
EWB的主要组成
EWB系统的组成如同一个实际的电子实验室，主要由以下几个部分组成：元器件栏、电路工作区、仿真电源开关、电路描述区等。其标准工作界面如图1-1所示。
元器件栏中用于存放各种元器件和测试仪器，用户可以根据需要调用其中的元器件和测试仪器。元器件栏中的各种元器件按类别存放在不同的库中，如二极管库、晶体管库、模拟集成电路库等。测试仪器与实际的仪器具有相同的面板和调节旋钮，使用方便。
电路工作区是工作界面的中心区域，它就象实验室的工作平台，可以将元器件栏中的各种元器件和测试仪器移到工作区，在工作区中搭接设计电路。连接并接好测试仪器后，单击仿真电源开关，就可以对电路进行仿真测试。打开测试仪器，可以观察测试结果；再次单击仿真电源开关，可以停止对电路的仿真测试。
电路描述区是EWB系统给用户提供的一个文字区域，用户可以在电路描述区对电路的功能及仿真结果进行说明。
EWB的基本界面
EWB与其他的应用程序一样有一个基本界面，有标题栏、菜单栏、工具栏、元器件栏、仿真开关、暂停/恢复开关、电路工作区、状态栏及滚动条组成。下面介绍其中主要栏目。
菜单栏菜单栏中有六个菜单项，分别是：File、Edit、Circuit、Analysis、Window、Help。每个菜单项的下拉菜单中都包含若干条命令。
File菜单文件菜单项如图1-2所示，其中的大部分菜单项功能与一般的WINDOWS应用程序相同如（New,Open,Save,Save As,Print,Print Setup,Exit）此处不在说明。
恢复存盘命令（File/Revert to saved）
此命令的功能是将当前的电路恢复到最后一次存盘时的形式，执行此命令以后当前对此电路所做的全部修改被取消。
输入文件命令（File/Import）
用于装入SPICE（*.CIR）描述的电路文件，实现对多种电路的仿真。
输出文件命令（File/Export）
此命令用于将当前的电路以指定的格式输出。
安装命令（File/Install）
用于安装EWB系统的附加应用程序。
Edit菜单
Edit菜单如图1-3所示，它所包含的命令有,Cut,Copy,Paste,Delete,Select All,Copy AsBitmap,Show Clipboard,功能与一般的WINDOWS应用程序相同,此处不再详细说明。
(3)Circuit(电路)菜单电路菜单项如图1-4所示，可以实现对元件的位置、属性的设置，子电路的生成，电路图大小的缩放，电路图属性的设置，分析方法的选择。
①旋转（Rotate）、水平翻转（Flip Horizontal）、垂直翻转（Flip Vertical）命令单击需要调整位置的元件，然后选择所需的命令既可实现对所选元件的90度逆时针旋转、水平翻转或垂直翻转。
②元件属性命令（Component Properties）
每个元件都有各自的属性。根据仿真的要求，属性可以修改。选择的元件不同，其属性的多少及内容也就不同。选中某个元件后，单击此菜单项，出现该元件属性的对话框如图1-5所示。
标号（Label）设置用来对电路中的元件标号进行设置；
模型（Model）设置用来对元件模型或元件的参数进行设置；
故障（Fault）设置用来设置元件的两个引脚之间的故障，用来仿真实际元件和电路中出现的故障；
显示（Display）设置用来选择元件的标号、模型是否显示在电路图中；
分析（Analysis Setup）设置用来在分析电路的过程中，对元件特殊参数的设置，（并不是所有的元件都有分析设置）。
③创建子电路命令（Create Subcircuit）
子电路是指用户建立的一种单元电路。可以将子电路存放在用户的器件库中，在需要时调用，供电路设计和仿真时使用。该命令用于子电路的创建。
④放大（Zoom In）缩小（Zoom Out）命令可以对电路进行放大或缩小显示。
⑤电路选项命令（Schematic Option）
用于对电路的显示方式进行设置。单击此菜单项，即弹出如图1-6所示对话框。对话框中有三个选项卡；Grid（栅格）、Show/Hide（显示/隐藏）和Fonts（字型）。在栅格选项卡中可以设置在电路窗口显示或隐藏点状栅格。在显示/隐藏选项卡可以设置显示或不显示某些内容如图1-6所示。在字型选项卡中可以设置元件的标号、标称值的字体和字号。
⑥ 限制命令（Restrictions）
利用限制命令，可以对元件和电路分析提出限制条件；其对话框如图1-7所示。其中General（一般性限制）包括电路口令和电路只读属性的限制；Components（元件限制）包括隐藏故障、锁定子电路和隐藏元件参数值的选项；Analysis（分析限制）用于对电路进行各种分析的方法的限定性选择。
Analysis（分析）菜单分析菜单项如图1-8所示，这些命令可以分为四大类：启动、停止仿真命令，分析选项命令，各类分析命令，显示图表命令。
激活/停止命令（Activate/Stop）
在电路工作区连接电路以后，可以利用激活命令开始仿真实验，或利用停止命令停止仿真实验。
暂停或恢复命令（Pause或Resume）
利用此命令可以暂停正在仿真的实验，单击恢复命令，可以继续进行电路的仿真实验。
分析选项命令（Analysis Options）
分析选项窗口如图1-9所示，可以设置各种分析的参数，以满足实际电路的仿真要求。
14种分析工具
EWB提供了14种分析工具，其中包括6种基本分析工具：直流分析、交流频率分析、暂态分析、傅里叶分析、噪声分析、和失真分析；4种扫描分析工具：参数扫描分析、温度扫描分析、直流和交流灵敏度分析；2种高级分析工具：极点—零点分析和传输函数分析；两种统计分析工具：最坏情况分析和蒙特卡罗分析。关于这些工具的使用将在后续章节介绍。
显示图表（Display Graphs）
显示图表命令是该软件提供给用户的一种便利的工具。在完成电路的仿真实验后，单击此命令，会弹出分析图表窗口，窗口中显示分析结果的参数或分析结果的图形。
Window（窗口）和Help（帮助）菜单此二个菜单的功能与一般的WINDOWS应用程序功能相似此处不再说明。
工具栏工具栏如图1-10所示。工具栏从左至右的图标命令为：新建文件、打开文件、保存文件、打印文件，剪切、复制、粘贴，旋转、水平翻转、垂直翻转，创建子电路，显示图表，元件属性，缩小、放大，缩小或放大的比例，帮助。
3,元器件栏
元器件栏如图1-10所示。单击其中不同的图标可以打开不同的元器件库。从元器件库中调用器件的方法是：首先单击元器件库图标，在库中选择所需的元件，将其拖至工作区即可。EWB提供的元器件库，从左至右分别是：用户器件库、各类电源库、基本器件库、二极管库、晶体管库、模拟集成电路库、数摸混合电路库、数字集成电路库、数字模块库、各类指示器库、控制器单元库、其他元件库和仪器库。
EWB的基本操作
电路的输入与运行电路实验的输入与运行包括以下几个步骤：放置元器件、对元件进行赋值、设置元件标号、调整元件在电路工作区的位置和方向、连接电路、放置并连接测试仪器、运行电路开始仿真分析。利用仪器观察窗口或显示图表观察仿真结果。
放置元器件
单击元器件库，在库中选择所需的元件，用鼠标拖至工作区。
对元件进行赋值
用鼠标双击元件，或选中元件后单击元件属性图标，出现该元件的属性对话框，在对话框中可以对元件进行赋值和设置标号等操作。
调整元件在电路工作区的位置和方向
用鼠标拖动元件，调整元件在工作区中的位置；选中元件后单击旋转、水平翻转、垂直翻转图标可以调整元件的方向。
连接电路将光标指向一个元件的连接点时，在连接点处会出现一个小黑点，按住鼠标左键，移动鼠标，使光标指向另一个元件的连接点，在该连接点处会出现另一个小黑点，放开鼠标，这两个元件对应的连接点就会连接在一起。
当鼠标指向连线时，按住鼠标左键，移动鼠标，可以调整连线的位置。
当鼠标指向连线的一个端点，出现一个小黑点时，按住按住鼠标左键，移动鼠标，可以删除该连接线。
放置并连接测试仪器单击仪器库，在库中选择所需的仪器，用鼠标拖至工作区。将仪器与测试点相连。
运行电路开始仿真单击仿真电源开关，电路开始运行。
观察仿真结果双击仪器可以打开仪器的窗口，可以观察实验结果；或单击显示图表命令，可以观察到电路的测试数据或测试波形。
子电路的创建和使用子电路是指用户建立的一种单元电路。可以将子电路存放在用户的器件库中，在需要时调用，供电路设计和仿真时使用。子电路的创建和使用主要有以下几个步骤：根据设计要求进行子电路的输入，子电路内容的选择，子电路的创建，子电路的调用，和子电路的修改等。
子电路的输入根据需要将要作为子电路的电路输入到工作区；在此基础上再设置一些连接点，将输入、输出端口与这些连接点相连。
选择子电路的内容按住鼠标左键，拖动鼠标，选定创建子电路的内容，系统默认选择的电路部分为红色，没有被选择的电路部分为黑色。
创建子电路单击电路菜单中的创建子电路命令（Circuit/Create Subcircuit）或单击创建子电路图标，出现Subcircuit对话框如图1-11所示；在Subcircuit对话框中输入子电路名称，单击对话框中“Copy from circuit”按钮，被选择的电路就被赋复制到用户的器件库中；同时EWB将自动打开子电路窗口。
子电路的调用
单击元器件栏的最左侧的用户器件库图标，按住鼠标左键，将其拖至工作区，会出现（ChooseSUB）选择子电路窗口，选择所需的子电路名，单击Accept按钮，子电路将作为一个电路模块出现在工作区。
文件格式的变换为了方便使用，EWB软件除了可以对*.EWB文件进行编辑和仿真外，还允许接收其他文件格式描述的电路，或者将电路保存为其他文件格式输出。
当执行File/Import（输入文件）命令是，根据对话框的提示，EWB允许装入SPICE（*.CIR）描述的电路文件，调入该文件后，EWB将其转换为原理图形式，格式转换后，可以对该电路进行各种仿真操作。
当执行File/Export（输出文件）命令时，可以将连接及仿真正确的电路以其他文件格式输出，供第三方电路软件使用。可以供选择的电路输出格式有：
后缀为*.CIR，供SPICE软件使用；
后缀为*.NET，供ORCAD软件、TANGO软件、RPROTEL软件使用；
后缀为*.SCR，供EAGLE软件使用；
后缀为*.CMP，供LAYOL软件使用；
后缀为*.PLC，供ULTIMATE软件使用。
第二章 元器件库及虚拟仪器
2.1 元器件库介绍及参数设置
EWB为用户提供了大量的元器件，这些元器件各自存放在不同的库中。本小节主要介绍元器件图标，了解并熟悉元器件库中的部分常用元器件的参数定义、名称、量纲、缺省值设置范围、使用方法等。
2.1.1信号源库（Sources）
EWB的信号源库提供了全部的独立电源和受控源。其图标如图2-1所示。
第一排从左至右分别是：接地、电池、直流电流源、交流电压源、交流电流源、电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电压源、Vcc电压源、Vdd电压源、时钟源。
第二排从左至右分别是：调幅源、调频源、压控正弦波、压控三角波、压控方波、受控单脉冲、分段线性源、压控分段线性源、频移键控源、多项式源、非线性相关源。
接下来介绍以下常用的信号源的使用，其参数定义、名称、量纲等见表2-1。
地（Ground）
地是电路中各个节点的相对参考点。“地”元件提供了这种参考，并非所有的电路都必须接地，但使用运算放大器、变压器、各种控制源、示波器、函数发生器、波特图仪时必须接地；含模拟和数字元件的电路也必须接地。
电池（Battery）
电池是内阻为零的理想电压源。
直流电流源（DC Current Source）
直流电流源是内阻为无穷大的理想电流源。
交流电压源（AC Voltage Source）
使用交流电压源时，电压设置值为正弦波电压的有效值。若电压u设置为100V，频率设置为1000Hz，相位设置为45度，则写成表达式为：u=100 * 1.414sin（2π1000t + 450）V。
交流电流源（AC Current Source）
交流电流源的参数与交流电压源相同，仅量纲不同而已。
6.压控电压源（Voltage-Controlled Voltage Source）
电压增益E表示输入端电压对输出端电压的控制因子，即E=VO/VI。
7.压控电流源（Voltage-Controlled Current Source）
互导增益G表示输入端电压对输出端电流的控制因子，即G=IO/VI。
8.电流控制电压源（Current-Controlled Voltage Source）
互阻增益H表示输入端电流对输出端电压的控制因子，即H=VO/II。
9,电流控制电流源（Current-Controlled Current Source）
电流增益F表示输入端电流对输出端电流的控制因子，即F=IO/II。
10.“VCC”直流电源直流电源的简化符号，表示对地有+5V的电压，是TTL电路的缺省供电电压，并表示逻辑高电平。
11.“VDD” 直流电源直流电源的简化符号，表示对地有+5V的电压，是CMOS电路的缺省供电电压，并表示逻辑高电平。
12.时钟源（Clock）
时钟源是指幅度、频率、占空比均可调的方波发生器。
表 2-1 信号源表
元器件名称
参数
默认设置值
设置范围
电池
电压 V
12V
μV ～ kV
直流电压源
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
压控电压源
电压增益 E
1V/V
mV/V ～ kV/V
压控电流源
互导 G
1mS
mS ～ kS
电流控制电压源
互阻 H
1Ω
mΩ～kΩ
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
若要对元器件的参数进行设置，只要将工作区中的元件用鼠标双击，系统会弹出元件属性窗口，然后即可对元器件的参数进行设置。
2.1.2基本元件库（Basic）
基本元件库图标如图2-2所示。
第一排从左至右分别是：连接点、电阻、电容、电感、线性变压器、继电器、开关、延迟开关、压控开关、电流控制开关、上拉电阻。
第二排从左至右分别是：电位器、排电阻、电压控制模拟开关、极性电容、可调电容、可调电感、无芯线圈、磁芯、非线性变压器。基本元件库中部分元件的参数说明见表2-2。
表2-2 基本元件库
元器件名称
参数
默认设置值
设置范围
电阻
R
1
Ω～MΩ
电容
C
1
pF～ F
电感
L
1
μH ～ H
线性变压器
匝数比漏感磁感初级绕组电阻次级绕组电阻
2
0.001H
5 H
1E-6
1E-6
开关
键
Space
上拉电阻
电阻R
上拉电压V
1KΩ
5V
V ～kV
电位器
键电阻R
比例设置增量
R
1kΩ
50%
5%
A ～ Z,0-9
Ω～MΩ
0% ～ 100%
0% ～ 100%
排电阻
电阻R
1kΩ
Ω～MΩ
极性电容
C
1μF
pF～ F
可调电容
键电容比例设置增量
C
10μF
50%
5%
A ～ Z,0-9
pF～ F
0% ～ 100%
0% ～ 100%
可调电感
键电容比例设置增量
L
10mH
50%
5%
A ～ Z,0-9
μH ～ H
0% ～ 100%
0% ～ 100%
部分元件使用说明：
开关该元件为单刀双掷开关。通过计算机键盘可以控制它的通断状态。使用时，先用鼠标从库中将该元件拖至工作区，双击元件，在对话框“Key”栏中键入字母作为该元件的代号。缺省设置：Space（空格键）。当要改变开关的通断状态时，敲击该元件的代号字母即可。
电位器在该元件的属性对话框的“Resistance（R）”选项栏中，可以设置两个固定端子之间的阻值。“Setting” 选项表示滑动点左侧电阻占总阻值的百分比。“Key” 选项用于设置控制键字母。“Increment”表示每按一次设置的字母键，滑动点左侧的电阻减少量占总值的百分比。当按一次“Shift + ‘设定的控制字母’”时，左侧的电阻值增加一定的百分比。
可调电容、可调电感此两种元件的使用方法与电位器相同。
排电阻排电阻指8个并列的电阻封装在一个壳内，具有相同的阻值。
2.1.3 二极管库（Diodes）
二极管的图标如图2-3所示；从左至右分别是：普通二极管、稳压二极管、发光二极管、桥式全波整流器、肖特基二极管、可控硅整流器、双向可控硅、三端双向可控硅。
元件的参数及缺省设置如表2-3所示。
表2-3 二极管库
元器件名称
缺省设置值
设置、选择范围
普通二极管
理想状态
General,Motorola,National,Zetex,Philips
稳压二极管
理想状态
General,Motorola,Philips
发光二极管
理想状态
桥式全波整流器
理想状态
General,Motorola,Philips,Zetex,
肖特基二极管
理想状态
Ecg
可控硅整流器
理想状态
2Nxx,BTxx,Cxx,MCRxx,Sxx
双向可控硅
理想状态
Ecg,Motorola
三端双向可控硅
理想状态
2Nxx,MACxx,BTxx
2.1.4 晶体管库(Transistors)
在晶体管库中包含了双极性晶体管、结型场效应管、绝缘栅场效应管等，其符号、特性等在课程中已经作了详细介绍，这里不再叙述。晶体管的缺省值及设置范围和二极管类似。
2.1.5 模拟集成电路库（Analog ICs）
在模拟集成电路库中共包含了3类器件：集成运算放大器、电压比较器和锁相环电路；其中集成运算放大器有四种类型：三端运放、五端运放、七端运放和九端运放。这四种运放的区别是：三端运放只有三个端子：同相输入端、反相输入端、输出端；五端运放比三端运放增加了正电源和负电源两个端子；七端运放和九端运放比五端运放分别增加了两个、四个调整端子。
2.1.6 混合集成电路库（Mixed ICs）
该元件库共包含5大类器件，其图标见图2-4；从左至右分别是：A/D转换器、D/A转换器（电流型）、D/A转换器（电压型）、单稳态触发器、555定时器。
2.1.7 数字集成电路库（Digital ICs）
数字集成电路库包含了74系列和CMOS结构的4xxx系列元件，其缺省值设置及选择范围见表2-4。
表 2-4 数字集成电路库
元器件名称
缺省值
设置、选择范围
74xxx
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
2.1.8 逻辑门电路库（Logic Gates）
该库包含了基本逻辑门电路，其图标如图2-5所示。其中第一排图标所示为基本逻辑门电路，每个门电路的输入端可通过元件属性对话框设置为2 –8个。第二排图标所示为集成逻辑门电路，选中某一个电路后可以在其弹出对话框中选择具体的集成电路型号。
2.1.9 数字器件库（Digital）
数字器件库的图标如图2-6所示。其中第一排图标为半加器、全加器和基本触发器。第二排图标为集成的多路选择器、多路分配器、编码器、运算电路、计数器、移位寄存器和触发器，选中某一个电路后可以在其弹出对话框中选择具体的集成电路型号。
2.1.10 指示部件库（Indicators）
指示部件库的图标如图2-7所示。从左至右分别是：电压表、电流表、灯泡、彩色指示器、数码显示器、带译码数码显示器、蜂鸣器、条形光柱,带译码条形光柱。部件的参数设置如表2-5所示。
部分元件使用说明：
电压表
多个电压表可以同时使用；可以测量交、直流电压（由元件属性对话框设置）；电压表有暗线端为负极端子。
电流表
多个电流表可以同时使用；可以测量交、直流电流（由元件属性对话框设置）；电流表有暗线端为负极端子。
彩色指示器
彩色指示器相当于一个发光二极管，仅有一个端子。它连接到电路中的某点时，当该点的电平达到高电平时便发光指示。该器件可以用来显示数字电路中某一点电平的状态。
数码显示器、带译码数码显示器
数码显示器就是七段LED数码显示器；带译码数码显示器仅有4个输入端，可以将4位编码对应的十六进制的0—F予以显示。
蜂鸣器
该器件相当于一个压电陶瓷片晶体。当两端电压超过设置电压是，计算机内的扬声器会发出声响。
条形光柱、带译码条形光柱条形光柱由十个LED发光管同向并排排列构成。通过电压比较器来检测输入电压的高低，可以把检测的结果送到光柱中某一个LED以显示电压的高低。部件左侧为阳极，右侧为阴极。正向电压降可由元件属性对话框设置。带译码条形光柱相当于10个LED串联，如果美意个点亮电压为1V，当接入电压为5V时，仅下面5个LED发光。点亮每一个LED的电压值（从最低段到最高段）：Von = VL +（VH-VL）*（n-1）/ 9,其中n 为点亮LED的数量。VH、VL可由元件属性对话框设置。
表2-5 指示部件库
元件名称
缺省设置
设置、选择范围
电压表
内阻：1MΩ
模式：DC
1Ω – 999.99TΩ
交流、直流
电流表
内阻：1nΩ
模式：DC
1pΩ – 999.99Ω
交流、直流
灯泡
PMAX=10W
VMAX=12V
W – kW
V - kV
彩色指示器
红色
红色、兰色、绿色
蜂鸣器
频率：200 HZ
电压：9 V
电流：0.05 A
条形光柱
正向电压VF：2V
VF处电流IF：0.03A
正向电流ION：0.01A
带译码条形光柱
最低段最小导通电压VL：1V
最高段最小导通电压VH：10V
在EWB系统中还有两个元件库：控制部件库和其他器件库；因为在电子线路中较少用到，故不作介绍。
另外，在使用以上所介绍的元器件时，如果对元器件的功能不清楚可以使用系统帮助，方法为：选中元器件，然后单击帮助按钮即可。
2.2 虚拟仪器的功能和使用
EWB的仪器库中有数字万用表、函数发生器、示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪共七种仪器。使用时用鼠标点击仪器库图标，便可弹出仪器库，然后用鼠标拖其中某一个仪器的图标即可，对此图标双击就可以得到该仪器的面板。仅允许图标中的端子与电路连接。
2.2.1 数字万用表数字万用表的图标和面板如图2-8所示。它能自动调整量程，完成交直流电压、电流和电阻的测量，也可以分贝（dB）形式显示电压和电流。测量时必须使工作态“启动/停止”开关处于“启动”状态。
点击数字万用表面板中的“Settings”按钮，就会弹出一个对话框，从中可以对万用表内部的参数进行设置。
“Ammeter resistance” — 用于设置与电流表串联的内阻，其大小影响电流的测量精度。
“Volmeter resistance”— 用于设置与电压表并联的内阻，其大小影响电压的测量精度。
“Ohmmeter current” — 用欧姆表测量时，流过欧姆表的电流。
“Decibel standard” — 用于设置分贝标准。分贝标准是指设置0 dB的标准，若把1V电压设为0 dB的标准，当测量电压为10V，显示为20dB。
2.2.2 函数信号发生器函数信号发生器图标和面板如图2-9所示；函数信号发生器能够产生0.1 – 999MHz的3种信号。信号的幅度可以在mV – kV 之间设置。对三角波和方波可以设置其占空比大小，设定范围为：0.1 – 99%。偏置电压设置（offset）是指把正弦波、三角波、方波叠加在设置的偏置电压上输出。
在仿真过程中要改变输出波形、大小、占空比、或偏置电压时，必须暂时关闭电子工作平台的电源开关。在对上述内容改变后，重新启动一次“启动/停止”开关，函数信号发生器才能按新设置的数据输出信号波形。
2.2.3 示波器示波器的图标和面板如图2-10所示。其功能和操作方法和一般实验室所使用的示波器类似。共有4个输入端子：下放两个为信号输入端子，右上方为接地端子，右下方为触发信号输入端子。接下来介绍以下不同于普通示波器的一些特点。
波形参数的测量在扩展的示波器面板（要扩展示波器面板可以单击面板上方的“Expand”按钮）的屏幕上有两条可以左右移动的读数指针。指针上方有三角形标志。通过鼠标可以拖动读数指针左右移动，见图2-11。
在屏幕下方有三个测量数据显示区。左侧数据区表示1号读数指针所指信号的数据。T1表示1号读数指针离开屏幕最左侧所对应的时间，时间单位取决于“Time base,设置的时间单位；VA1、VB1分别表示通道A、B的信号幅度值，其值为电路中测量点的实际值，与“放大、衰减开关”设置值无关。中间数据区表示2号读数指针所指信号的数据。右侧数据区表示两个读数指针所指信号的差值。
为了测量方便准确，点击“Pause”使波形冻结，然后再测量更好。
信号波形显示颜色的设置只要将A、B通道连接的导线的颜色进行设置，显示波形的颜色便与导线的颜色相同。方法是：双击连接的导线，在弹出的对话框中对导线的颜色进行设置。
展开的面板缩小单击展开面板右下方的“Reduce”按钮即可将展开的面板缩小。
改变屏幕背景颜色单击展开面板右下方的“Reverse”按钮，即可改变屏幕背景颜色。
波特图仪波特图仪是用来测量和显示一个电路、系统或放大器频率特性的一种仪器，类似于实验室的频率特性测试仪（扫频仪），图2-12 所示是波特图仪的图标和面板。
波特图仪与电路的连接从上图可以看到，波特图仪有输入端口“In” V+ （左端子）、V-（右端子），输出端口Out V+ （左端子）、V-（右端子）。输入端口的V+ （左端子）、V-（右端子）分别连接到电路输入端口的正端和负端，输出端口V+ （左端子）、V-（右端子）分别连接到电路输出端口的正端和负端。由于波特图仪本身没有信号源，所以在使用波特图仪时，必须在电路的输入端口接入交流信号源（或函数信号发生器）。
波特图仪面板参数设置结合图2-13说明有关参数的设置。通过参数设置面板第一栏的“Magnitude”和“Phase”按钮可以分别显示系统的幅频和相频特性。当特性曲线显示时，X轴坐标“Horizontal”表示测量信号的频率，可以用“Log”和“Lin”按钮确定是对数坐标还是线性坐标，通过对波特图仪面板中“Horizontal”字符下方的频率设置对话框来设置波特图仪频率的初始值I（Initial）和最终值F（Final）。
“Vertical”表示Y轴显示类型。测量幅频特性时，若单击“Log”按钮，Y轴的刻度单位是分贝；当单击“Lin”按钮，Y轴的刻度是线性刻度。若测量相频特性是，Y轴表示相位，单位是度，为线性刻度。
读数测量
利用鼠标拖动读数指针或单击读数指针移动按钮，可测量某个频率点的幅度或相位，其读数显示在面板的右下方。
对波特图仪的设置选择“Analysis”菜单命令，打开“Analysis options”对话框，再打开该对话框的“Instruments”卡可以对波特图仪进行设置。“Points per cycle”（每个周期显示的点数）设置的大时可以提高读书精度，但将增加运行时间。
字信号发生器字信号发生器是一个能产生16位同步逻辑信号的仪器，可以用来对数字逻辑电路进行测试，又称数字逻辑信号源，字信号发生器图标和面板如图2-14所示。
字信号发生器与电路的连接字信号发生器图标下沿有16个输出端口，每一个端口都可以连接到电路的输入端。字信号发生器输出端口的输出电压范围是：低电平为0V，高电平为4-5V，输出电流取决于电路的输入电阻。由于字信号发生器没有公共输出端，故电路公共端要连接地符号。
字信号的写入在面板的最左侧是字信号编辑区，16位的字信号以4位十六进制形式进行编辑和存放。编辑区的地址范围为0000H — 03FFH共计1024条字信号。用鼠标单击某一条字信号即可实现对其定位和写入，此时“Address”中的“Edit”框中立即显示16位地址编号。
字信号地址编辑区的设置
“Address”为字信号发生器地址编辑区。其中“Edit”表示正在编辑的那条字信号的16位地址。当启动字信号发生器对外输出时，“Current”表示正在输出的那条字信号的地址。当停止输出时，可对其改写。“Initial”和“Final”分别表示字信号地址的初值和终值，设置后，字信号从初值开始逐条输出。
字信号的输出方式
“Cycle”表示字信号在设置的地址的初值到终值之间循环以设定频率输出。
“Burst”表示字信号在设置的地址的初值逐条输出，到终值便自动停止输出。
“Step” 表示鼠标单击一次，输出一条字信号。
“Cycle” 和“Burst”输出方式的快慢，可通过“Frequency”输入框中设置的数据来控制。
“Break point”用于设置中断点。在“Cycle” 和“Burst”输出方式中，要想使字信号输出到某一条后自动停止，只需预先单击该条字信号，然后再单击“Break point”按钮。利用“Break point”按钮可以设置多个断点。
当字信号输出到断点而暂停输出时，可单击“Pause”按钮或F9键来恢复输出。
当需要清除设置的断点时，打开“Pattern”对话框，单击“Clear buffer”按钮即可。
触发方式当选择“Internal”触发方式时，字信号的输出直接手输出方式按钮的控制。当选择“External”时，必须接入外触发信号，而且要设置“上升沿触发”或“下降沿触发”，然后单击输出方式按钮。只有外触发信号到来时才启动信号输出。
“Pattern”对话框单击“Pattern”按钮，弹出如图2-15所示的对话框。单击该对话框中的“Clear buffer”按钮，则可清除字信号编辑区内设置的全部内容（含设置的断点地址），字信号的全部内容恢复为0000H。
“Open”表示打开字信号文件。
“Save”表示将字信号文件存盘，字信号文件的后缀为“DP” 。
“Up counter”表示在字信号编辑区地址范围0000H-03FFH内，其内容按逐个递增方式进行编码。
“Down counter” 表示在字信号编辑区地址范围0000H-03FFH内，其内容按逐个递减方式进行编码。
“Shift right” 表示字信号按8000H，4000H，2000H，1000H，0800H的次序进行编码。
“Shift left” 表示字信号按0001H，0002H，0004H，0008H，0010H的次序进行编码。
逻辑分析仪
逻辑分析仪可以同步记录和显示16路逻辑信号，可用于对数字逻辑信号的高速采集和时序分析。逻辑分析仪的图标和面板如图2-16所示。
逻辑分析仪和数字电路的连接图标左侧的16个端口是逻辑分析仪的输入信号端口，使用时连接到电路的测量点。面板图中“Clock”下方的按钮为“采样时钟设置按钮。当单击,Set...”按钮后，将打开“Clock setup”对话框，如果将对话框中的“Clock mode”项设置为“External”时，图标中的“外时钟输入”端口必须接外部时钟，否则逻辑分析仪不工作。
图标中的“时钟控制输入”端口的功能是控制外部时钟。
图标中的“触发控制输入”端口的功能是控制触发字。
对逻辑分析仪面板图的说明面板的最左侧16个圆圈代表16个输入端，小圆圈内“0”或“1”符号实时显示各路输入逻辑信号的当前值。
被采集的信号以方波的形式显示在屏幕上。当该变输入信号的连线颜色时，显示波形的颜色立即改变。
面板中的“Clock per division”用于设置时间基线刻度。当波形拥挤时可以将时间基线设置的低一些。
拖动读书指针上部的三角形可以读取波形的逻辑数据。其中T1、T2分别表示读书指针1、2离开时间基线零点的时间，T2-T1表示两个读书指针之间的时间差。
采样时钟设置说明用鼠标单击面板中“Clock”下方的“Set...”按钮便可以打开“Clock Setup”对话框如图2-17。
“Clock edge”表示在时钟的上升沿或下降沿采样。
“Clock mode”表示选择内部时钟或外部时钟。当采用内部时钟时，可在本对话框中“Internal clock rate”项进行设置，以改变采样时钟的速率。
“Clock qualifier”表示时钟限制，该位设置为1，表示时钟控制输入为1时开放时钟，逻辑分析仪可以进行波形采集；若该位设置为0，表示时钟控制输入为0时开放时钟；若该位设置为x，表示时钟总是开放，不受时钟控制输入限制。
对话框的左下方“Pre-trigger samples”、“Post-trigger samples”、“Thresholdvoltage（v）”分别表示触发前数据采集的点数、触发后数据采集的点数 和触发信号电平门限值的设置。触发发生后，逻辑分析仪按照设置的点数显示触发前波形和触发后信号波形，并标出触发的起始点。在触发前，单击“Stop”按钮可以显示触发前的波形。任何时候单击“Reset”按钮，逻辑分析仪都会复位，清除显示波形。
触发方式选择的说明单击逻辑分析仪右下角“Trigger”字符下方的“Set...”按钮可以打开触发方式对话框如图2-18。对话框中有三个触发字，其识别方式可以通过“Trigger combination”进行选择，分成8种组合方式：
A or B,A or B or C,(A or B)then C、A then (B or C)、A then B then C,A then B( no C)。
触发字的某一位设置为x时，表示该位取值为“任意”（0、1均可）。3个触发字的默认设置均为xxxxxxxxxxxxxxxx，表示只需第一个输入逻辑信号到达，无论是0或1电平，分析仪均被触发而采集波形数据，否则必须满足触发字的组合条件才被触发。
第三章 EWB分析方法
EWB仿真的基本过程
EWB利用计算机的强大的计算功能来完成对模拟电路、数字电路、混合电路的性能仿真和分析，用户在电子工作平台上创建一个电路以后，启动电子工作台电源开关或选择适当的仿真分析方法，便可以从示波器等虚拟仪器（或分析图表）上看到仿真分析结果。
EWB对电路的仿真分析过程有如下四个步骤：
1.数据输入：将创建的电路结构、元器件数据读入，选择分析方法。
2.参数设置：程序会检查输入数据的结构和性质，以及电路中阐述的内容，对参数进行设置。
3.电路分析：对输入数据进行分析计算，形成电路的数值解，并将相关的数据送给输出级。
4.数据输出：仿真运行的结果有的直接在示波器中显示，有的在分析显示图中以数据表格、波形形式和曲线形式显示。
分析方法的参数设置
EWB考虑到使用者对分析内容、分析精度的不同要求，以及使用的虚拟仪器和设置MOS管构造模型的不同等因素，对“Analysis”菜单中的“Analysis Options”的参数，可根据需要重新进行设置。要熟练地对电路进行仿真，熟悉并掌握上述有关内容的含义、参数设置的范围很有必要。
在分析选项对话框中共有五项内容：总体分析选项（Global）、直流分析选项（DC）、瞬态分析选项(Transient)、器件分析选项(Device)、仪器分析选项(Instruments)。下面就每一个卡中参数的含义、参数的设置要求进行说明。
3.2.1总体分析选项总体分析选项的内容及其含义见表3-1。
表 3-1总体分析选项卡内容
总体分析选项
含义和设置要求
ABSTOL
(Absolute current tolerance)
电流的绝对精度，通常小于电路中最大电流信号的6-8个数量级。缺省设置为：1.0E-12。
GMIN
(Gmin minimum conductance)
最小电导。该值不能设置为零，增大该值可以改善收敛性，但影响仿真精度。
PIVREL
（pivot relative ratio）
最大矩阵项与主单元值的相对比率设定在0 – 1之间。缺省值为：0.001。
总体分析选项
含义和设置要求
PIVTOL
(Pivot absolute tolerance)
主元矩阵项最小值。缺省设置：1.0E －13。
RELTOL
(Relative error tolerance)
相对误差精度。改变此值会影响仿真速度和收敛性。取值在1.0E －6 到0.01之间。缺省值为：0.001。
TEMP
(Simulation temperature)
仿真温度。缺省值为：27度。缺省设置
VNTOL
(Absolute voltage tolerance)
电压绝对精度。通常小于电路最大电压信号的6-8个数量级。缺省设置：1.0E －6。
CHGTOL
(Charge absolute)
电荷绝对精度。缺省设置：1.0E －14。
RAMPTIME
(Ramp time)
斜升时间。在确定时间内独立源、电容和电感从零至终值的条件。缺省设置：0。
CONVSTEP
(Relative convergence step size limit)
相对收敛步长限制。在求解直流工作点时，建立相对步长限制自动控制收敛。缺省设置：0.25。
CONVABSTEP
(Absolute convergence step size limit)
绝对收敛步长限制。在求解直流工作点时，建立绝对步长限制自动控制收敛。缺省设置：0.1。
CONVLIMIT
(Convergence limit)
收敛限制。用于某些元件模型内部的收敛算法。缺省设置：ON。
RSHUNT
(Analog node shunt resistance)
模拟节点分流电阻。在节点和地之间接入电阻，该电阻应该较大。缺省设置：不选用。若选用该项，则电阻为1.0E +12。
MB
(Temporary file size for simulation)
仿真临时文件的规模。缺省设置：10。
3.2.2直流分析选项直流分析选项卡如图3-1所示。
ITL1 (Operating Point Analysis Iteration Limit)：工作点分析迭代极限。其功能是限制牛顿—拉夫申的迭代次数。缺省设置：100。若出现“直流分析时不收敛”等情况，可在500-1000的范围内增加该值。
GMINSTEPS (Steps in Gmin stepping algorithm)：Gmin步进算法步长。适当选择该值，有助于直流工作点分析时的求解。缺省设置：10。
SRCSTEPS (Steps in source stepping algorithm)：source步进算法步长。适当选择该值，有助于直流工作点分析时的求解。缺省设置：10。
3.2.3瞬态分析选项瞬态分析选项卡如图3-2所示。
ITL4(Transient time point iterations)：瞬态分析每时间点迭代次数的上限。减小此值会缩短瞬态分析的时间，但过分内降低该值会引起不稳定。缺省设置：10。若出现“时间步长太小”或“瞬态分析不收敛”等情况，可增大此值至10-20。
MAXORD(Maximum order for integration method)：积分方法的最大阶数。一般情况采用取值范围：2-6。
TRTOL(Transient error tolerance factor)：瞬态误差精度因素。缺省设置：7。一般情况不需要调整。
METHOD(Transient analysis integration method)：瞬态分析数字积分方法。缺省设置：TRAPEZOIDAL（梯形法）适合震荡电路模式，GEAR（变阶积分）适合诸如有理想开关的电路。
ACCT(Print statistical data)：打印数据。显示仿真过程的有关信息。缺省设置：ON。
3.2.4器件分析选项器件分析选项卡如图3-3所示。
DEFAD(MOS drain diffusion area)：MOSFET漏极（drain）扩散区面积。缺省设置：0。
DEFAS(MOS source diffusion area)：MOSFET源极（suorce）扩散区面积。缺省设置：0。
DEFL(MOS channel length)：MOSFET沟道长度。缺省设置：0.0001。
DEFW(MOS channel width)：MOSFET沟道宽度。缺省设置：0.0001。
TNOM(Model parameter normal tempetature)：模型参数标称温度。缺省设置：27度。
BYPASS(Nonlinear Model Evaluation Device Bypass)：非线性模型评估器件。缺省设置：ON。若选OFF将增加仿真时间。一般情况不需要调整。
TRYTOCOMPACT(Compact transmission line data)：小型传输线数据。仅用于有耗传输线的仿真。缺省设置：OFF。
3.2.5仪器分析选项仪器分析选项卡如图3-4所示。
Oscilloscope（示波器）有如下设置选项：
Pause after each screen：示波器显示一屏波形后暂停。缺省设置：不选用。
Generate time steps automatically：自动产生时间步长。缺省设置：选用。缺省设置时，“Minimum number of time points”（时间点最小值）缺省设置：100。“Maxmum time step”（最大时间步长）缺省设置：0.072。当要求示波器波形失真小时，可不选用“自动产生时间步长”项，根据需要对“Minimum number of time points”项进行设置。
(2)Initial conditions（初始条件）用于瞬态分析，有三个选项：
Set to zero：初始条件为零进行瞬态分析，缺省设置：不选用。
User defined：使用用户定义的初始条件进行瞬态分析，缺省设置：不选用。
Calculate DC operating point：将直流工作点分析结果作为初始条件进行分析。缺省设置：选用。
(3)Bode plotter（波特图仪）
Points per cycle：波特图仪每个周期分析的点数。缺省设置：100。
(4)Logic analyzer（逻辑分析仪）
Pre-trigger samples：逻辑分析仪触发前存储的点数。缺省设置：100。
Post-trigger samples：逻辑分析仪触发后存储的点数。缺省设置：1000。
Thresholdvoltage：逻辑分析仪高、低电平的门限电压。缺省设置：3.5V。对其他类型的电路如CMOS 和ECL可以改变此值。
3.3分析方法
EWB共有13种分析方法，用户可以根据仿真电路、仿真目的和要求进行选择。下面介绍部分常用的分析方法的功能和使用方法。
3.3.1直流工作点分析直流工作点分析是其他分析的基础；在对电路进行直流工作点分析时，电路中的交流源将被自动置零，电容视为开路，电感视为短路，数字器件视为高阻接地。直流工作点分析的步骤如下：
（1）在电子工作平台上画出待分析的电路，然后用鼠标单击“Circuit”菜单中的“Schematic Options”，选定“Show nodes”（显示节点）把电路的节点标志显示在图上。
（2）用鼠标单击“Analysis”（分析）菜单中的“DC operating point”项，EWB自动把电路中所有的节点电压数值及流过电源支路的电流数值显示在“分析结果图”中。
3.3.2交流频率分析交流频率分析，即频率响应分析。分析时首先对电路进行直流工作点分析，为建立电路中非线性元件交流小信号模型奠定基础。输入信号为正弦波形式。若使用函数信号发生器作为输入信号时，即使选用“三角波”或“方波”形式，分析时EWB也将自动将它改为正弦波输出。
对电路中的某节点进行频率分析时，会自动产生该节点电压为频率函数的曲线（幅频特性曲线）及该节点电压相位为频率函数的曲线（相频特性曲线）。结果与波特图仪分析相同。
交流分析步骤如下：
（1）在电子工作平台上画出待分析的电路，然后用鼠标单击“Circuit”菜单中的“Schematic Options”，选定“Show nodes”（显示节点）把电路的节点标志显示在图上。
（2）用鼠标单击“Analysis”（分析）菜单中的“AC Frequency”（ 交流频率分析）项打开相应的对话框，根据提示设置参数。对话框中参数的含义如下：
Start frequency（FSTART）：扫描起始频率，缺省设置：1Hz。
End frequency （FSTOP）：扫描终点频率，缺省设置：1GHz。
Sweep type：扫描种类，显示曲线X轴刻度形式，有十倍频（Decade）、线性（Line）、二倍频（Octave）三种。缺省设置：Decade。
Number of points：显示点数，缺省设置：100。
Vertical scale：显示曲线Y轴刻度形式，有对数（Log）、线性（Line）、分贝（Decibel）三种，缺省设置：Log。
Nodes for analysis：待分析的节点，可同时分析多个节点。在“Nodes in circuit”栏中选择待分析的节点，单击“Add”按钮，待分析的节点便写入“Nodes for analysis”栏中。若从“Nodes for analysis”栏中移出分析节点，先在该栏中选择待移出的节点，然后单击“Remove,按钮即可。
（3）单击“Simulate”按钮，显示已选节点的频率特性。
3.3.3 瞬态分析瞬态分析，就是时域分析（Time-domain analysis），观察电路节点电压对时间变量的响应，EWB软件将每一个输入周期划分成若干个时间间隔，而且在对每一个时间点执行一次直流工作点分析。某个节点的电压波形是通过对整个周期内的每个时间点的电压数值来测定的。在瞬态分析时，直流电源保持常数，交流信号源数值随时间而变，电路中的电容和电感都以能量储存形式出现。
如果先执行了直流工作点分析，EWB将以直流工作点分析的结果作为瞬态分析的初始条件。如果“Set to zero”被选用，瞬态分析将从零初始条件开始。如果“User-defined”被选用，则瞬态分析将以“Component Properties”对话框中所设置的条件作为初始条件进行分析。
瞬态分析分析的步骤如下：
1.画电路图并显示节点。
2.选择“Analysis”（分析）菜单中的“Transient”项，打开相应的对话框，根据对话框的提示设置参数。
对话框中各参数的含义如下：
Set to zero：初始条件为零开始分析。缺省设置：不选用。
User defined：由用户定义的初始条件进行分析。缺省设置：不选用。
Calculate DC operation point：将直流工作点分析的结果作为初始条件进行分析。缺省设置：选用。
Start time（TSTART）：瞬态分析起始时间。要求大于零小于终点时间。缺省设置：0 s。
Stopt time（TSTOP）：瞬态分析结束时间。必须大于起始时间，缺省设置：0.001 s。
Generate time steps automatically：自动选择一个较为合理的最大的时间步长。缺省设置：选用。该参数有两项设置“Minimum number of time points”仿真图上，从起始时间到终点时间的点数，缺省设置：100。“Maxim time step”最大时间步长，缺省设置：1.0E－5.0s。这两项设置是关联的，只要其中设置一个，另一个会自动变化。
Set plotting increment/plotting increment：设置绘图线增量。缺省设置：1.0E－5.0s。它跟随“Minimum number of time points”的设置值自动变化，也可以单独设置。
Nodes for analysis：待分析的节点。
3.按“Simulate”按钮，显示待分析的节点的瞬态响应波形，按“ESC”键停止仿真运行。
3.3.4 参数扫描分析参数扫描分析就是检测电路中某个元件的参数，在一定取值范围内变化时对电路直流工作点、瞬态特性、交流频率特性的影响。在实际电路设计中，可以针对某一技术指标，如三极管电流、管压降、电压放大倍数、上限频率、下限频率等对电路的某些参数、性能指标进行优化。
参数扫描分析的步骤如下；
画电路图并显示节点。
（2）选择“Analysis”（分析）菜单中的“Parameter Sweep”项，打开相应的对话框，根据对话框的提示设置参数。
对话框中各参数的含义如下：
Component：选择待扫描分析的元件。
Parameter：选择扫描分析元件的参数。对于电容器意指电容，对于电阻器意指电阻，对于电感线圈意指电感，对于交流信号源意指其幅度、频率、相位，对于直流电压源仅指其电压大小。使用者必须根据被扫描元件的参数来设置。
Start value：待扫描元件的起始值。其值可以大于或小于电路中所标注的参数值。缺省设置：电路中元件的标注参数值。
End value：待扫描元件的终值。缺省设置：电路中元件的标注参数值。
Sweep type：扫描类型，包括：十倍频（Decade）、线性（Line）、2倍频（Octave）。缺省设置：十倍频（Decade）。
Increment step size：扫描步长，仅在线性（Line）扫描形式时允许进行设置。缺省设置：1。
Output node：待分析节点，每次扫描仅允许选取一个节点。
Sweep for DC Operating Point（直流工作点）/Transient Analysis（瞬态）/AC Frequency Analysis（交流频率）：选择扫描类型。缺省设置：Transient Analysis（瞬态）。
当选择了Transient Analysis（瞬态）或 AC Frequency Analysis（交流频率）时，可分别单击“Set Transient options”（设置瞬态选项）、“Set AC options”（设置交流选项）按钮，打开对话框进行相应的设置。
单击“Simulate”按钮，开始扫描分析，按“ESC”停止分析。
扫描分析结果以曲线形式表示，曲线数目与“扫描类型”设置有关。采用线性扫描方式时，曲线数目等于参数终值减去初始值除以扫描步长；采用十倍频扫描方式时，曲线数目等于初始值乘10的倍数直至终值的倍数值；采用2倍频扫描方式时，曲线数目等于初始值直至终值的倍数值。
参数扫描分析时，数字器件将被当作高阻接地。
温度扫描分析温度扫描分析就是研究在不同温度条件下的电路特性（在EWB中主要考虑电阻和半导体器件的温度特性）。
温度扫描分析步骤如下：
(1) 画电路图并显示节点。
（2）选择“Analysis”（分析）菜单中的“Temperature Sweep”项，打开相应的对话框，根据对话框的提示设置参数。
对话框中各参数的含义如下：
Start temperature：起始分析温度。缺省设置：27度。
End temperature,终止分析温度。缺省设置：27度。
Sweep type：扫描类型，包括：十倍频（Decade）、线性（Line）、2倍频（Octave）。缺省设置：十倍频（Decade）。
Increment step size：扫描步长，仅在线性（Line）扫描形式时允许进行设置。缺省设置：1。
Output node：待分析节点，每次扫描仅允许选取一个节点。
Sweep for DC Operating Point（直流工作点）/Transient Analysis（瞬态）/AC Frequency Analysis（交流频率）：选择扫描类型。缺省设置：Transient Analysis（瞬态）。
当选择了Transient Analysis（瞬态）或 AC Frequency Analysis（交流频率）时，可分别单击“Set Transient options”（设置瞬态选项）、“Set AC options”（设置交流选项）按钮，打开对话框进行相应的设置。
(3) 单击“Simulate”按钮，开始扫描分析，按“ESC”停止分析。
(4) 设置电阻的温度特性时，双击选定电阻，弹出“Resistor properties”对话框，对其温度系数进行设置。其中“Resistance”表示电阻设置的基本数值或称为标称温度时的电阻值（Value（Tnom）），“First-order temperature coefficient”表示电阻的一阶温度系数（简写为Tc1），“Second -order temperature coefficient” 表示电阻的二阶温度系数（简写为Tc2）。
只有预先对电阻的温度特性进行设置，在温度扫描分析中，电阻的温度特性对电路的特性的影响才能体现出来。
傅立叶分析所谓傅立叶分析就是求解一个时域信号的直流分量、基波分量、和谐波分量的幅度和相位。傅立叶分析前，首先确定分析节点，其次把电路的交流激励信号源的频率设置为基波频率。如果电路存在几个交流源，可将基波频率设置在这些频率值的最小公因数上，例如有6.5kHz和8.5 kHz的两个交流信号源，则取0.5 kHz，因为0.5 kHz的13次谐波是6.5kHz，17次谐波是8.5 kHz。
傅立叶分析的步骤如下：
(1) 画电路图并显示节点。
（2）选择“Analysis”（分析）菜单中的“Temperature Sweep”项，打开相应的对话框，根据对话框的提示设置参数。
对话框中各参数的含义如下：
Output node：待分析节点，缺省设置：电路中的第一个节点.
Fundamental fequency:：基波频率，即交流信号激励源的频率或最小公因数频率。频率的确定由电路所要处理的信号来决定。缺省设置：1.0 kHz。
Number of harmonics：包括基波在内的谐波总数。缺省设置：9。
Vertical scale：Y轴刻度类型选择，包括：对数（Log）、线性（Line）、分贝（Decibel）三种，缺省设置：线性（Line）。
Display phase：显示傅立叶分析的相频特性。缺省设置：不选用。
Output as line graph：显示傅立叶分析的幅频特性。缺省设置：不选用。
单击“Simulate”按钮，显示经傅立叶变换后的离散频谱波形，按“ESC”停止分析。
直流和交流灵敏度分析当电路中某个元件参数值发生变化时,必然会影响到电路中节点电压、支路电流的大小和频率响应指标。灵敏度分析就是研究元件参数变化对它们的影响程度。假定电路中的某个元件参数为x，电路中某个节点的电压（或支路电流）、频率响应指标作为x的函数，用Y（x）表示，则定义函数Y（x）对x 的灵敏度：Sxy ＝бy／бx。 进行直流灵敏度分析时，首先进行电路的直流工作点分析，然后再作直流灵敏度分析交流分析是进行交流小信号状态下的分析。
直流灵敏度分析时，一次可以得到某个节点电压（或支路电流）对电路中所有元件参数变化的灵敏度。交流灵敏度分析时，一次仅能分析一个元件参数变化的灵敏度。
灵敏度分析步骤如下：
(1) 画电路图并显示节点。
（2）选择“Analysis”（分析）菜单中的“Sensitivity”项，打开相应的对话框，根据对话框的提示设置参数。
对话框中各参数的含义如下：
Analysis：分析变量，可选择节点电压或支路电流。缺省设置：Voltage。
Output node：待分析节点，缺省设置：电路中的第一个节点。
Output reference； 选择输出参考电压的节点。缺省设置：0（公共地节点）。
Current：被分析的变量是电流，必须是电路中的源。
DC Sensitivity/AC Sensitivity：选择直流灵敏度分析或交流灵敏度分析。缺省设置：DC Sensitivity（直流灵敏度分析）。当选择交流灵敏度分析时，可以对扫描频率的起始值、终值、扫描尺度、幅频特性尺度进行修改设置。
Component：在交流灵敏度分析是选择的元件。即测量被测元件的电压或电流的相对参数灵敏度，直流灵敏度分析对该项不作考虑。
单击“Simulate”按钮，分析开始，按“ESC”停止分析。
直流灵敏度分析的结果以表格形式显示；交流灵敏度分析的结果以曲线形式显示。
第四章EWB应用实例
当对EWB基本了解以后,能否灵活地应用EWB进行电路特性的仿真设计，关键在于应用，这取决于两个方面：
了解EWB软件功能,熟练掌握其使用方法。
熟悉电路原理以及电路设计过程。本章通过几个电路的仿真分析，介绍电路仿真过程和方法，供参考。
4.1 模拟电路的分析设计
4.1.1 共射极单级放大器的设计分析电路指标要求输出电压峰峰值：Vop-p>2V（RL=2KΩ）
中频段电压放大倍数：Aum>20
频带要求：fL<30Hz，fH>2MHz
输入电阻Ri>1 KΩ，Ro<2KΩ
要求采用稳定偏置电路，确保电路工作稳定。
设计过程采用具有分压式串联电流负反馈稳定偏置的共射电路，如图4-1。
工作条件如下：
取Vcc=12V，RL =2KΩ。
因Vop-p>2V，Ucem>1V，为减少失真取UCEQ=3 V以上（假设Uces=1V）。因Ucem>1V，
ICQ= Ucem/（RL ||Rc）=1.0mA，取ICQ=1.5 mA。
（3）双极型晶体管选用2N2222A，设β=100，Ube=0.7V，Re1=1KΩ，UCEQ=1.5V，UBQ=2.2V，Rb2=2.2V/=15 KΩ，Rb1= （Vcc- UBQ）/10IBQ=65 KΩ，取62 KΩ，C1、C2、Ce都取50μF。
性能指标验证利用直流工作点分析功能，测得：ICQ=1.59mA，UCEQ=7.2V。
利用EWB提供的信号源和示波器，测得输出波形如图4-2，波形严重失真。
利用交流分析功能，测得fL=90Hz，fH=4.5MHz，Aum=26。fL不满足要求。
解决方法
（1）适当增大ICQ，波形失真改善不大，但Aum有所增加；取Rb1=42KΩ，ICQ=2.36mA，得UCEQ=5V。在Re1回路串入Re2，Re2=0.025 KΩ，输出波形如图4-3，性能明显改善。Aum=26，Uom=1.3V，fL=42Hz，fH=7.6MHz，表明负反馈具有减少非线性失真，展宽频带的作用。
（2）利用参数扫描分析功能，对C1、C2进行参数扫描，范围50-200μF，fL变化很小对Ce参数扫描，范围50-200μF，fL变化很大，见图4-4。Ce=150μF时，fL=26 Hz。
求输入电阻、输出电阻采用测量法，如图4-5所示，电流表、电压表设为交流模式。测得输入电流为10.71μA，则Ri=50mv/10.71μA – 0.1 KΩ=4.569 KΩ。RL开路时，测得输出电压U`O =2.5 V，RL接入时，测得输出电压UO =1.258 V，则输出电阻RO= RL（U`O / UO -1）=1.97 KΩ。
4.2 数字电路的分析设计
4.2.1 译码器分析要求
（1）建立译码器实验电路。
（2）分析3—8线译码器74138的逻辑功能。
（3）分析BCD码七段显示译码器7447的逻辑功能。
2．电路的基本原理译码器的功能是将输入的二进制代码译成对应输出端的高低电平信号。3—8线译码器74138除了三个代码输入端和八个信号输出端外，还有三个控制端G1、G2A、G2B，只有当G1=1、G2A=G2B=0时，译码器才处于工作状态，否则译码器被禁止，所有输出端为高电平。
BCD码七段显示译码器7447中，D、C、B、A表示输入的BCD码，OA—OG表示输出的7位二进制代码。
电路逻辑功能分析
(1) 建立3—8线译码器74138实验电路。如图4-6所示。调用字信号发生器输入三位二进制代码，双击字信号发生器，打开字信号发生器面板，单击Patter键，在Patter对话框中，选择按递增编码输出“UP COUNTER”。用绿色逻辑探针显示输入状态，用红色逻辑探针显示输出状态。
(2) 打开仿真开关后，单击字信号发生器面板上的单步输出按钮“STEP”，可以观察输出信号与输入代码的关系。
（3）建立BCD码七段显示译码器7447实验电路。如图4-7所示。调用字信号发生器输入四位二进制代码，双击字信号发生器，打开字信号发生器面板，单击Patter键，在Patter对话框中，选择按递增编码输出“UP COUNTER”。 BCD码七段显示译码器7447的输出接七端显示器。
（4）打开仿真开关后，单击字信号发生器面板上的单步输出按钮“STEP”，可以观察输出信号与输入代码的关系。
4.2.2 顺序脉冲发生器要求用中规模集成电路设计一个顺序脉冲发生器。
观察在时钟信号作用下输出状态的变化。
电路基本原理顺序脉冲发生器的功能是在时钟信号作用下的产生一组顺序的脉冲，这组脉冲往往用作系统的控制信号。通常顺序脉冲发生器可以由计数器和译码器构成，计数器状态输出通过译码器产生所需的顺序脉冲。
电路的实现及功能分析
（1）用四位二进制同步计数器74163和3—8线译码器74138构成顺序脉冲发生器实验电路如图4-8所示。计数器的输出QC、QB、QA接译码器的代码输入C、B、A，计数器的CP由时钟信号源提供，频率取10Hz。时钟及译码器的八个输出端均接逻辑分析仪。
(3)打开仿真电源开关，通过逻辑分析仪观察在时钟信号的作用下输出状态的变化。输出波形如图4-9。
实验一 场效应管放大电路一、实验目的熟悉EWB5.0C的操作环境。
学会用EWB画电路图及元器件参数的设置。
学会EWB基本仪器的使用。
实验原理及参考电路分压式自偏压共源放大电路如图S-1所示
实验内容与步骤按图接线，（其中场效应管选用nation12库中的J2N3459）测量静态工作点。
用电压表测出VG、VD、VS，算出VDS、ID。
测量电压放大倍数用信号发生器输入f=1kHz，峰值为20mV的正弦波，用示波器观察输出信号波形，测出 输出电压的峰值。
3、测量输出电阻用万用表测出输出端连接RL和在RL开路的情况下的输出电压，利用表达式：
RO=（VO`/VO – 1）/RL
算出RO的值。
实验 二 共射—共集放大电路实验目的进一步熟悉放大电路技术指标的测试方法。
了解多级放大电路的级间影响。
掌握用波特图仪测量放大电路的通频带。
实验原理及参考电路
阻容耦合放大电路，由于耦合电容的隔直作用，级与级之间的静态工作点是完全独立的，不会相互影响，所以可以一级一级调整各级的最佳静态工作点。但对于交流信号，各级之间却有密切联系：前级的输出电压就是后级的输入信号，而后级的输入阻抗是前级的负载本实验采用共射—共集放大电路。第一级为共射放大电路，具有高的电压增益，但输出电阻大。第二级为共集放大电路，电压增益近似为1，但输入电阻大，向前级索取的功率小，所以对前级影响小；而输出电阻小，可以弥补前级共射放大电路输出电阻大的弱点，带负载能力强。
四、实验内容及步骤按图输入实验电路。三极管选用“2n”库中的2n2222A。
打开仿真电源开关，用万用表测试共集放大电路发射极对地电压。调节电位器Rp，使VEQ2 =8V时，测量放大电路此时的静态工作点。
用万用表测量放大电路的静态工作点。
用“静态分析方法”测量放大电路的静态工作点。
从信号发生器中输出f=1kHz，Vi=20mV（峰值）的正弦波输入放大电路，测试放大电路的总的放大倍数和各级放大电路的放大倍数。
观察各级放大电路的电压波形，并比较相位关系。
测试该放大电路的通频带BW。
用波特图仪测量电路的频率特性，测出下限截止频率和上限截止频率。
用“交流分析方法分析”电路的频率特性，测出下限截止频率和上限截止频率。
测量放大电路的输入电阻和输出电阻
实验 三 差动放大电路一、实验目的学习差动放大电路静态工作点的测试方法。
学习差动放大电路动态参数的（单端输入单端输出或双端输出是差摸放大倍数Ad、共模放大倍数Ac以及共模抑制比KCMR）测试方法。
实验原理与参考电路实验电路见图S-3，这是一个带恒流源的差动放大电路。它具有静态工作点稳定、对共模信号有高的抑制能力，而对差摸信号有放大能力的特点。根据结构，该电路有四种形式：单端输入单端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出、双端输入双端输出。
实验内容和步骤测试静态工作点。
按图接线，当开关S打在左端时，用万用表测出Vc1、Vc2,Vc3；用万用表测出Re 两端的电压，然后计算IE3,Ic1、Ic2。
测试单端输入双端输出差摸放大倍数从信号发生器中输出f=1kHz，Vi=20mV（峰值）的正弦波输入放大电路，测量输出电压值Vo，计算放大倍数，并用示波器观察输出信号。
测试单端输入单端输出差摸放大倍数步骤同上。
测试在恒流源接法和长尾式接法时单端输出的共模抑制比KCMR比较两者的大小。
实验四 负反馈放大电路实验目的研究电压串联负反馈对放大电路性能的改善。
学习负反馈放大电路指标的测试方法。
实验原理和参考电路本实验电路在两级共射放大电路中引入电压串联负反馈，形成负反馈放大器。电压串联负反馈对放大器性能的影响主要有以下几点：
负反馈使放大器的放大倍数降低提高放大倍数的稳定性扩大放大器的通频带影响输入电阻和输出电阻参考电路如图S-4所示。
实验内容与步骤按图连接电路。晶体管采用理想晶体管。
调整电位器Rp，使VE2=0.9V左右，并测量静态工作点。
从信号发生器中输出f=1kHz，Vi=20mV（有效值）的正弦波输入放大电路，用示波器观察并测量闭环时的输入信号输出信号的大小和相位，计算Au。
将开关S打开，用示波器观察并测量开环时的输出信号的大小和相位，计算Au。
5、测量在开环和闭环情况下放大电路的输入电阻和输出电阻。
测量在开环和闭环的情况下放大电路的通频带。
实验五 低频功率放大电路设计
设计要求
设计一个具有弱信号放大能力的低频功率放大电路，在输入正弦信号电压幅度为40—500mV,等效负载电阻式8欧姆时，满足以下要求：
额定输出功率Po > 5W
带宽BW > 10KHz
二、低频功率放大电路设计框图此低频功率放大电路可以由两部分组成：1、前置放大器用于实现对小信号的放大。2、功率放大器用于对输入信号实现功率的放大。其原理框图如图S-5所示。
三、单元电路设计参考功率放大电路的设计指标要求再RL=8Ω时负载上得到的输出功率不小于5W，则输出电压的峰值
Uom > (2Po*RL)1/2≈9.0V
取输出电压的峰值为：10.0V。
另外，设计要求输入正弦信号电压幅度为10—500mV，则放大器总的放大倍数为：
Amax = 10.0/0.04=250
Amin = 10.0/0.5 =20
目前应用较为广泛的功率放大电路有OTL功放电路和OCL功放电路。OTL功放电路的特点是输出端不需要变压器，只需要一个大电容，其电路仅需要单电源供电。OCL功放电路的特点是输出端不需要大电容或变压器，因此易于集成，但需要双电源供电。
根据设计要求，采用甲乙类功率放大电路，其参考电路如图S-6所示。该电路的电压放大倍数为：1。
前置放大电路的设计前置放大电路可以选用集成运算放大器。根据放大倍数的要求大于250，可以采用二级放大。根据对前置放大电路的增益要求，最大增益和最小增益之间相差较大，可以在两级运算放大器之间增加一级信号衰减电路。此处在前置放大器的第一级输出接一可变电阻，根据输入信号的大小调节第二级的输入信号，以控制增益。其参考电路如图S-7所示。各级运放的放大倍数要合理分配，以满足信号的变化时电路增益的要求。图中电阻的阻值请自行设计。
三、实验内容及步骤设计前置放大器。测试在输入正弦信号的变化范围内，是否满足增益要求。测试放大器的带宽是否满足设计要求设计功率放大器。将功率放大器连接到前置放大器分析整个放大器的频率特性；将输入信号调到最大值，频率为10KHz，调节衰减电位器，使输出信号幅度达到最大不失真时，测量放大器的输出功率。
实验六 数字电路基本实验实验目的掌握分析组合电路有无竞争冒险现象的方法，了解采用修改逻辑设计消除竞争冒险现象的方法。
掌握集成同步十进制计数器74160的逻辑功能，用置零法和置数法设计其他进制的计数器。
掌握用555电路设计振荡器的方法掌握逻辑分析仪的使用。
实验原理组合电路中的竞争冒险是指：当组合电路的输入信号发生变化是，电路有可能出现违反逻辑功能的尖峰脉冲。如果负载对尖峰脉冲敏感的话，就必须消除。常用的方法有：接入滤波电路、引入选通脉冲、修改逻辑设计。
集成同步十进制计数器74160除了具有十进制加法计数功能之外，还有预置数、异步置零和保持的功能。其功能表如表T-1所示，其管脚图如图S-10所示。采用置零法和置数法可以用74160构成其他进制的计数器。置零法的基本原理是：当计数器从零状态开始计数，计数到某个状态时，将该状态译码产生置零信号，送到计数器置零端，使计数器重新从零开始计数，这样可以跳跃若干个状态。置数法的原理是：通过给计数器重复置入某个数值，使计数器跳过若干个状态。
555定时器是一种多用途的单片集成电路，利用它能极方便地接成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。因此，555定时器在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域得到应用。
表T-1 74160功能表
CLR
LOAD
ENP
ENT
CLK
A
B
C
D
QA
QB
QC
QD
0
X
X
X
X
X
X
X
X
0
0
0
0
1
0
X
X
↑
X
X
X
X
A
B
C
D
1
1
1
1
↑
X
X
X
X
计 数
1
1
X
0
X
X
X
X
X
保 持
1
1
0
1
X
X
X
X
X
保 持
三、实验内容与步骤
1、组合电路的竞争冒险现象及消除建立如图S-8所示的组合逻辑电路,输入B、C均接高电平，输入A接时钟，时钟频率设为1Hz。输入A与输出Y用示波器监视。写出电路的表达式，然后用示波器观察电路的输出是否满足对应的表达式。
建立如图S-9所示的组合逻辑电路,输入B、C均接高电平，输入A接时钟，时钟频率设为1Hz。输入A与输出Y用示波器监视写出电路的表达式，然后用示波器观察电路的输出是否满足对应的表达式。
采用修改设计的方法消除两个组合电路的竞争冒险现象，然后再进行观察
2、集成同步十进制计数器74160的使用
（1）、建立集成同步十进制计数器74160的实验电路。输出QD、QC、QB、QA接数码管用于观察状态数的变化，同时接逻辑分析仪用于观察时序波形。打开仿真开关，在CP脉冲的作用下，观察数码管显数字的变化规律，并用逻辑分析仪观察状态转换规律。
（2）、用置零法将同步十进制计数器够成六进制计数器，观察数码管显数字的变化规律，并用逻辑分析仪观察状态转换规律。
（3）用置数法将同步十进制计数器够成六进制计数器，观察数码管显数字的变化规律，并用逻辑分析仪观察状态转换规律。
3、用555电路设计振荡器用555电路设计一个输出频率可调的振荡器。555电路管脚如图S-11所示。
用示波器观察输出信号波形，并测量信号的周期；测出振荡器输出信号的频率范围。
实验七 数字电路综合实验 — 数字钟设计设计要求
设计基本要求：
准确计时，用数码管显示、分和秒小时以24小时计时设计扩充要求：
设计时间校正功能设计“闹”钟功能利用石英晶体设计时基电路
* 此实验设计部分内容由课外完成，在课内完成电路的调试与测试。
二、数字钟电路设计框图根据设计要求数字钟电路框图如图S-12所示。图中振荡器用以产生稳定的脉冲信号，作为数字种的时间基准，要求振荡频率为1Hz，为标准的秒信号。为保证数字种的精度，可采用石英晶体振荡器产生高频脉冲，然后经分频获得一秒的标准秒脉冲。秒计数器满60，向分计数器进位；分计数器满60，向小时计数器进位；小时计数器按“24翻1”规律计数。各计数器经译码器驱动数码管显示。当计时出现误差时，用时间校正电路分别对小时、分、秒进行校正。闹钟电路应能根据设定发出控制信号，控制音响电路发出声响，并控制声音的持续时间。
三、部分单元电路设计参考计秒电路设计
根据60进制的要求，可以用两片十进制同步计数器74160实现。一片接成十进制计数器，作为秒计数的个位；另一片接成六进制计数器，作为秒的十位，组成六十进制计数器，完成秒的计时功能。其参考电路如图S-13所示。
秒的译码显示电路设计秒的显示采用两个数码管实现，此时计数器的输出必须经译码以后才可以驱动数码管显示。译码电路不再说明如图S-14所示。
实验内容与步骤设计此数字钟电路的各个单元电路：时、分、秒计数电路，时、分、秒译码显示电路，时基电路可由石英晶体振荡电路实现，或直接由函数信号发生器或时钟信号源产生。
使用EWB的各种仪表调试各单元电路。
调试完成数字钟，测试数字钟的各功能。
设计扩充部分的内容，并调整测试整个电路的功能。
——实验指导（EWB平台）
EWB概述
EWB简介
EWB主要组成
EWB基本界面
EWB基本操作电路的输入与运行子电路的创建和使用文件格式的变换
元器件库及虚拟仪器元器件库介绍及参数设置
信号源库（Sources）
基本元件库
二极管库
模拟集成电路库
混合集成电路库
数字集成电路库
逻辑门电路库
数字器件库
指示部件库
控制部件库
其他部件库虚拟仪器的功能与使用
数字万用表
函数信号发生器
示波器
字信号发生器
逻辑分析仪
逻辑转换仪
EWB分析方法
EWB仿真的基本过程分析方法的参数设置分析方法
EWB应用实例
目 录
绪论 --------------------------------------------------------------------------------------1
元器件库及虚拟仪器------------------------------------------------------------------11
EWB分析方法--------------------------------------------------------------------------26
EWB应用实例--------------------------------------------------------------------------35
实验一场效应管放大电路----------------------------------------------------------------------40
实验二共射—共集放大电路-------------------------------------------------------------------41
实验三差动放大电路----------------------------------------------------------------------------43
实验四负反馈放大电路-------------------------------------------------------------------------45
实验五低频功率放大电路设计----------------------------------------------------------------46
实验六数字电路基本实验----------------------------------------------------------------------49
实验七 数字电路综合实验— 数字钟设计-------------------------------------------------52
EWB 概述
EWB简介
EWB是一种电子电路计算机仿真设计软件，被称为电子设计工作平台或虚拟电子实验室，英文全称Electronic Workbench。EWB是加拿大Interactive Image Technologies Ltd.公司于1988年开发；它以SPICE3F5为软件的核心，增强了其在数字及模拟混合信号方面的仿真功能；SPICE3F5是SPICE的最新版本。EWB建立在SPICE的基础上，具有以下的特点。
EWB具有集成化、一体化的设计环境
EWB具有全面集成化的设计环境，在设计环境中可以完成原理图输入、数模混合仿真以及波形显示等工作。当用户进行仿真时，波形图和原理图同时有效可见，当改变电路连接或元件参数时，显示的波形立即反映出相应的变化，即可以清楚地观察到具体电路元件参数的改变对电路性能的影响。
EWB具有专业的原理图输入工具
EWB提供了友好的操作界面，用户可以轻松的完成原理图的输入。单击鼠标，可以方便的完成元件的选择；拖动鼠标，就可以将元件放到原理图上。EWB具有自动排列连线的功能，同时也允许用户调整电路连线和元件的位置。
EWB具有真实的仿真平台
EWB提供了齐全的虚拟电子设备，包括示波器、函数发生器、万用表、频谱仪、和逻辑分析仪等。操作这些设备如同操作真实设备一样，非常容易。
EWB具有强大的分析工具
EWB提供了14种分析工具，利用这些工具，用户可以了解电路的工作状态，测量电路的稳定性和灵敏度。
EWB具有完整、精确的元件模型元件及其模型在任何分析和设计中都是相当重要的。EWB提供了相当广泛的元器件，共有8000多个器件模型；而且在设计过程中，用户可以根据需要自己添加新的元器件。
EWB的主要组成
EWB系统的组成如同一个实际的电子实验室，主要由以下几个部分组成：元器件栏、电路工作区、仿真电源开关、电路描述区等。其标准工作界面如图1-1所示。
元器件栏中用于存放各种元器件和测试仪器，用户可以根据需要调用其中的元器件和测试仪器。元器件栏中的各种元器件按类别存放在不同的库中，如二极管库、晶体管库、模拟集成电路库等。测试仪器与实际的仪器具有相同的面板和调节旋钮，使用方便。
电路工作区是工作界面的中心区域，它就象实验室的工作平台，可以将元器件栏中的各种元器件和测试仪器移到工作区，在工作区中搭接设计电路。连接并接好测试仪器后，单击仿真电源开关，就可以对电路进行仿真测试。打开测试仪器，可以观察测试结果；再次单击仿真电源开关，可以停止对电路的仿真测试。
电路描述区是EWB系统给用户提供的一个文字区域，用户可以在电路描述区对电路的功能及仿真结果进行说明。
EWB的基本界面
EWB与其他的应用程序一样有一个基本界面，有标题栏、菜单栏、工具栏、元器件栏、仿真开关、暂停/恢复开关、电路工作区、状态栏及滚动条组成。下面介绍其中主要栏目。
菜单栏菜单栏中有六个菜单项，分别是：File、Edit、Circuit、Analysis、Window、Help。每个菜单项的下拉菜单中都包含若干条命令。
File菜单文件菜单项如图1-2所示，其中的大部分菜单项功能与一般的WINDOWS应用程序相同如（New,Open,Save,Save As,Print,Print Setup,Exit）此处不在说明。
恢复存盘命令（File/Revert to saved）
此命令的功能是将当前的电路恢复到最后一次存盘时的形式，执行此命令以后当前对此电路所做的全部修改被取消。
输入文件命令（File/Import）
用于装入SPICE（*.CIR）描述的电路文件，实现对多种电路的仿真。
输出文件命令（File/Export）
此命令用于将当前的电路以指定的格式输出。
安装命令（File/Install）
用于安装EWB系统的附加应用程序。
Edit菜单
Edit菜单如图1-3所示，它所包含的命令有,Cut,Copy,Paste,Delete,Select All,Copy AsBitmap,Show Clipboard,功能与一般的WINDOWS应用程序相同,此处不再详细说明。
(3)Circuit(电路)菜单电路菜单项如图1-4所示，可以实现对元件的位置、属性的设置，子电路的生成，电路图大小的缩放，电路图属性的设置，分析方法的选择。
①旋转（Rotate）、水平翻转（Flip Horizontal）、垂直翻转（Flip Vertical）命令单击需要调整位置的元件，然后选择所需的命令既可实现对所选元件的90度逆时针旋转、水平翻转或垂直翻转。
②元件属性命令（Component Properties）
每个元件都有各自的属性。根据仿真的要求，属性可以修改。选择的元件不同，其属性的多少及内容也就不同。选中某个元件后，单击此菜单项，出现该元件属性的对话框如图1-5所示。
标号（Label）设置用来对电路中的元件标号进行设置；
模型（Model）设置用来对元件模型或元件的参数进行设置；
故障（Fault）设置用来设置元件的两个引脚之间的故障，用来仿真实际元件和电路中出现的故障；
显示（Display）设置用来选择元件的标号、模型是否显示在电路图中；
分析（Analysis Setup）设置用来在分析电路的过程中，对元件特殊参数的设置，（并不是所有的元件都有分析设置）。
③创建子电路命令（Create Subcircuit）
子电路是指用户建立的一种单元电路。可以将子电路存放在用户的器件库中，在需要时调用，供电路设计和仿真时使用。该命令用于子电路的创建。
④放大（Zoom In）缩小（Zoom Out）命令可以对电路进行放大或缩小显示。
⑤电路选项命令（Schematic Option）
用于对电路的显示方式进行设置。单击此菜单项，即弹出如图1-6所示对话框。对话框中有三个选项卡；Grid（栅格）、Show/Hide（显示/隐藏）和Fonts（字型）。在栅格选项卡中可以设置在电路窗口显示或隐藏点状栅格。在显示/隐藏选项卡可以设置显示或不显示某些内容如图1-6所示。在字型选项卡中可以设置元件的标号、标称值的字体和字号。
⑥ 限制命令（Restrictions）
利用限制命令，可以对元件和电路分析提出限制条件；其对话框如图1-7所示。其中General（一般性限制）包括电路口令和电路只读属性的限制；Components（元件限制）包括隐藏故障、锁定子电路和隐藏元件参数值的选项；Analysis（分析限制）用于对电路进行各种分析的方法的限定性选择。
Analysis（分析）菜单分析菜单项如图1-8所示，这些命令可以分为四大类：启动、停止仿真命令，分析选项命令，各类分析命令，显示图表命令。
激活/停止命令（Activate/Stop）
在电路工作区连接电路以后，可以利用激活命令开始仿真实验，或利用停止命令停止仿真实验。
暂停或恢复命令（Pause或Resume）
利用此命令可以暂停正在仿真的实验，单击恢复命令，可以继续进行电路的仿真实验。
分析选项命令（Analysis Options）
分析选项窗口如图1-9所示，可以设置各种分析的参数，以满足实际电路的仿真要求。
14种分析工具
EWB提供了14种分析工具，其中包括6种基本分析工具：直流分析、交流频率分析、暂态分析、傅里叶分析、噪声分析、和失真分析；4种扫描分析工具：参数扫描分析、温度扫描分析、直流和交流灵敏度分析；2种高级分析工具：极点—零点分析和传输函数分析；两种统计分析工具：最坏情况分析和蒙特卡罗分析。关于这些工具的使用将在后续章节介绍。
显示图表（Display Graphs）
显示图表命令是该软件提供给用户的一种便利的工具。在完成电路的仿真实验后，单击此命令，会弹出分析图表窗口，窗口中显示分析结果的参数或分析结果的图形。
Window（窗口）和Help（帮助）菜单此二个菜单的功能与一般的WINDOWS应用程序功能相似此处不再说明。
工具栏工具栏如图1-10所示。工具栏从左至右的图标命令为：新建文件、打开文件、保存文件、打印文件，剪切、复制、粘贴，旋转、水平翻转、垂直翻转，创建子电路，显示图表，元件属性，缩小、放大，缩小或放大的比例，帮助。
3,元器件栏
元器件栏如图1-10所示。单击其中不同的图标可以打开不同的元器件库。从元器件库中调用器件的方法是：首先单击元器件库图标，在库中选择所需的元件，将其拖至工作区即可。EWB提供的元器件库，从左至右分别是：用户器件库、各类电源库、基本器件库、二极管库、晶体管库、模拟集成电路库、数摸混合电路库、数字集成电路库、数字模块库、各类指示器库、控制器单元库、其他元件库和仪器库。
EWB的基本操作
电路的输入与运行电路实验的输入与运行包括以下几个步骤：放置元器件、对元件进行赋值、设置元件标号、调整元件在电路工作区的位置和方向、连接电路、放置并连接测试仪器、运行电路开始仿真分析。利用仪器观察窗口或显示图表观察仿真结果。
放置元器件
单击元器件库，在库中选择所需的元件，用鼠标拖至工作区。
对元件进行赋值
用鼠标双击元件，或选中元件后单击元件属性图标，出现该元件的属性对话框，在对话框中可以对元件进行赋值和设置标号等操作。
调整元件在电路工作区的位置和方向
用鼠标拖动元件，调整元件在工作区中的位置；选中元件后单击旋转、水平翻转、垂直翻转图标可以调整元件的方向。
连接电路将光标指向一个元件的连接点时，在连接点处会出现一个小黑点，按住鼠标左键，移动鼠标，使光标指向另一个元件的连接点，在该连接点处会出现另一个小黑点，放开鼠标，这两个元件对应的连接点就会连接在一起。
当鼠标指向连线时，按住鼠标左键，移动鼠标，可以调整连线的位置。
当鼠标指向连线的一个端点，出现一个小黑点时，按住按住鼠标左键，移动鼠标，可以删除该连接线。
放置并连接测试仪器单击仪器库，在库中选择所需的仪器，用鼠标拖至工作区。将仪器与测试点相连。
运行电路开始仿真单击仿真电源开关，电路开始运行。
观察仿真结果双击仪器可以打开仪器的窗口，可以观察实验结果；或单击显示图表命令，可以观察到电路的测试数据或测试波形。
子电路的创建和使用子电路是指用户建立的一种单元电路。可以将子电路存放在用户的器件库中，在需要时调用，供电路设计和仿真时使用。子电路的创建和使用主要有以下几个步骤：根据设计要求进行子电路的输入，子电路内容的选择，子电路的创建，子电路的调用，和子电路的修改等。
子电路的输入根据需要将要作为子电路的电路输入到工作区；在此基础上再设置一些连接点，将输入、输出端口与这些连接点相连。
选择子电路的内容按住鼠标左键，拖动鼠标，选定创建子电路的内容，系统默认选择的电路部分为红色，没有被选择的电路部分为黑色。
创建子电路单击电路菜单中的创建子电路命令（Circuit/Create Subcircuit）或单击创建子电路图标，出现Subcircuit对话框如图1-11所示；在Subcircuit对话框中输入子电路名称，单击对话框中“Copy from circuit”按钮，被选择的电路就被赋复制到用户的器件库中；同时EWB将自动打开子电路窗口。
子电路的调用
单击元器件栏的最左侧的用户器件库图标，按住鼠标左键，将其拖至工作区，会出现（ChooseSUB）选择子电路窗口，选择所需的子电路名，单击Accept按钮，子电路将作为一个电路模块出现在工作区。
文件格式的变换为了方便使用，EWB软件除了可以对*.EWB文件进行编辑和仿真外，还允许接收其他文件格式描述的电路，或者将电路保存为其他文件格式输出。
当执行File/Import（输入文件）命令是，根据对话框的提示，EWB允许装入SPICE（*.CIR）描述的电路文件，调入该文件后，EWB将其转换为原理图形式，格式转换后，可以对该电路进行各种仿真操作。
当执行File/Export（输出文件）命令时，可以将连接及仿真正确的电路以其他文件格式输出，供第三方电路软件使用。可以供选择的电路输出格式有：
后缀为*.CIR，供SPICE软件使用；
后缀为*.NET，供ORCAD软件、TANGO软件、RPROTEL软件使用；
后缀为*.SCR，供EAGLE软件使用；
后缀为*.CMP，供LAYOL软件使用；
后缀为*.PLC，供ULTIMATE软件使用。
第二章 元器件库及虚拟仪器
2.1 元器件库介绍及参数设置
EWB为用户提供了大量的元器件，这些元器件各自存放在不同的库中。本小节主要介绍元器件图标，了解并熟悉元器件库中的部分常用元器件的参数定义、名称、量纲、缺省值设置范围、使用方法等。
2.1.1信号源库（Sources）
EWB的信号源库提供了全部的独立电源和受控源。其图标如图2-1所示。
第一排从左至右分别是：接地、电池、直流电流源、交流电压源、交流电流源、电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电压源、Vcc电压源、Vdd电压源、时钟源。
第二排从左至右分别是：调幅源、调频源、压控正弦波、压控三角波、压控方波、受控单脉冲、分段线性源、压控分段线性源、频移键控源、多项式源、非线性相关源。
接下来介绍以下常用的信号源的使用，其参数定义、名称、量纲等见表2-1。
地（Ground）
地是电路中各个节点的相对参考点。“地”元件提供了这种参考，并非所有的电路都必须接地，但使用运算放大器、变压器、各种控制源、示波器、函数发生器、波特图仪时必须接地；含模拟和数字元件的电路也必须接地。
电池（Battery）
电池是内阻为零的理想电压源。
直流电流源（DC Current Source）
直流电流源是内阻为无穷大的理想电流源。
交流电压源（AC Voltage Source）
使用交流电压源时，电压设置值为正弦波电压的有效值。若电压u设置为100V，频率设置为1000Hz，相位设置为45度，则写成表达式为：u=100 * 1.414sin（2π1000t + 450）V。
交流电流源（AC Current Source）
交流电流源的参数与交流电压源相同，仅量纲不同而已。
6.压控电压源（Voltage-Controlled Voltage Source）
电压增益E表示输入端电压对输出端电压的控制因子，即E=VO/VI。
7.压控电流源（Voltage-Controlled Current Source）
互导增益G表示输入端电压对输出端电流的控制因子，即G=IO/VI。
8.电流控制电压源（Current-Controlled Voltage Source）
互阻增益H表示输入端电流对输出端电压的控制因子，即H=VO/II。
9,电流控制电流源（Current-Controlled Current Source）
电流增益F表示输入端电流对输出端电流的控制因子，即F=IO/II。
10.“VCC”直流电源直流电源的简化符号，表示对地有+5V的电压，是TTL电路的缺省供电电压，并表示逻辑高电平。
11.“VDD” 直流电源直流电源的简化符号，表示对地有+5V的电压，是CMOS电路的缺省供电电压，并表示逻辑高电平。
12.时钟源（Clock）
时钟源是指幅度、频率、占空比均可调的方波发生器。
表 2-1 信号源表
元器件名称
参数
默认设置值
设置范围
电池
电压 V
12V
μV ～ kV
直流电压源
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
压控电压源
电压增益 E
1V/V
mV/V ～ kV/V
压控电流源
互导 G
1mS
mS ～ kS
电流控制电压源
互阻 H
1Ω
mΩ～kΩ
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
若要对元器件的参数进行设置，只要将工作区中的元件用鼠标双击，系统会弹出元件属性窗口，然后即可对元器件的参数进行设置。
2.1.2基本元件库（Basic）
基本元件库图标如图2-2所示。
第一排从左至右分别是：连接点、电阻、电容、电感、线性变压器、继电器、开关、延迟开关、压控开关、电流控制开关、上拉电阻。
第二排从左至右分别是：电位器、排电阻、电压控制模拟开关、极性电容、可调电容、可调电感、无芯线圈、磁芯、非线性变压器。基本元件库中部分元件的参数说明见表2-2。
表2-2 基本元件库
元器件名称
参数
默认设置值
设置范围
电阻
R
1
Ω～MΩ
电容
C
1
pF～ F
电感
L
1
μH ～ H
线性变压器
匝数比漏感磁感初级绕组电阻次级绕组电阻
2
0.001H
5 H
1E-6
1E-6
开关
键
Space
上拉电阻
电阻R
上拉电压V
1KΩ
5V
V ～kV
电位器
键电阻R
比例设置增量
R
1kΩ
50%
5%
A ～ Z,0-9
Ω～MΩ
0% ～ 100%
0% ～ 100%
排电阻
电阻R
1kΩ
Ω～MΩ
极性电容
C
1μF
pF～ F
可调电容
键电容比例设置增量
C
10μF
50%
5%
A ～ Z,0-9
pF～ F
0% ～ 100%
0% ～ 100%
可调电感
键电容比例设置增量
L
10mH
50%
5%
A ～ Z,0-9
μH ～ H
0% ～ 100%
0% ～ 100%
部分元件使用说明：
开关该元件为单刀双掷开关。通过计算机键盘可以控制它的通断状态。使用时，先用鼠标从库中将该元件拖至工作区，双击元件，在对话框“Key”栏中键入字母作为该元件的代号。缺省设置：Space（空格键）。当要改变开关的通断状态时，敲击该元件的代号字母即可。
电位器在该元件的属性对话框的“Resistance（R）”选项栏中，可以设置两个固定端子之间的阻值。“Setting” 选项表示滑动点左侧电阻占总阻值的百分比。“Key” 选项用于设置控制键字母。“Increment”表示每按一次设置的字母键，滑动点左侧的电阻减少量占总值的百分比。当按一次“Shift + ‘设定的控制字母’”时，左侧的电阻值增加一定的百分比。
可调电容、可调电感此两种元件的使用方法与电位器相同。
排电阻排电阻指8个并列的电阻封装在一个壳内，具有相同的阻值。
2.1.3 二极管库（Diodes）
二极管的图标如图2-3所示；从左至右分别是：普通二极管、稳压二极管、发光二极管、桥式全波整流器、肖特基二极管、可控硅整流器、双向可控硅、三端双向可控硅。
元件的参数及缺省设置如表2-3所示。
表2-3 二极管库
元器件名称
缺省设置值
设置、选择范围
普通二极管
理想状态
General,Motorola,National,Zetex,Philips
稳压二极管
理想状态
General,Motorola,Philips
发光二极管
理想状态
桥式全波整流器
理想状态
General,Motorola,Philips,Zetex,
肖特基二极管
理想状态
Ecg
可控硅整流器
理想状态
2Nxx,BTxx,Cxx,MCRxx,Sxx
双向可控硅
理想状态
Ecg,Motorola
三端双向可控硅
理想状态
2Nxx,MACxx,BTxx
2.1.4 晶体管库(Transistors)
在晶体管库中包含了双极性晶体管、结型场效应管、绝缘栅场效应管等，其符号、特性等在课程中已经作了详细介绍，这里不再叙述。晶体管的缺省值及设置范围和二极管类似。
2.1.5 模拟集成电路库（Analog ICs）
在模拟集成电路库中共包含了3类器件：集成运算放大器、电压比较器和锁相环电路；其中集成运算放大器有四种类型：三端运放、五端运放、七端运放和九端运放。这四种运放的区别是：三端运放只有三个端子：同相输入端、反相输入端、输出端；五端运放比三端运放增加了正电源和负电源两个端子；七端运放和九端运放比五端运放分别增加了两个、四个调整端子。
2.1.6 混合集成电路库（Mixed ICs）
该元件库共包含5大类器件，其图标见图2-4；从左至右分别是：A/D转换器、D/A转换器（电流型）、D/A转换器（电压型）、单稳态触发器、555定时器。
2.1.7 数字集成电路库（Digital ICs）
数字集成电路库包含了74系列和CMOS结构的4xxx系列元件，其缺省值设置及选择范围见表2-4。
表 2-4 数字集成电路库
元器件名称
缺省值
设置、选择范围
74xxx
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
2.1.8 逻辑门电路库（Logic Gates）
该库包含了基本逻辑门电路，其图标如图2-5所示。其中第一排图标所示为基本逻辑门电路，每个门电路的输入端可通过元件属性对话框设置为2 –8个。第二排图标所示为集成逻辑门电路，选中某一个电路后可以在其弹出对话框中选择具体的集成电路型号。
2.1.9 数字器件库（Digital）
数字器件库的图标如图2-6所示。其中第一排图标为半加器、全加器和基本触发器。第二排图标为集成的多路选择器、多路分配器、编码器、运算电路、计数器、移位寄存器和触发器，选中某一个电路后可以在其弹出对话框中选择具体的集成电路型号。
2.1.10 指示部件库（Indicators）
指示部件库的图标如图2-7所示。从左至右分别是：电压表、电流表、灯泡、彩色指示器、数码显示器、带译码数码显示器、蜂鸣器、条形光柱,带译码条形光柱。部件的参数设置如表2-5所示。
部分元件使用说明：
电压表
多个电压表可以同时使用；可以测量交、直流电压（由元件属性对话框设置）；电压表有暗线端为负极端子。
电流表
多个电流表可以同时使用；可以测量交、直流电流（由元件属性对话框设置）；电流表有暗线端为负极端子。
彩色指示器
彩色指示器相当于一个发光二极管，仅有一个端子。它连接到电路中的某点时，当该点的电平达到高电平时便发光指示。该器件可以用来显示数字电路中某一点电平的状态。
数码显示器、带译码数码显示器
数码显示器就是七段LED数码显示器；带译码数码显示器仅有4个输入端，可以将4位编码对应的十六进制的0—F予以显示。
蜂鸣器
该器件相当于一个压电陶瓷片晶体。当两端电压超过设置电压是，计算机内的扬声器会发出声响。
条形光柱、带译码条形光柱条形光柱由十个LED发光管同向并排排列构成。通过电压比较器来检测输入电压的高低，可以把检测的结果送到光柱中某一个LED以显示电压的高低。部件左侧为阳极，右侧为阴极。正向电压降可由元件属性对话框设置。带译码条形光柱相当于10个LED串联，如果美意个点亮电压为1V，当接入电压为5V时，仅下面5个LED发光。点亮每一个LED的电压值（从最低段到最高段）：Von = VL +（VH-VL）*（n-1）/ 9,其中n 为点亮LED的数量。VH、VL可由元件属性对话框设置。
表2-5 指示部件库
元件名称
缺省设置
设置、选择范围
电压表
内阻：1MΩ
模式：DC
1Ω – 999.99TΩ
交流、直流
电流表
内阻：1nΩ
模式：DC
1pΩ – 999.99Ω
交流、直流
灯泡
PMAX=10W
VMAX=12V
W – kW
V - kV
彩色指示器
红色
红色、兰色、绿色
蜂鸣器
频率：200 HZ
电压：9 V
电流：0.05 A
条形光柱
正向电压VF：2V
VF处电流IF：0.03A
正向电流ION：0.01A
带译码条形光柱
最低段最小导通电压VL：1V
最高段最小导通电压VH：10V
在EWB系统中还有两个元件库：控制部件库和其他器件库；因为在电子线路中较少用到，故不作介绍。
另外，在使用以上所介绍的元器件时，如果对元器件的功能不清楚可以使用系统帮助，方法为：选中元器件，然后单击帮助按钮即可。
2.2 虚拟仪器的功能和使用
EWB的仪器库中有数字万用表、函数发生器、示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪共七种仪器。使用时用鼠标点击仪器库图标，便可弹出仪器库，然后用鼠标拖其中某一个仪器的图标即可，对此图标双击就可以得到该仪器的面板。仅允许图标中的端子与电路连接。
2.2.1 数字万用表数字万用表的图标和面板如图2-8所示。它能自动调整量程，完成交直流电压、电流和电阻的测量，也可以分贝（dB）形式显示电压和电流。测量时必须使工作态“启动/停止”开关处于“启动”状态。
点击数字万用表面板中的“Settings”按钮，就会弹出一个对话框，从中可以对万用表内部的参数进行设置。
“Ammeter resistance” — 用于设置与电流表串联的内阻，其大小影响电流的测量精度。
“Volmeter resistance”— 用于设置与电压表并联的内阻，其大小影响电压的测量精度。
“Ohmmeter current” — 用欧姆表测量时，流过欧姆表的电流。
“Decibel standard” — 用于设置分贝标准。分贝标准是指设置0 dB的标准，若把1V电压设为0 dB的标准，当测量电压为10V，显示为20dB。
2.2.2 函数信号发生器函数信号发生器图标和面板如图2-9所示；函数信号发生器能够产生0.1 – 999MHz的3种信号。信号的幅度可以在mV – kV 之间设置。对三角波和方波可以设置其占空比大小，设定范围为：0.1 – 99%。偏置电压设置（offset）是指把正弦波、三角波、方波叠加在设置的偏置电压上输出。
在仿真过程中要改变输出波形、大小、占空比、或偏置电压时，必须暂时关闭电子工作平台的电源开关。在对上述内容改变后，重新启动一次“启动/停止”开关，函数信号发生器才能按新设置的数据输出信号波形。
2.2.3 示波器示波器的图标和面板如图2-10所示。其功能和操作方法和一般实验室所使用的示波器类似。共有4个输入端子：下放两个为信号输入端子，右上方为接地端子，右下方为触发信号输入端子。接下来介绍以下不同于普通示波器的一些特点。
波形参数的测量在扩展的示波器面板（要扩展示波器面板可以单击面板上方的“Expand”按钮）的屏幕上有两条可以左右移动的读数指针。指针上方有三角形标志。通过鼠标可以拖动读数指针左右移动，见图2-11。
在屏幕下方有三个测量数据显示区。左侧数据区表示1号读数指针所指信号的数据。T1表示1号读数指针离开屏幕最左侧所对应的时间，时间单位取决于“Time base,设置的时间单位；VA1、VB1分别表示通道A、B的信号幅度值，其值为电路中测量点的实际值，与“放大、衰减开关”设置值无关。中间数据区表示2号读数指针所指信号的数据。右侧数据区表示两个读数指针所指信号的差值。
为了测量方便准确，点击“Pause”使波形冻结，然后再测量更好。
信号波形显示颜色的设置只要将A、B通道连接的导线的颜色进行设置，显示波形的颜色便与导线的颜色相同。方法是：双击连接的导线，在弹出的对话框中对导线的颜色进行设置。
展开的面板缩小单击展开面板右下方的“Reduce”按钮即可将展开的面板缩小。
改变屏幕背景颜色单击展开面板右下方的“Reverse”按钮，即可改变屏幕背景颜色。
波特图仪波特图仪是用来测量和显示一个电路、系统或放大器频率特性的一种仪器，类似于实验室的频率特性测试仪（扫频仪），图2-12 所示是波特图仪的图标和面板。
波特图仪与电路的连接从上图可以看到，波特图仪有输入端口“In” V+ （左端子）、V-（右端子），输出端口Out V+ （左端子）、V-（右端子）。输入端口的V+ （左端子）、V-（右端子）分别连接到电路输入端口的正端和负端，输出端口V+ （左端子）、V-（右端子）分别连接到电路输出端口的正端和负端。由于波特图仪本身没有信号源，所以在使用波特图仪时，必须在电路的输入端口接入交流信号源（或函数信号发生器）。
波特图仪面板参数设置结合图2-13说明有关参数的设置。通过参数设置面板第一栏的“Magnitude”和“Phase”按钮可以分别显示系统的幅频和相频特性。当特性曲线显示时，X轴坐标“Horizontal”表示测量信号的频率，可以用“Log”和“Lin”按钮确定是对数坐标还是线性坐标，通过对波特图仪面板中“Horizontal”字符下方的频率设置对话框来设置波特图仪频率的初始值I（Initial）和最终值F（Final）。
“Vertical”表示Y轴显示类型。测量幅频特性时，若单击“Log”按钮，Y轴的刻度单位是分贝；当单击“Lin”按钮，Y轴的刻度是线性刻度。若测量相频特性是，Y轴表示相位，单位是度，为线性刻度。
读数测量
利用鼠标拖动读数指针或单击读数指针移动按钮，可测量某个频率点的幅度或相位，其读数显示在面板的右下方。
对波特图仪的设置选择“Analysis”菜单命令，打开“Analysis options”对话框，再打开该对话框的“Instruments”卡可以对波特图仪进行设置。“Points per cycle”（每个周期显示的点数）设置的大时可以提高读书精度，但将增加运行时间。
字信号发生器字信号发生器是一个能产生16位同步逻辑信号的仪器，可以用来对数字逻辑电路进行测试，又称数字逻辑信号源，字信号发生器图标和面板如图2-14所示。
字信号发生器与电路的连接字信号发生器图标下沿有16个输出端口，每一个端口都可以连接到电路的输入端。字信号发生器输出端口的输出电压范围是：低电平为0V，高电平为4-5V，输出电流取决于电路的输入电阻。由于字信号发生器没有公共输出端，故电路公共端要连接地符号。
字信号的写入在面板的最左侧是字信号编辑区，16位的字信号以4位十六进制形式进行编辑和存放。编辑区的地址范围为0000H — 03FFH共计1024条字信号。用鼠标单击某一条字信号即可实现对其定位和写入，此时“Address”中的“Edit”框中立即显示16位地址编号。
字信号地址编辑区的设置
“Address”为字信号发生器地址编辑区。其中“Edit”表示正在编辑的那条字信号的16位地址。当启动字信号发生器对外输出时，“Current”表示正在输出的那条字信号的地址。当停止输出时，可对其改写。“Initial”和“Final”分别表示字信号地址的初值和终值，设置后，字信号从初值开始逐条输出。
字信号的输出方式
“Cycle”表示字信号在设置的地址的初值到终值之间循环以设定频率输出。
“Burst”表示字信号在设置的地址的初值逐条输出，到终值便自动停止输出。
“Step” 表示鼠标单击一次，输出一条字信号。
“Cycle” 和“Burst”输出方式的快慢，可通过“Frequency”输入框中设置的数据来控制。
“Break point”用于设置中断点。在“Cycle” 和“Burst”输出方式中，要想使字信号输出到某一条后自动停止，只需预先单击该条字信号，然后再单击“Break point”按钮。利用“Break point”按钮可以设置多个断点。
当字信号输出到断点而暂停输出时，可单击“Pause”按钮或F9键来恢复输出。
当需要清除设置的断点时，打开“Pattern”对话框，单击“Clear buffer”按钮即可。
触发方式当选择“Internal”触发方式时，字信号的输出直接手输出方式按钮的控制。当选择“External”时，必须接入外触发信号，而且要设置“上升沿触发”或“下降沿触发”，然后单击输出方式按钮。只有外触发信号到来时才启动信号输出。
“Pattern”对话框单击“Pattern”按钮，弹出如图2-15所示的对话框。单击该对话框中的“Clear buffer”按钮，则可清除字信号编辑区内设置的全部内容（含设置的断点地址），字信号的全部内容恢复为0000H。
“Open”表示打开字信号文件。
“Save”表示将字信号文件存盘，字信号文件的后缀为“DP” 。
“Up counter”表示在字信号编辑区地址范围0000H-03FFH内，其内容按逐个递增方式进行编码。
“Down counter” 表示在字信号编辑区地址范围0000H-03FFH内，其内容按逐个递减方式进行编码。
“Shift right” 表示字信号按8000H，4000H，2000H，1000H，0800H的次序进行编码。
“Shift left” 表示字信号按0001H，0002H，0004H，0008H，0010H的次序进行编码。
逻辑分析仪
逻辑分析仪可以同步记录和显示16路逻辑信号，可用于对数字逻辑信号的高速采集和时序分析。逻辑分析仪的图标和面板如图2-16所示。
逻辑分析仪和数字电路的连接图标左侧的16个端口是逻辑分析仪的输入信号端口，使用时连接到电路的测量点。面板图中“Clock”下方的按钮为“采样时钟设置按钮。当单击,Set...”按钮后，将打开“Clock setup”对话框，如果将对话框中的“Clock mode”项设置为“External”时，图标中的“外时钟输入”端口必须接外部时钟，否则逻辑分析仪不工作。
图标中的“时钟控制输入”端口的功能是控制外部时钟。
图标中的“触发控制输入”端口的功能是控制触发字。
对逻辑分析仪面板图的说明面板的最左侧16个圆圈代表16个输入端，小圆圈内“0”或“1”符号实时显示各路输入逻辑信号的当前值。
被采集的信号以方波的形式显示在屏幕上。当该变输入信号的连线颜色时，显示波形的颜色立即改变。
面板中的“Clock per division”用于设置时间基线刻度。当波形拥挤时可以将时间基线设置的低一些。
拖动读书指针上部的三角形可以读取波形的逻辑数据。其中T1、T2分别表示读书指针1、2离开时间基线零点的时间，T2-T1表示两个读书指针之间的时间差。
采样时钟设置说明用鼠标单击面板中“Clock”下方的“Set...”按钮便可以打开“Clock Setup”对话框如图2-17。
“Clock edge”表示在时钟的上升沿或下降沿采样。
“Clock mode”表示选择内部时钟或外部时钟。当采用内部时钟时，可在本对话框中“Internal clock rate”项进行设置，以改变采样时钟的速率。
“Clock qualifier”表示时钟限制，该位设置为1，表示时钟控制输入为1时开放时钟，逻辑分析仪可以进行波形采集；若该位设置为0，表示时钟控制输入为0时开放时钟；若该位设置为x，表示时钟总是开放，不受时钟控制输入限制。
对话框的左下方“Pre-trigger samples”、“Post-trigger samples”、“Thresholdvoltage（v）”分别表示触发前数据采集的点数、触发后数据采集的点数 和触发信号电平门限值的设置。触发发生后，逻辑分析仪按照设置的点数显示触发前波形和触发后信号波形，并标出触发的起始点。在触发前，单击“Stop”按钮可以显示触发前的波形。任何时候单击“Reset”按钮，逻辑分析仪都会复位，清除显示波形。
触发方式选择的说明单击逻辑分析仪右下角“Trigger”字符下方的“Set...”按钮可以打开触发方式对话框如图2-18。对话框中有三个触发字，其识别方式可以通过“Trigger combination”进行选择，分成8种组合方式：
A or B,A or B or C,(A or B)then C、A then (B or C)、A then B then C,A then B( no C)。
触发字的某一位设置为x时，表示该位取值为“任意”（0、1均可）。3个触发字的默认设置均为xxxxxxxxxxxxxxxx，表示只需第一个输入逻辑信号到达，无论是0或1电平，分析仪均被触发而采集波形数据，否则必须满足触发字的组合条件才被触发。
第三章 EWB分析方法
EWB仿真的基本过程
EWB利用计算机的强大的计算功能来完成对模拟电路、数字电路、混合电路的性能仿真和分析，用户在电子工作平台上创建一个电路以后，启动电子工作台电源开关或选择适当的仿真分析方法，便可以从示波器等虚拟仪器（或分析图表）上看到仿真分析结果。
EWB对电路的仿真分析过程有如下四个步骤：
1.数据输入：将创建的电路结构、元器件数据读入，选择分析方法。
2.参数设置：程序会检查输入数据的结构和性质，以及电路中阐述的内容，对参数进行设置。
3.电路分析：对输入数据进行分析计算，形成电路的数值解，并将相关的数据送给输出级。
4.数据输出：仿真运行的结果有的直接在示波器中显示，有的在分析显示图中以数据表格、波形形式和曲线形式显示。
分析方法的参数设置
EWB考虑到使用者对分析内容、分析精度的不同要求，以及使用的虚拟仪器和设置MOS管构造模型的不同等因素，对“Analysis”菜单中的“Analysis Options”的参数，可根据需要重新进行设置。要熟练地对电路进行仿真，熟悉并掌握上述有关内容的含义、参数设置的范围很有必要。
在分析选项对话框中共有五项内容：总体分析选项（Global）、直流分析选项（DC）、瞬态分析选项(Transient)、器件分析选项(Device)、仪器分析选项(Instruments)。下面就每一个卡中参数的含义、参数的设置要求进行说明。
3.2.1总体分析选项总体分析选项的内容及其含义见表3-1。
表 3-1总体分析选项卡内容
总体分析选项
含义和设置要求
ABSTOL
(Absolute current tolerance)
电流的绝对精度，通常小于电路中最大电流信号的6-8个数量级。缺省设置为：1.0E-12。
GMIN
(Gmin minimum conductance)
最小电导。该值不能设置为零，增大该值可以改善收敛性，但影响仿真精度。
PIVREL
（pivot relative ratio）
最大矩阵项与主单元值的相对比率设定在0 – 1之间。缺省值为：0.001。
总体分析选项
含义和设置要求
PIVTOL
(Pivot absolute tolerance)
主元矩阵项最小值。缺省设置：1.0E －13。
RELTOL
(Relative error tolerance)
相对误差精度。改变此值会影响仿真速度和收敛性。取值在1.0E －6 到0.01之间。缺省值为：0.001。
TEMP
(Simulation temperature)
仿真温度。缺省值为：27度。缺省设置
VNTOL
(Absolute voltage tolerance)
电压绝对精度。通常小于电路最大电压信号的6-8个数量级。缺省设置：1.0E －6。
CHGTOL
(Charge absolute)
电荷绝对精度。缺省设置：1.0E －14。
RAMPTIME
(Ramp time)
斜升时间。在确定时间内独立源、电容和电感从零至终值的条件。缺省设置：0。
CONVSTEP
(Relative convergence step size limit)
相对收敛步长限制。在求解直流工作点时，建立相对步长限制自动控制收敛。缺省设置：0.25。
CONVABSTEP
(Absolute convergence step size limit)
绝对收敛步长限制。在求解直流工作点时，建立绝对步长限制自动控制收敛。缺省设置：0.1。
CONVLIMIT
(Convergence limit)
收敛限制。用于某些元件模型内部的收敛算法。缺省设置：ON。
RSHUNT
(Analog node shunt resistance)
模拟节点分流电阻。在节点和地之间接入电阻，该电阻应该较大。缺省设置：不选用。若选用该项，则电阻为1.0E +12。
MB
(Temporary file size for simulation)
仿真临时文件的规模。缺省设置：10。
3.2.2直流分析选项直流分析选项卡如图3-1所示。
ITL1 (Operating Point Analysis Iteration Limit)：工作点分析迭代极限。其功能是限制牛顿—拉夫申的迭代次数。缺省设置：100。若出现“直流分析时不收敛”等情况，可在500-1000的范围内增加该值。
GMINSTEPS (Steps in Gmin stepping algorithm)：Gmin步进算法步长。适当选择该值，有助于直流工作点分析时的求解。缺省设置：10。
SRCSTEPS (Steps in source stepping algorithm)：source步进算法步长。适当选择该值，有助于直流工作点分析时的求解。缺省设置：10。
3.2.3瞬态分析选项瞬态分析选项卡如图3-2所示。
ITL4(Transient time point iterations)：瞬态分析每时间点迭代次数的上限。减小此值会缩短瞬态分析的时间，但过分内降低该值会引起不稳定。缺省设置：10。若出现“时间步长太小”或“瞬态分析不收敛”等情况，可增大此值至10-20。
MAXORD(Maximum order for integration method)：积分方法的最大阶数。一般情况采用取值范围：2-6。
TRTOL(Transient error tolerance factor)：瞬态误差精度因素。缺省设置：7。一般情况不需要调整。
METHOD(Transient analysis integration method)：瞬态分析数字积分方法。缺省设置：TRAPEZOIDAL（梯形法）适合震荡电路模式，GEAR（变阶积分）适合诸如有理想开关的电路。
ACCT(Print statistical data)：打印数据。显示仿真过程的有关信息。缺省设置：ON。
3.2.4器件分析选项器件分析选项卡如图3-3所示。
DEFAD(MOS drain diffusion area)：MOSFET漏极（drain）扩散区面积。缺省设置：0。
DEFAS(MOS source diffusion area)：MOSFET源极（suorce）扩散区面积。缺省设置：0。
DEFL(MOS channel length)：MOSFET沟道长度。缺省设置：0.0001。
DEFW(MOS channel width)：MOSFET沟道宽度。缺省设置：0.0001。
TNOM(Model parameter normal tempetature)：模型参数标称温度。缺省设置：27度。
BYPASS(Nonlinear Model Evaluation Device Bypass)：非线性模型评估器件。缺省设置：ON。若选OFF将增加仿真时间。一般情况不需要调整。
TRYTOCOMPACT(Compact transmission line data)：小型传输线数据。仅用于有耗传输线的仿真。缺省设置：OFF。
3.2.5仪器分析选项仪器分析选项卡如图3-4所示。
Oscilloscope（示波器）有如下设置选项：
Pause after each screen：示波器显示一屏波形后暂停。缺省设置：不选用。
Generate time steps automatically：自动产生时间步长。缺省设置：选用。缺省设置时，“Minimum number of time points”（时间点最小值）缺省设置：100。“Maxmum time step”（最大时间步长）缺省设置：0.072。当要求示波器波形失真小时，可不选用“自动产生时间步长”项，根据需要对“Minimum number of time points”项进行设置。
(2)Initial conditions（初始条件）用于瞬态分析，有三个选项：
Set to zero：初始条件为零进行瞬态分析，缺省设置：不选用。
User defined：使用用户定义的初始条件进行瞬态分析，缺省设置：不选用。
Calculate DC operating point：将直流工作点分析结果作为初始条件进行分析。缺省设置：选用。
(3)Bode plotter（波特图仪）
Points per cycle：波特图仪每个周期分析的点数。缺省设置：100。
(4)Logic analyzer（逻辑分析仪）
Pre-trigger samples：逻辑分析仪触发前存储的点数。缺省设置：100。
Post-trigger samples：逻辑分析仪触发后存储的点数。缺省设置：1000。
Thresholdvoltage：逻辑分析仪高、低电平的门限电压。缺省设置：3.5V。对其他类型的电路如CMOS 和ECL可以改变此值。
3.3分析方法
EWB共有13种分析方法，用户可以根据仿真电路、仿真目的和要求进行选择。下面介绍部分常用的分析方法的功能和使用方法。
3.3.1直流工作点分析直流工作点分析是其他分析的基础；在对电路进行直流工作点分析时，电路中的交流源将被自动置零，电容视为开路，电感视为短路，数字器件视为高阻接地。直流工作点分析的步骤如下：
（1）在电子工作平台上画出待分析的电路，然后用鼠标单击“Circuit”菜单中的“Schematic Options”，选定“Show nodes”（显示节点）把电路的节点标志显示在图上。
（2）用鼠标单击“Analysis”（分析）菜单中的“DC operating point”项，EWB自动把电路中所有的节点电压数值及流过电源支路的电流数值显示在“分析结果图”中。
3.3.2交流频率分析交流频率分析，即频率响应分析。分析时首先对电路进行直流工作点分析，为建立电路中非线性元件交流小信号模型奠定基础。输入信号为正弦波形式。若使用函数信号发生器作为输入信号时，即使选用“三角波”或“方波”形式，分析时EWB也将自动将它改为正弦波输出。
对电路中的某节点进行频率分析时，会自动产生该节点电压为频率函数的曲线（幅频特性曲线）及该节点电压相位为频率函数的曲线（相频特性曲线）。结果与波特图仪分析相同。
交流分析步骤如下：
（1）在电子工作平台上画出待分析的电路，然后用鼠标单击“Circuit”菜单中的“Schematic Options”，选定“Show nodes”（显示节点）把电路的节点标志显示在图上。
（2）用鼠标单击“Analysis”（分析）菜单中的“AC Frequency”（ 交流频率分析）项打开相应的对话框，根据提示设置参数。对话框中参数的含义如下：
Start frequency（FSTART）：扫描起始频率，缺省设置：1Hz。
End frequency （FSTOP）：扫描终点频率，缺省设置：1GHz。
Sweep type：扫描种类，显示曲线X轴刻度形式，有十倍频（Decade）、线性（Line）、二倍频（Octave）三种。缺省设置：Decade。
Number of points：显示点数，缺省设置：100。
Vertical scale：显示曲线Y轴刻度形式，有对数（Log）、线性（Line）、分贝（Decibel）三种，缺省设置：Log。
Nodes for analysis：待分析的节点，可同时分析多个节点。在“Nodes in circuit”栏中选择待分析的节点，单击“Add”按钮，待分析的节点便写入“Nodes for analysis”栏中。若从“Nodes for analysis”栏中移出分析节点，先在该栏中选择待移出的节点，然后单击“Remove,按钮即可。
（3）单击“Simulate”按钮，显示已选节点的频率特性。
3.3.3 瞬态分析瞬态分析，就是时域分析（Time-domain analysis），观察电路节点电压对时间变量的响应，EWB软件将每一个输入周期划分成若干个时间间隔，而且在对每一个时间点执行一次直流工作点分析。某个节点的电压波形是通过对整个周期内的每个时间点的电压数值来测定的。在瞬态分析时，直流电源保持常数，交流信号源数值随时间而变，电路中的电容和电感都以能量储存形式出现。
如果先执行了直流工作点分析，EWB将以直流工作点分析的结果作为瞬态分析的初始条件。如果“Set to zero”被选用，瞬态分析将从零初始条件开始。如果“User-defined”被选用，则瞬态分析将以“Component Properties”对话框中所设置的条件作为初始条件进行分析。
瞬态分析分析的步骤如下：
1.画电路图并显示节点。
2.选择“Analysis”（分析）菜单中的“Transient”项，打开相应的对话框，根据对话框的提示设置参数。
对话框中各参数的含义如下：
Set to zero：初始条件为零开始分析。缺省设置：不选用。
User defined：由用户定义的初始条件进行分析。缺省设置：不选用。
Calculate DC operation point：将直流工作点分析的结果作为初始条件进行分析。缺省设置：选用。
Start time（TSTART）：瞬态分析起始时间。要求大于零小于终点时间。缺省设置：0 s。
Stopt time（TSTOP）：瞬态分析结束时间。必须大于起始时间，缺省设置：0.001 s。
Generate time steps automatically：自动选择一个较为合理的最大的时间步长。缺省设置：选用。该参数有两项设置“Minimum number of time points”仿真图上，从起始时间到终点时间的点数，缺省设置：100。“Maxim time step”最大时间步长，缺省设置：1.0E－5.0s。这两项设置是关联的，只要其中设置一个，另一个会自动变化。
Set plotting increment/plotting increment：设置绘图线增量。缺省设置：1.0E－5.0s。它跟随“Minimum number of time points”的设置值自动变化，也可以单独设置。
Nodes for analysis：待分析的节点。
3.按“Simulate”按钮，显示待分析的节点的瞬态响应波形，按“ESC”键停止仿真运行。
3.3.4 参数扫描分析参数扫描分析就是检测电路中某个元件的参数，在一定取值范围内变化时对电路直流工作点、瞬态特性、交流频率特性的影响。在实际电路设计中，可以针对某一技术指标，如三极管电流、管压降、电压放大倍数、上限频率、下限频率等对电路的某些参数、性能指标进行优化。
参数扫描分析的步骤如下；
画电路图并显示节点。
（2）选择“Analysis”（分析）菜单中的“Parameter Sweep”项，打开相应的对话框，根据对话框的提示设置参数。
对话框中各参数的含义如下：
Component：选择待扫描分析的元件。
Parameter：选择扫描分析元件的参数。对于电容器意指电容，对于电阻器意指电阻，对于电感线圈意指电感，对于交流信号源意指其幅度、频率、相位，对于直流电压源仅指其电压大小。使用者必须根据被扫描元件的参数来设置。
Start value：待扫描元件的起始值。其值可以大于或小于电路中所标注的参数值。缺省设置：电路中元件的标注参数值。
End value：待扫描元件的终值。缺省设置：电路中元件的标注参数值。
Sweep type：扫描类型，包括：十倍频（Decade）、线性（Line）、2倍频（Octave）。缺省设置：十倍频（Decade）。
Increment step size：扫描步长，仅在线性（Line）扫描形式时允许进行设置。缺省设置：1。
Output node：待分析节点，每次扫描仅允许选取一个节点。
Sweep for DC Operating Point（直流工作点）/Transient Analysis（瞬态）/AC Frequency Analysis（交流频率）：选择扫描类型。缺省设置：Transient Analysis（瞬态）。
当选择了Transient Analysis（瞬态）或 AC Frequency Analysis（交流频率）时，可分别单击“Set Transient options”（设置瞬态选项）、“Set AC options”（设置交流选项）按钮，打开对话框进行相应的设置。
单击“Simulate”按钮，开始扫描分析，按“ESC”停止分析。
扫描分析结果以曲线形式表示，曲线数目与“扫描类型”设置有关。采用线性扫描方式时，曲线数目等于参数终值减去初始值除以扫描步长；采用十倍频扫描方式时，曲线数目等于初始值乘10的倍数直至终值的倍数值；采用2倍频扫描方式时，曲线数目等于初始值直至终值的倍数值。
参数扫描分析时，数字器件将被当作高阻接地。
温度扫描分析温度扫描分析就是研究在不同温度条件下的电路特性（在EWB中主要考虑电阻和半导体器件的温度特性）。
温度扫描分析步骤如下：
(1) 画电路图并显示节点。
（2）选择“Analysis”（分析）菜单中的“Temperature Sweep”项，打开相应的对话框，根据对话框的提示设置参数。
对话框中各参数的含义如下：
Start temperature：起始分析温度。缺省设置：27度。
End temperature,终止分析温度。缺省设置：27度。
Sweep type：扫描类型，包括：十倍频（Decade）、线性（Line）、2倍频（Octave）。缺省设置：十倍频（Decade）。
Increment step size：扫描步长，仅在线性（Line）扫描形式时允许进行设置。缺省设置：1。
Output node：待分析节点，每次扫描仅允许选取一个节点。
Sweep for DC Operating Point（直流工作点）/Transient Analysis（瞬态）/AC Frequency Analysis（交流频率）：选择扫描类型。缺省设置：Transient Analysis（瞬态）。
当选择了Transient Analysis（瞬态）或 AC Frequency Analysis（交流频率）时，可分别单击“Set Transient options”（设置瞬态选项）、“Set AC options”（设置交流选项）按钮，打开对话框进行相应的设置。
(3) 单击“Simulate”按钮，开始扫描分析，按“ESC”停止分析。
(4) 设置电阻的温度特性时，双击选定电阻，弹出“Resistor properties”对话框，对其温度系数进行设置。其中“Resistance”表示电阻设置的基本数值或称为标称温度时的电阻值（Value（Tnom）），“First-order temperature coefficient”表示电阻的一阶温度系数（简写为Tc1），“Second -order temperature coefficient” 表示电阻的二阶温度系数（简写为Tc2）。
只有预先对电阻的温度特性进行设置，在温度扫描分析中，电阻的温度特性对电路的特性的影响才能体现出来。
傅立叶分析所谓傅立叶分析就是求解一个时域信号的直流分量、基波分量、和谐波分量的幅度和相位。傅立叶分析前，首先确定分析节点，其次把电路的交流激励信号源的频率设置为基波频率。如果电路存在几个交流源，可将基波频率设置在这些频率值的最小公因数上，例如有6.5kHz和8.5 kHz的两个交流信号源，则取0.5 kHz，因为0.5 kHz的13次谐波是6.5kHz，17次谐波是8.5 kHz。
傅立叶分析的步骤如下：
(1) 画电路图并显示节点。
（2）选择“Analysis”（分析）菜单中的“Temperature Sweep”项，打开相应的对话框，根据对话框的提示设置参数。
对话框中各参数的含义如下：
Output node：待分析节点，缺省设置：电路中的第一个节点.
Fundamental fequency:：基波频率，即交流信号激励源的频率或最小公因数频率。频率的确定由电路所要处理的信号来决定。缺省设置：1.0 kHz。
Number of harmonics：包括基波在内的谐波总数。缺省设置：9。
Vertical scale：Y轴刻度类型选择，包括：对数（Log）、线性（Line）、分贝（Decibel）三种，缺省设置：线性（Line）。
Display phase：显示傅立叶分析的相频特性。缺省设置：不选用。
Output as line graph：显示傅立叶分析的幅频特性。缺省设置：不选用。
单击“Simulate”按钮，显示经傅立叶变换后的离散频谱波形，按“ESC”停止分析。
直流和交流灵敏度分析当电路中某个元件参数值发生变化时,必然会影响到电路中节点电压、支路电流的大小和频率响应指标。灵敏度分析就是研究元件参数变化对它们的影响程度。假定电路中的某个元件参数为x，电路中某个节点的电压（或支路电流）、频率响应指标作为x的函数，用Y（x）表示，则定义函数Y（x）对x 的灵敏度：Sxy ＝бy／бx。 进行直流灵敏度分析时，首先进行电路的直流工作点分析，然后再作直流灵敏度分析交流分析是进行交流小信号状态下的分析。
直流灵敏度分析时，一次可以得到某个节点电压（或支路电流）对电路中所有元件参数变化的灵敏度。交流灵敏度分析时，一次仅能分析一个元件参数变化的灵敏度。
灵敏度分析步骤如下：
(1) 画电路图并显示节点。
（2）选择“Analysis”（分析）菜单中的“Sensitivity”项，打开相应的对话框，根据对话框的提示设置参数。
对话框中各参数的含义如下：
Analysis：分析变量，可选择节点电压或支路电流。缺省设置：Voltage。
Output node：待分析节点，缺省设置：电路中的第一个节点。
Output reference； 选择输出参考电压的节点。缺省设置：0（公共地节点）。
Current：被分析的变量是电流，必须是电路中的源。
DC Sensitivity/AC Sensitivity：选择直流灵敏度分析或交流灵敏度分析。缺省设置：DC Sensitivity（直流灵敏度分析）。当选择交流灵敏度分析时，可以对扫描频率的起始值、终值、扫描尺度、幅频特性尺度进行修改设置。
Component：在交流灵敏度分析是选择的元件。即测量被测元件的电压或电流的相对参数灵敏度，直流灵敏度分析对该项不作考虑。
单击“Simulate”按钮，分析开始，按“ESC”停止分析。
直流灵敏度分析的结果以表格形式显示；交流灵敏度分析的结果以曲线形式显示。
第四章EWB应用实例
当对EWB基本了解以后,能否灵活地应用EWB进行电路特性的仿真设计，关键在于应用，这取决于两个方面：
了解EWB软件功能,熟练掌握其使用方法。
熟悉电路原理以及电路设计过程。本章通过几个电路的仿真分析，介绍电路仿真过程和方法，供参考。
4.1 模拟电路的分析设计
4.1.1 共射极单级放大器的设计分析电路指标要求输出电压峰峰值：Vop-p>2V（RL=2KΩ）
中频段电压放大倍数：Aum>20
频带要求：fL<30Hz，fH>2MHz
输入电阻Ri>1 KΩ，Ro<2KΩ
要求采用稳定偏置电路，确保电路工作稳定。
设计过程采用具有分压式串联电流负反馈稳定偏置的共射电路，如图4-1。
工作条件如下：
取Vcc=12V，RL =2KΩ。
因Vop-p>2V，Ucem>1V，为减少失真取UCEQ=3 V以上（假设Uces=1V）。因Ucem>1V，
ICQ= Ucem/（RL ||Rc）=1.0mA，取ICQ=1.5 mA。
（3）双极型晶体管选用2N2222A，设β=100，Ube=0.7V，Re1=1KΩ，UCEQ=1.5V，UBQ=2.2V，Rb2=2.2V/=15 KΩ，Rb1= （Vcc- UBQ）/10IBQ=65 KΩ，取62 KΩ，C1、C2、Ce都取50μF。
性能指标验证利用直流工作点分析功能，测得：ICQ=1.59mA，UCEQ=7.2V。
利用EWB提供的信号源和示波器，测得输出波形如图4-2，波形严重失真。
利用交流分析功能，测得fL=90Hz，fH=4.5MHz，Aum=26。fL不满足要求。
解决方法
（1）适当增大ICQ，波形失真改善不大，但Aum有所增加；取Rb1=42KΩ，ICQ=2.36mA，得UCEQ=5V。在Re1回路串入Re2，Re2=0.025 KΩ，输出波形如图4-3，性能明显改善。Aum=26，Uom=1.3V，fL=42Hz，fH=7.6MHz，表明负反馈具有减少非线性失真，展宽频带的作用。
（2）利用参数扫描分析功能，对C1、C2进行参数扫描，范围50-200μF，fL变化很小对Ce参数扫描，范围50-200μF，fL变化很大，见图4-4。Ce=150μF时，fL=26 Hz。
求输入电阻、输出电阻采用测量法，如图4-5所示，电流表、电压表设为交流模式。测得输入电流为10.71μA，则Ri=50mv/10.71μA – 0.1 KΩ=4.569 KΩ。RL开路时，测得输出电压U`O =2.5 V，RL接入时，测得输出电压UO =1.258 V，则输出电阻RO= RL（U`O / UO -1）=1.97 KΩ。
4.2 数字电路的分析设计
4.2.1 译码器分析要求
（1）建立译码器实验电路。
（2）分析3—8线译码器74138的逻辑功能。
（3）分析BCD码七段显示译码器7447的逻辑功能。
2．电路的基本原理译码器的功能是将输入的二进制代码译成对应输出端的高低电平信号。3—8线译码器74138除了三个代码输入端和八个信号输出端外，还有三个控制端G1、G2A、G2B，只有当G1=1、G2A=G2B=0时，译码器才处于工作状态，否则译码器被禁止，所有输出端为高电平。
BCD码七段显示译码器7447中，D、C、B、A表示输入的BCD码，OA—OG表示输出的7位二进制代码。
电路逻辑功能分析
(1) 建立3—8线译码器74138实验电路。如图4-6所示。调用字信号发生器输入三位二进制代码，双击字信号发生器，打开字信号发生器面板，单击Patter键，在Patter对话框中，选择按递增编码输出“UP COUNTER”。用绿色逻辑探针显示输入状态，用红色逻辑探针显示输出状态。
(2) 打开仿真开关后，单击字信号发生器面板上的单步输出按钮“STEP”，可以观察输出信号与输入代码的关系。
（3）建立BCD码七段显示译码器7447实验电路。如图4-7所示。调用字信号发生器输入四位二进制代码，双击字信号发生器，打开字信号发生器面板，单击Patter键，在Patter对话框中，选择按递增编码输出“UP COUNTER”。 BCD码七段显示译码器7447的输出接七端显示器。
（4）打开仿真开关后，单击字信号发生器面板上的单步输出按钮“STEP”，可以观察输出信号与输入代码的关系。
4.2.2 顺序脉冲发生器要求用中规模集成电路设计一个顺序脉冲发生器。
观察在时钟信号作用下输出状态的变化。
电路基本原理顺序脉冲发生器的功能是在时钟信号作用下的产生一组顺序的脉冲，这组脉冲往往用作系统的控制信号。通常顺序脉冲发生器可以由计数器和译码器构成，计数器状态输出通过译码器产生所需的顺序脉冲。
电路的实现及功能分析
（1）用四位二进制同步计数器74163和3—8线译码器74138构成顺序脉冲发生器实验电路如图4-8所示。计数器的输出QC、QB、QA接译码器的代码输入C、B、A，计数器的CP由时钟信号源提供，频率取10Hz。时钟及译码器的八个输出端均接逻辑分析仪。
(3)打开仿真电源开关，通过逻辑分析仪观察在时钟信号的作用下输出状态的变化。输出波形如图4-9。
实验一 场效应管放大电路一、实验目的熟悉EWB5.0C的操作环境。
学会用EWB画电路图及元器件参数的设置。
学会EWB基本仪器的使用。
实验原理及参考电路分压式自偏压共源放大电路如图S-1所示
实验内容与步骤按图接线，（其中场效应管选用nation12库中的J2N3459）测量静态工作点。
用电压表测出VG、VD、VS，算出VDS、ID。
测量电压放大倍数用信号发生器输入f=1kHz，峰值为20mV的正弦波，用示波器观察输出信号波形，测出 输出电压的峰值。
3、测量输出电阻用万用表测出输出端连接RL和在RL开路的情况下的输出电压，利用表达式：
RO=（VO`/VO – 1）/RL
算出RO的值。
实验 二 共射—共集放大电路实验目的进一步熟悉放大电路技术指标的测试方法。
了解多级放大电路的级间影响。
掌握用波特图仪测量放大电路的通频带。
实验原理及参考电路
阻容耦合放大电路，由于耦合电容的隔直作用，级与级之间的静态工作点是完全独立的，不会相互影响，所以可以一级一级调整各级的最佳静态工作点。但对于交流信号，各级之间却有密切联系：前级的输出电压就是后级的输入信号，而后级的输入阻抗是前级的负载本实验采用共射—共集放大电路。第一级为共射放大电路，具有高的电压增益，但输出电阻大。第二级为共集放大电路，电压增益近似为1，但输入电阻大，向前级索取的功率小，所以对前级影响小；而输出电阻小，可以弥补前级共射放大电路输出电阻大的弱点，带负载能力强。
四、实验内容及步骤按图输入实验电路。三极管选用“2n”库中的2n2222A。
打开仿真电源开关，用万用表测试共集放大电路发射极对地电压。调节电位器Rp，使VEQ2 =8V时，测量放大电路此时的静态工作点。
用万用表测量放大电路的静态工作点。
用“静态分析方法”测量放大电路的静态工作点。
从信号发生器中输出f=1kHz，Vi=20mV（峰值）的正弦波输入放大电路，测试放大电路的总的放大倍数和各级放大电路的放大倍数。
观察各级放大电路的电压波形，并比较相位关系。
测试该放大电路的通频带BW。
用波特图仪测量电路的频率特性，测出下限截止频率和上限截止频率。
用“交流分析方法分析”电路的频率特性，测出下限截止频率和上限截止频率。
测量放大电路的输入电阻和输出电阻
实验 三 差动放大电路一、实验目的学习差动放大电路静态工作点的测试方法。
学习差动放大电路动态参数的（单端输入单端输出或双端输出是差摸放大倍数Ad、共模放大倍数Ac以及共模抑制比KCMR）测试方法。
实验原理与参考电路实验电路见图S-3，这是一个带恒流源的差动放大电路。它具有静态工作点稳定、对共模信号有高的抑制能力，而对差摸信号有放大能力的特点。根据结构，该电路有四种形式：单端输入单端输出、单端输入双端输出、双端输入单端输出、双端输入双端输出。
实验内容和步骤测试静态工作点。
按图接线，当开关S打在左端时，用万用表测出Vc1、Vc2,Vc3；用万用表测出Re 两端的电压，然后计算IE3,Ic1、Ic2。
测试单端输入双端输出差摸放大倍数从信号发生器中输出f=1kHz，Vi=20mV（峰值）的正弦波输入放大电路，测量输出电压值Vo，计算放大倍数，并用示波器观察输出信号。
测试单端输入单端输出差摸放大倍数步骤同上。
测试在恒流源接法和长尾式接法时单端输出的共模抑制比KCMR比较两者的大小。
实验四 负反馈放大电路实验目的研究电压串联负反馈对放大电路性能的改善。
学习负反馈放大电路指标的测试方法。
实验原理和参考电路本实验电路在两级共射放大电路中引入电压串联负反馈，形成负反馈放大器。电压串联负反馈对放大器性能的影响主要有以下几点：
负反馈使放大器的放大倍数降低提高放大倍数的稳定性扩大放大器的通频带影响输入电阻和输出电阻参考电路如图S-4所示。
实验内容与步骤按图连接电路。晶体管采用理想晶体管。
调整电位器Rp，使VE2=0.9V左右，并测量静态工作点。
从信号发生器中输出f=1kHz，Vi=20mV（有效值）的正弦波输入放大电路，用示波器观察并测量闭环时的输入信号输出信号的大小和相位，计算Au。
将开关S打开，用示波器观察并测量开环时的输出信号的大小和相位，计算Au。
5、测量在开环和闭环情况下放大电路的输入电阻和输出电阻。
测量在开环和闭环的情况下放大电路的通频带。
实验五 低频功率放大电路设计
设计要求
设计一个具有弱信号放大能力的低频功率放大电路，在输入正弦信号电压幅度为40—500mV,等效负载电阻式8欧姆时，满足以下要求：
额定输出功率Po > 5W
带宽BW > 10KHz
二、低频功率放大电路设计框图此低频功率放大电路可以由两部分组成：1、前置放大器用于实现对小信号的放大。2、功率放大器用于对输入信号实现功率的放大。其原理框图如图S-5所示。
三、单元电路设计参考功率放大电路的设计指标要求再RL=8Ω时负载上得到的输出功率不小于5W，则输出电压的峰值
Uom > (2Po*RL)1/2≈9.0V
取输出电压的峰值为：10.0V。
另外，设计要求输入正弦信号电压幅度为10—500mV，则放大器总的放大倍数为：
Amax = 10.0/0.04=250
Amin = 10.0/0.5 =20
目前应用较为广泛的功率放大电路有OTL功放电路和OCL功放电路。OTL功放电路的特点是输出端不需要变压器，只需要一个大电容，其电路仅需要单电源供电。OCL功放电路的特点是输出端不需要大电容或变压器，因此易于集成，但需要双电源供电。
根据设计要求，采用甲乙类功率放大电路，其参考电路如图S-6所示。该电路的电压放大倍数为：1。
前置放大电路的设计前置放大电路可以选用集成运算放大器。根据放大倍数的要求大于250，可以采用二级放大。根据对前置放大电路的增益要求，最大增益和最小增益之间相差较大，可以在两级运算放大器之间增加一级信号衰减电路。此处在前置放大器的第一级输出接一可变电阻，根据输入信号的大小调节第二级的输入信号，以控制增益。其参考电路如图S-7所示。各级运放的放大倍数要合理分配，以满足信号的变化时电路增益的要求。图中电阻的阻值请自行设计。
三、实验内容及步骤设计前置放大器。测试在输入正弦信号的变化范围内，是否满足增益要求。测试放大器的带宽是否满足设计要求设计功率放大器。将功率放大器连接到前置放大器分析整个放大器的频率特性；将输入信号调到最大值，频率为10KHz，调节衰减电位器，使输出信号幅度达到最大不失真时，测量放大器的输出功率。
实验六 数字电路基本实验实验目的掌握分析组合电路有无竞争冒险现象的方法，了解采用修改逻辑设计消除竞争冒险现象的方法。
掌握集成同步十进制计数器74160的逻辑功能，用置零法和置数法设计其他进制的计数器。
掌握用555电路设计振荡器的方法掌握逻辑分析仪的使用。
实验原理组合电路中的竞争冒险是指：当组合电路的输入信号发生变化是，电路有可能出现违反逻辑功能的尖峰脉冲。如果负载对尖峰脉冲敏感的话，就必须消除。常用的方法有：接入滤波电路、引入选通脉冲、修改逻辑设计。
集成同步十进制计数器74160除了具有十进制加法计数功能之外，还有预置数、异步置零和保持的功能。其功能表如表T-1所示，其管脚图如图S-10所示。采用置零法和置数法可以用74160构成其他进制的计数器。置零法的基本原理是：当计数器从零状态开始计数，计数到某个状态时，将该状态译码产生置零信号，送到计数器置零端，使计数器重新从零开始计数，这样可以跳跃若干个状态。置数法的原理是：通过给计数器重复置入某个数值，使计数器跳过若干个状态。
555定时器是一种多用途的单片集成电路，利用它能极方便地接成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。因此，555定时器在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域得到应用。
表T-1 74160功能表
CLR
LOAD
ENP
ENT
CLK
A
B
C
D
QA
QB
QC
QD
0
X
X
X
X
X
X
X
X
0
0
0
0
1
0
X
X
↑
X
X
X
X
A
B
C
D
1
1
1
1
↑
X
X
X
X
计 数
1
1
X
0
X
X
X
X
X
保 持
1
1
0
1
X
X
X
X
X
保 持
三、实验内容与步骤
1、组合电路的竞争冒险现象及消除建立如图S-8所示的组合逻辑电路,输入B、C均接高电平，输入A接时钟，时钟频率设为1Hz。输入A与输出Y用示波器监视。写出电路的表达式，然后用示波器观察电路的输出是否满足对应的表达式。
建立如图S-9所示的组合逻辑电路,输入B、C均接高电平，输入A接时钟，时钟频率设为1Hz。输入A与输出Y用示波器监视写出电路的表达式，然后用示波器观察电路的输出是否满足对应的表达式。
采用修改设计的方法消除两个组合电路的竞争冒险现象，然后再进行观察
2、集成同步十进制计数器74160的使用
（1）、建立集成同步十进制计数器74160的实验电路。输出QD、QC、QB、QA接数码管用于观察状态数的变化，同时接逻辑分析仪用于观察时序波形。打开仿真开关，在CP脉冲的作用下，观察数码管显数字的变化规律，并用逻辑分析仪观察状态转换规律。
（2）、用置零法将同步十进制计数器够成六进制计数器，观察数码管显数字的变化规律，并用逻辑分析仪观察状态转换规律。
（3）用置数法将同步十进制计数器够成六进制计数器，观察数码管显数字的变化规律，并用逻辑分析仪观察状态转换规律。
3、用555电路设计振荡器用555电路设计一个输出频率可调的振荡器。555电路管脚如图S-11所示。
用示波器观察输出信号波形，并测量信号的周期；测出振荡器输出信号的频率范围。
实验七 数字电路综合实验 — 数字钟设计设计要求
设计基本要求：
准确计时，用数码管显示、分和秒小时以24小时计时设计扩充要求：
设计时间校正功能设计“闹”钟功能利用石英晶体设计时基电路
* 此实验设计部分内容由课外完成，在课内完成电路的调试与测试。
二、数字钟电路设计框图根据设计要求数字钟电路框图如图S-12所示。图中振荡器用以产生稳定的脉冲信号，作为数字种的时间基准，要求振荡频率为1Hz，为标准的秒信号。为保证数字种的精度，可采用石英晶体振荡器产生高频脉冲，然后经分频获得一秒的标准秒脉冲。秒计数器满60，向分计数器进位；分计数器满60，向小时计数器进位；小时计数器按“24翻1”规律计数。各计数器经译码器驱动数码管显示。当计时出现误差时，用时间校正电路分别对小时、分、秒进行校正。闹钟电路应能根据设定发出控制信号，控制音响电路发出声响，并控制声音的持续时间。
三、部分单元电路设计参考计秒电路设计
根据60进制的要求，可以用两片十进制同步计数器74160实现。一片接成十进制计数器，作为秒计数的个位；另一片接成六进制计数器，作为秒的十位，组成六十进制计数器，完成秒的计时功能。其参考电路如图S-13所示。
秒的译码显示电路设计秒的显示采用两个数码管实现，此时计数器的输出必须经译码以后才可以驱动数码管显示。译码电路不再说明如图S-14所示。
实验内容与步骤设计此数字钟电路的各个单元电路：时、分、秒计数电路，时、分、秒译码显示电路，时基电路可由石英晶体振荡电路实现，或直接由函数信号发生器或时钟信号源产生。
使用EWB的各种仪表调试各单元电路。
调试完成数字钟，测试数字钟的各功能。
设计扩充部分的内容，并调整测试整个电路的功能。
