EWB在电子电路设计与仿真中的应用
EWB实验
2
第一部分 电路与模拟电子技术 EWB 仿真实验
绪论
一、改进实验教学的方法和手段，提高学生的实验和设计能力
传统的电工电子实验大都是教师编好实验讲义，设计好实验步骤，让学生去 观察实验结果，以验证定律、定理。这样很难发挥学生的主动性、创造性和想象 力，并且由于实验条件和设备的局限，学生无法实现和验证自己的设想。电子电 路实验室的教师特别清楚，为了防止学生在实验中把器件、仪器弄坏，在实验前 必须对学生强化所谓的“要求”、列出条条框框和操作规程以减少出错和麻烦。 在实验过程中，教师还得随时纠正学生的错误操作，工作量很大。对于学生来说， 由于老师规定了许多的条条框框，与其说是做实验，不如说是按照老师的规定一 步一步完成任务！
四、实验要求 1．实验前结合教材的有关内容，仔细阅读实验讲义，弄清实验的原理、操 作的步骤、要测量哪些数据（自作表格）以及实验要达到什么目的。 2．有关实验中的理论推导和计算，在实验前应作预习报告，在实验时老师 要进行检查。 3．实验过程中，所设计的每个电路要进行存盘，文件名要与讲义上的实验 号对应（如：实验 1 的第一个电路图的文件名为“图 1-1”以此类推顺序 编号），若有文字说明请写在 Window/Description 选项中的文档中。在 实验结束时，把所做的所有实验电路存在软盘上作为实验报告的一部分 交给老师。 4．电路设计：每一个同学要独立设计至少三个电路实验，内容不限。可以 是电路现象的演示，电路定理、定律的证明或实用电路的设计等。该电 路设计保存文件的名称为“电路设计（1）” “电路设计（2）”等等，要 有设计的步骤和原理的文字说明。该电路设计作为实验成绩的主要依据。
4
三、EWB 各功能使用简介 1．如要使用一元件，从其所属的零件工具栏菜单中拖曳此元件到电路窗口 中。 2．如要删除一元件，选中此元件后，再选Edit/Delete菜单命令或按Del键。 3．如要连接元件，从元件的一端点拖动一条线连接到另一元件的端点上。 4．如要改变元件的方向，选中此元件后选择Circuit/Rotate菜单命令，或 者单击Flip Horizontal(水平映射)或Flip Horizontal(垂直映射)工具 按钮。 5．如要对指定的元件进行标识、设定数值或选定模型，双击元件，从弹出 的元件特性对话框中单击相应的标签。 6． 如要启动电路，则单击电源开关。 7． 如要存储电路，选择File/Save菜单命令。 8． 如要退出EWB电路窗口，选择File/Exit菜单命令。 9． 如欲开启一电路，选择File/Open菜单命令。 10. 如欲使用一仪表，从仪表工具栏中拖动其图标至电路窗中。 11. 如欲将仪表连接至一电路，可从仪表端点拖动连线至电路。 12. 如欲开启一仪表，双击仪表图标。 13. 如欲关闭一仪表，可单击其窗口的控制操作框（control-menu box）。 14. 如欲从电路中删除一仪表，可选中此仪表并按Del键，则仪表会退回仪 表工具栏。 15. 如欲改变一连线的颜色，可双击此连线，在弹出的Schematic/Options 对话框中，单击Color标签，并选择一所需的颜色。 16. 如欲在电路中加一描述，选择Window/Description菜单命令。 17. 如欲打印电路图，可选择File/Print菜单命令。 18. 如欲启动或关闭一电路操作，可单击电源开关。 19. 如欲暂停一电路模拟，可单击Pause/Resume按钮。
EWB实验报告
EWB实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是通过使用 Electronics Workbench（EWB）软件，深入了解电子电路的设计、分析和仿真过程，掌握基本电子元件的特性和电路的工作原理，提高对电路理论知识的实际应用能力。
二、实验设备与软件1、计算机一台2、 Electronics Workbench（EWB）软件三、实验原理1、电阻、电容、电感等基本元件的特性电阻：阻碍电流通过，其阻值决定了电流的大小，遵循欧姆定律（U ＝ IR）。
电容：储存电荷的元件，其电容量决定了储存电荷的能力，电容的充放电过程与时间有关。
电感：储存磁能的元件，其电感量决定了对电流变化的阻碍作用，电感中的电流不能突变。
2、直流电路分析基尔霍夫定律：包括电流定律（∑I ＝0）和电压定律（∑U ＝0），用于分析电路中电流和电压的关系。
3、交流电路分析阻抗：电阻、电容和电感在交流电路中的综合表现，用复数形式表示。
相位关系：交流电路中电压和电流之间存在相位差，通过相量图可以直观地表示。
四、实验内容1、直流电路的仿真分析搭建一个简单的电阻分压电路，输入电压为 10V，两个电阻分别为2kΩ 和3kΩ，测量输出电压。
改变电阻阻值，观察输出电压的变化，验证欧姆定律和分压原理。
2、电容充放电电路的仿真分析构建一个电容充电电路，电源电压为 5V，电容值为10μF，串联一个1kΩ 的电阻，观察电容电压随时间的变化曲线。
改变电容值和电阻值，研究其对充电时间的影响。
3、交流电路的仿真分析设计一个 RLC 串联谐振电路，电阻为10Ω，电感为 10mH，电容为01μF，输入交流电压为 10V，频率可变。
改变输入电压的频率，观察电路中的电流和电压变化，找到谐振频率，并分析谐振时的电路特性。
五、实验步骤1、直流电路的仿真打开 EWB 软件，从元件库中选取电阻、电源等元件，按照电路图进行连接。
设置电源电压和电阻阻值，使用电压表测量输出电压。
运行仿真，记录输出电压的数据，并与理论计算值进行比较。
基于EWB的电子表电路的设计及仿真
建 成分 秒子 电路 ， ３是 将 ２ 图 ４进 制 计 数 器创 建 成 时 电 路 ． 电 路 的 外 围 留 有 接 口 ， 以 对 其 进 行 扩 展 子 可
应用．
表 １ ７ １ ０十 进 制 计 数 器 真 值 表 ４６
图 ２
分 和 秒 电 路 原 理 图
２ ２ 总 电 路 的 设 计 及 仿 真 ．
３ ７
几 个步骤 ： 据设计 要求 进行 子 电路 的输人 、 电路 的 内容选 择 、 根 子 子电路 的创 建 、 电路 的调用 和子 电路 的 子 修 改等 ， 通过 Ｅ ＷＢ软件 的子 电路 功能 生成 的子 电路 器件 如 图 ２所示 ， 将 ７ １ ０组 成 的 ６ 是 ４６ ０进 制计 数器创
电路辅 助分析 与设计 软件 中最优 秀的软件 之一 ， 软件 的操 作界 面方便 友好 ， 该 具有示 波器 、 号发பைடு நூலகம்生器 、 信 函
数发生 器 、 频谱 仪 、 辑分 析仪 、 辑转 换器 和万用 表 等 电子器 件 ． 原 理 图 的输 入 到 电路 的仿 真 测 试 逻 逻 从 都可 以轻 而易举 地 完 成 ， 帮 助 用 户 清楚 地 了 解 电路 的 工 作 状 态 ． 文 利 用 Ｅ 能 本 ＷＢ（ ｌ ｔ ｎｃ ｒ． Ｅｅ ｒ ｉｓＷｏｋ ｃｏ
从子 电路 菜单栏 里调 出子 电路 ， 照 留有 的接 口相互 连 接 ， 同时 把 信 号输 到 编 码式 七 段 显示 器 中 ， 按 并
秒 的时钟脉 冲信号发 生 器来 提 供 ， 设计 出 的电子 表显示 电路 如 图 ４所 示 ． 中信 号发 生 器 的参数 设置如 图 其 ５所示 ， １ Ｚ的信 号来 触发 电路 的秒计 时 ， 以 Ｈ 从而 实 现走表 ．
EWB仿真软件介绍
波特图仪有IN和OUT两对端口，分别接电路的输入端和输出端。每对端口从左到右分别为+V端和-V端，其
中IN端口的+V端和-V端分别接电路输入端的正端和负端，OUT端口的+V端和-V端分别接电路输出端的正端和负
删除和改动：选定该导线，单击鼠标右键，在弹出菜单中选 与元件的连接点。
说明：①连接点是一个小圆点，存放在无源元件库中，一个连接点最多可以连接来自四个方向的导线，而且 连接点可以赋予标识；②向电路插入元器件，可直接将元器件拖曳放置在导线上，然后释放即可插入电路中。
（3）电路图选项的设置
Circuit/Schematic Option对话框可设置标识、编号、数值、模型参数、节点号等的显示方式及有关栅格
第一节
电子工作平台Electronics Workbench （EWB）（现称为MultiSim）软件是加拿大Interactive Image Technologies公司于八十年代末、 九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件， 它具有这样一些特点：
（1）采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路 仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；
―极管库酸字集成电路庫揑制器件库
信号源库
動®
基本器件库
连接点电容 变压器 开关 延迟开关
…］二I|
31
r-Ilk BM Ma UL -K IM ■7j
*Wb
BiBa aaiBBifi
風半恍刊斛囲萸
电位器
极性电容|可调电感
可调电容
EWB仿真软件介绍
第一节EWB电子电路仿真软件简介电子工作平台Electronics Workbench （EWB）（现称为MultiSim）软件是加拿大Interactive Image Technologies公司于八十年代末、九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件，它具有这样一些特点: （1)采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台,绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；（2）软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。
（3)EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。
（4）作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。
（5）EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。
因此非常适合电子类课程的教学和实验。
这里，我们向大家介绍EWB软件的初步知识,基本操作和分析方法，。
更深入的内容请阅读相关书籍。
第二节EWB电子电路仿真软件界面 1．EWB的主窗口2．元件库栏信号源库基本器件库二极管库模拟集成电路库指示器件库仪器库第三节EWB的基本操作方法介绍１．创建电路（１）元器件操作元件选用:打开元件库栏，移动鼠标到需要的元件图形上，按下左键，将元件符号拖拽到工作区。
元件的移动：用鼠标拖拽。
元件的旋转、反转、复制和删除：用鼠标单击元件符号选定，用相应的菜单、工具栏，或单击右键激活弹出菜单,选定需要的动作.元器件参数设置:选定该元件，从右键弹出菜单中选Component Properties可以设定元器件的标签（Label)、编号（Reference ID）、数值（Value）和模型参数（Model）、故障(Fault)等特性。
说明:①元器件各种特性参数的设置可通过双击元器件弹出的对话框进行；②编号（Reference ID）通常由系统自动分配，必要时可以修改，但必须保证编号的唯一性；③故障（Fault）选项可供人为设置元器件的隐含故障，包括开路(Open）、短路（Short）、漏电（Leakage）、无故障（None)等设置。
EWB软件在电子技术教学中的应用
Ｅ Ｗ Ｂ软 件 在 电 子 技 术 教 学 中 的 应 用
王 玉彩 王 渝 王 军峰
（ 石家庄铁路职业技术学院 ， 河 北 石 家庄
摘 要 ： 针 对 高职 高 专 电子 技 术教 学 的 特 点 ， 可 以 引入
０ ５ ０ ０ ４ １ ）
Ｅ ＷＢ 仿 真 软 件 。 文 章 结 合 案 例 说 明 在 电子 技 术 教 学 中使 用 Ｅ ＷＢ 软 件 的 教 学思 路 ， 阐 明应 用Ｅ ＷＢ 辅助教 学， 是 一种 培 养 学 生 学 习和 实践 能 力的 有 效 方 法 。
目前 ， 高 职 院校 正 在 进 行 “ 教学做” 一 体 化 的 项 目教 学 法 ． 电 子技 术 也 不 例 外 。 在 整 个项 目教 学 过 程 中 ， 以学生为主体 ． 项 目作 为 载 体 ， 教 师为主导 ， 学 生 在 教 师 的指 导 下 ， 由简 单 到 复杂 ， 由新手 到专 家 ， 学 习 电路 的 设 计 、 制作 、 调 试 和 故 障 排 除。 在 讲 解 必 备 的知 识 点 时 ，教 师 可 以 在 多 媒 体 教 室 中分 析 电路 的 特 性 ，讲 解 输 入信 号 或 者 参 数 改 变 对 电路 输 出信 号 的 影 响， 学 生 能 够 直 观 形 象 地 观 察 电路 的工 作 情 况 ． 了解 不 同 形 式 电路 的功 能 。使 用 软 件 辅 助 教 学 可 将 一 些 不 易 理 解 的 内 容 在课堂上形象地展现在学生面前 ， 做到化繁为简 ， 变 抽 象 为 直 观， 让学生增加感性认识 ， 加 深 对 理论 知识 的 理 解 。 在 设 计 电路 时 ， 由 于Ｅ ＷＢ 软件 元件 连线 简单 ． 任 何 一 种 设 计 方 案 都 可 以尝 试 ，学 生 的 设 计 就 能 真 正 做 到 随 心 所 欲 。 在设计 过程 中 ， 每 个 学 生 都 能 亲 自动 手 接 触 电 路 ． 利 用Ｅ ＷＢ 软件 可 以随 意更 换 元件 或设定 参数 ， 边 连线 ， 边 测试 ， 边 修 改， 边 分析 ， 直 到 仿 真 出 满 意 的 结 果 。 在 项 目教 学 过 程 中 ． 利 用 仿真 环节 ， 节省 实训材料 、 实 训设备 、 测试 仪器 ． 大 大 降 低 实训 成本。 三、 Ｅ ＷＢ 软 件在 电 子 技术 教 学 中 的应 用 实例 Ｅ ＷＢ 软 件 仿 真 的 基 本 步骤 为 ： 利 用 电 子 平 台搭 建 电路 — ， 设 定 各 元 器 件 的参 数 选 项 一 选 用 虚 拟 仪 器 仪 表 一 设 定 仿 真 分 析 方 法一 启 动 Ｅ ＷＢ 仿 真一 分 析仿 真结 果 。 下 面 通 过 实 例 分 析 Ｅ ＷＢ 在 电 子 技 术 教 学 中 的应 用
浅议运用EWB促进电子技术实验教学
这样在很大程度 上束缚 了学生思考 问题 、分析 问题 、解决 问题潜能的
发挥。
三 、运用Ｅ ＷＢ 促进 电子技术实验教学 Ｅ ＷＢ 等仿真软件的使用 ，极大的满足了电子技术实验教学 中得仿 真要求 。学 生可以 自己使用软件模块库 提供 的内容 ，设计 电路 、修改 参数 ，不仅增加 了验证型实验 的准确定 ，更增加 了学生对实验课程 的
２ ０ １ １（ ０ ８）
自主创新 、探 索的可能性 ，同时 ，也减轻 了实验强度。具体来讲 ，运 用Ｅ ＷＢ 促 进电子技 术实验教学 主要表现在以下几个方面。 １ ． 打破 了实验条件 （ 时间 、空间 、物质 ）的限制。学生可 以课下 进行 自由上机操作 ，也避免 了因实验 器材功能局限的问题 。例如 时序 逻辑 电路 的输出波形测量与分析 是电子技术实验教学 的必要 内容 ，在 实验 室完成 测试往往使 用双踪 示波器 ，只能同时测２ 个信 号 ，学生在 做实验 时很容易把多输 出的波形 相序 搞混 ，导致实验结果 出错 。而在 Ｅ ＷＢ 仿真软件 中提供 的专 为数字电路仿真用 的虚拟仪器——逻辑测试
关键 词 ： Ｅ Ｗ Ｂ 仿 真 实验 电 子技 术 实验 教 学
随着社会对 电子类人才 的要求不 断提高 ，各高校在对 电子类大学 生进行 培养时 ，也越来越重视 电子技术 实验环节 ，以提高学生 的实践 动手 能力 。在传 统 电子 技术实验教 学 中，由于硬件设备 、经费投入 、 实验规模 等因素 ，很大程度上束缚 了学 生思考问题 、分析 问题 、解决 问题 潜能 的发 挥。随着 科学 技术 的发展 ，以Ｅ ＷＢ 为 代表 的仿真 软件 逐渐运用 到电子技术实验教学 中 ， 其 “ 以软代硬” 、“ 以仿代实” 的特 点 ，大 大提高了实验教学 的效率 ，极 大增加了教授知识 的深度 ，也有 效保 障了实践操作 中实验数据 的准确 性和可靠性 ，使得 电子技术实 验 教学完成 了从 “ 验证型”向 “ 启 发设计 型”理念 的转变 。 Ｅ ＷＢ 简介 Ｅ ＷＢ 是 由加 拿大Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｉ ｍ ａ ｇ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ 设计软件 。使用者 利用 它可以进行 电路原理 图输 入以及 仿真测试 、观察 电路 的工 作状 态 、稳定性 ，还可 以通过改变参 数观察 电路 的相应变化。
(完整版)EWB仿真软件介绍
第一节EWB电子电路仿真软件简介电子工作平台Electronics Workbench (EWB)(现称为MultiSim) 软件是加拿大Interactive Image Technologies公司于八十年代末、九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件，它具有这样一些特点：（1）采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；（2）软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。
（3）EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。
（4）作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。
（5）EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。
因此非常适合电子类课程的教学和实验。
这里，我们向大家介绍EWB软件的初步知识，基本操作和分析方法，。
更深入的内容请阅读相关书籍。
第二节EWB电子电路仿真软件界面 1．EWB的主窗口2．元件库栏信号源库基本器件库二极管库模拟集成电路库指示器件库仪器库第三节EWB的基本操作方法介绍１．创建电路（１）元器件操作元件选用：打开元件库栏，移动鼠标到需要的元件图形上，按下左键，将元件符号拖拽到工作区。
元件的移动：用鼠标拖拽。
元件的旋转、反转、复制和删除：用鼠标单击元件符号选定，用相应的菜单、工具栏，或单击右键激活弹出菜单，选定需要的动作。
元器件参数设置：选定该元件，从右键弹出菜单中选Component Properties可以设定元器件的标签（Label）、编号（Reference ID）、数值（Value）和模型参数（Model）、故障（Fault）等特性。
说明：①元器件各种特性参数的设置可通过双击元器件弹出的对话框进行；②编号（Reference ID）通常由系统自动分配，必要时可以修改，但必须保证编号的唯一性；③故障（Fault）选项可供人为设置元器件的隐含故障，包括开路（Open）、短路（Short）、漏电（Leakage）、无故障（None）等设置。
模拟电子技术实验EWB讲义
模拟电子技术实验指导书上海科技学院2006年1月前言《电子技术基础》课程是电子信息类专业学生必须掌握的一门专业基础课程，它是这些专业的学生学习本专业后续课程的基础，因此必须认真地对待。
为使学生在学习《电子技术基础》课程的同时增强实践操作技能的培养，特重新编写《模拟电子技术实验指导书》以帮助学生进一步理解书本知识，从而使学生既理论联系实践，又实践联系理论，真正为培养电子类专业高等职业技术人才打好扎实的基础。
本指导书共设有28个实验内容，既要求学生能在计算机上用电子工作平台（EWB5.0）进行软件仿真实验，又要求学生能在实验室里进行具体硬件的操作实验，实际使用中可根据需要选做大部分实验内容。
本书内容包括了低频电子线路和高频电子线路的主要实验，也涵盖了课堂教学中的主要内容，因此认真完成规定的实验，必将对加深理解《电子技术基础》课程书本知识起到极大的作用。
实验中所用到的仪器设备，多数是目前尚属比较先进的，因此熟练掌握这些仪器的操作和使用方法，必将为学生今后的实验、生产实习乃至参加工作带来莫大的方便；为使学生能正常的实验，有些仪器和EWB5.0的使用操作方法编于本书的附录部分，供学生在实际操作中参考。
本书中的实验内容都由编者实际操作和测量过，同时也经过数届学生的使用，证明这些实验具备可操作性、实验结果可重复性及与理论分析的基本一致性。
本次重编，除对原书中的个别错误之处进行改正外，还对部分实验的实验原理、实验步骤与内容作较大的改动，以更适合我校实验室目前的条件。
由于改版时间仓促，仍难避免出现错误，请读者不吝指教。
周永柏2006.1电子技术实验的要求与方法实验要求一．实验前预习准备1.仔细阅读实验讲义及课本中的有关章节，明确实验目的和任务，了解实验基本原理，熟悉实验线路、实验方法及实验步骤。
2.明确实验中要观察的现象、需记录的实验数据、将要使用的仪器设备及元器件规格和各注意事项。
3.学生只有在认真预习本次实验内容并写好预习报告的基础上，才能到实验室进行实验，预习不合格者不得参加本次实验。
EWB仿真软件在电子技术教学中的应用
E W B 仿真软件在电子技术教学中的应用顾㊀娜１,季肖枫２(１．南通理工学院,江苏南通２２６００２;２．南通航运职业技术学院,江苏南通２２６０１０)㊀㊀摘㊀要:电子技术课程主要包含模拟电路技术和数字电子技术两部分.模拟电路技术和数字电子技术的理论性和实践性较强,较难理解和掌握,传统教学方法难以引起学生的学习兴趣,且实验效率较低.将E D A 技术应用到电子技术理论与实践教学,通过E W B 仿真软件开展案例教学,有助于激发学生的学习兴趣㊁提高教学质量.㊀㊀关键词:电子技术课程;E W B 仿真软件;教学实践㊀㊀中图分类号:G ４３４㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:１６７２Ｇ７８００(２０１８)０８Ｇ００８５Ｇ０４收稿日期:２０１８Ｇ０７Ｇ０３基金项目:南通理工学院第二批中青年科研骨干培养计划(N T ２０１７０４)作者简介:顾娜(１９８１Ｇ),女,硕士南通理工学院电气与能源工程学院副教授㊁工程师,研究方向为智能检测技术,自动控制技术;季肖枫(１９８０Ｇ),男,硕士,南通航运职业技术学院机电工程系讲师㊁工程师,研究方向电气控制技术,智能检测技术.㊀㊀为提高学生对电子技术课程的学习兴趣,一方面理论教学中要将抽象的理论和直观的实验现象紧密结合起来,让学生通过自己观察实验现象得出理论结论,以此加深印象便于记忆.另一方面,实践环节要培养学生的动手能力,学生动手过程也是发现问题㊁探讨问题和解决问题的过程,将E D A (电子设计自动化)技术灵活应用到理论与实践教学中,能够将抽象的理论结论变成直观的实验现象,便于学生理解掌握知识点,同时也有助于提高学生的学习兴趣.１㊀E W B 技术简介E D A 是在２０世纪６０年代中期基于计算机辅助设计(C A D )㊁计算机辅助制造(C AM )㊁计算机辅助测试(C A T )和计算机辅助工程(C A E )等发展起来的技术.E D A 技术是以计算机为工作平台,融合了应用电子技术㊁计算机技术㊁信息处理及智能化技术的最新成果进行电子产品的自动设计.借助E D A 工具设计电子系统,电路设计㊁性能分析㊁P C B 版图绘制等大量工作都可以通过计算机完成[１].E D A 工具软件按照功能主要有电路设计与仿真工具,P C B 设计软件,I C 设计软件和P L D 设计工具等.电子技术课程实践教学中采用电路设计与仿真工具E W B 和P r o t e u s 对电路进行仿真.E W B 英文全称E l e c t r o n i c s W o r k b e n c h (电子工作平台),由加拿大I n t e r a c t i v e I m a g eT e c h n o l o g i e s 公司在２０世纪９０年代推出的电路分析设计软件.相对于其它E D A 软件,E W B 仿真软件是较小巧的软件,只有十几兆,但仿真功能十分强大.利用E W B 软件可以设计㊁测试和演示包括电工学㊁模拟电路㊁数字电路㊁计算机接口电路等的电子电路.E W B 有丰富的电路元件库,提供了多种分析方法,非常适合电子类课程的教学和实践.相比实验箱实验,E W B 进行电路仿真使用方便,可以实时显示测量结果,还可以利用打印机直接输出实验数据㊁测试曲线和电路原理图[２].实验箱实验可以让学生提高认知能力和动手能力,但有时实验箱实验会存在很多问题,如元件老化或损坏导致调试过程曲折和实验效率较低,实验结果误差大,综合性的项目难以实现等问题[３].如果在电子技术课程实践环节采用E W B 仿真软件和实验箱相结合的方式,可以取长补短,达到良好的教学效果.将E W B 引入电子技术课程教学中,可以增加综合性和设计性的实验,提高学生的学习应用能力,提升学生的学习兴趣和解决问题的能力,显著提高学习效果.２㊀E W B 在电子技术教学环节中的应用２．１㊀模拟电子技术教学中的应用模拟电子技术的很多特性㊁概念都很抽象,难以理解.如第一章主要讲述了本征半导体㊁杂质半导体㊁P N 结㊁二极管和三极管.前三部分主要是微观的概念,在教学时可以结合动画讲解.大多数教材中提出二极管的单向导电性还是像P N 结一样给出伏安特性曲线如图１所示.学生对基于曲线的单向导电性讲解觉得枯燥,提不起学习兴趣.如果能够用具体的电路体现单向导电性,不但让学生印象深刻,还能调动学习积极性.E W B 仿真软件可以直观体现元件的性能,图２是二极管正向连接图,灯泡亮则说明电路中有电流,因此二极管这种连接方式是导通的.图３是二极管反向连接图,灯泡不亮表示电路中没有电流,说明二极管的这种连接方式是不能导通的[４].以上两种情况可以引出二极管具有单向导电性.授课时教师通过E W B 软件演示这两个电路得出二极管的单向导电性,不仅让学生理解了单向导向性,还让学生掌握普通二极管的正常电路接法,同时激发了学习兴趣,比仅仅依据曲线讲解效果好.图１㊀伏安特性曲线图图２㊀二极管正向连接图图３㊀二极管反向连接图运算放大器及其线性应用是模拟电子技术中的重要部分,实际应用也相当广泛.集成运算放大器的线性应用主要包含了比例运算电路,加减运算电路和积分微分运算电路.比例运算是加减运算及复杂运算的基础,学生只有理解且熟练掌握比例运算公式和叠加定理,才能掌握加减和复杂运算的计算方法.教学过程中运用E W B 仿真软件辅助教学,有助于使学生更好的理解和掌握这部分内容.反相比例运算电路如图４所示,根据 虚短 和 虚断的概念,列出电流和电压的式子,化简最后得出电压的放大倍数A u [５].A u ＝－R fR １(１)图４㊀反向比例运算图图５㊀反向比例运算电路仿真电路图６㊀虚拟示波器㊀㊀学生对枯燥的理论公式推导往往不感兴趣,在教学的过程中通过仿真可以将具体的电路和结论展示给学生,一方面可以加深学生对理论的理解记忆,另一方面可以使学生了解电路的结构和连接方法,提高学生的学习兴趣[３].反相比例运算电路仿真电路如图５所示,仿真软件虚拟示波器显示的输入和输出波形如图６所示.为了便于学生观察波形,图６中输入端与虚拟示波器连接线设置成蓝色,输出端线为红色.输入信号对应设置每格１V ,输出信号设置每格１０V ,让学生通过观察波形,自己动手计算得出输出电压/输入电压幅值＝１０,又因输入和输出反相,得出A u ＝－１０.再让学生根据电路参数和式(１)计算出A u ＝－１０,显然仿真结果和理论计算结果是一致的.仿真软件不存在元件参数误差和仪表误差等因素,结论和理论计算没有误差.学生通过自己观察㊁思考㊁动手计算和互动的环节,对前面的理论公式印象深刻,为后续的学习打下坚实的基础.２．２㊀数字电子技术中教学中的应用数字电子技术中要讲到许多器件的逻辑功能和使用方法,在教学中适当的利用E W B 仿真软件对连接方法进行演示,可以使理论知识形象化,帮助学生理解和掌握教学内容,提高教学效果.学生通过引脚图㊁器件说明和时序图等可以了解器件的逻辑功能和使用方法.门电路是数字电子技术知识的基础,是组合逻辑电路的构成单元.门电路特性容易理解,组合逻辑电路设计按照步骤进行理论设计时,学生能够很顺利的画出逻辑电路图,如图７所示.但面对集成电路的实现,往往感到无从下手.教学中,结合E W B 仿真软件对三人表决器进行实例演示.E W B 仿真软件中三人表决器一个人(A )同意时如图８所示,发光二极管不亮代表提案没有通过,图９是两个人(A ,B )同意时的图,发光二极管亮代表提案通过.该演示教学,能增强教学的生动性和直观性,能使学生掌握集成芯片的使用方法.图７㊀逻辑电器路图３㊀E W B 在电子技术实践环节中的应用电子技术课程教学设置了实验和课程设计的环节,虽然实验室有相应的实验箱,但是实验箱上的硬件是固定的,做实验有一定的局限性,并受时间地点的限制.实验课前,让学生先进行仿真实验,在实验台实验时就能做到心中有数,减少接线错误,避免损坏元器件,提高实验效率,学生能及时发现问题和解决问题.实验后,鼓励学生进行仿真调试,对实验内容进行拓展,拓展内容计入实验加分项.在课程设计环节,需要学生完成相对复杂的电路(如八路抢答器,流水彩灯等)设计,并且完成实物制作.要求学生先利用仿真软件对设计好的电路进行调试,调试实现功能后再进行元件的安装和焊接,这样可以减少实际电路调试中出现的问题,达到事半功倍的效果[３].图８㊀表决器示意图(未通过表决)图９㊀表决器示意图(通过表决)例如,数字电子技术中在设置５５５定时器应用[６]实验时,课堂实验内容为５５５定时器构成多谐振荡器,要求输出频率为１H z 的矩形波.仿真电路图如图１０所示,波形图如图１１所示.实验拓展内容为利用５５５定时器实现占空比可调的多谐振荡器和利用５５５构成施密特触发器.５５５定时器构成施密特触发器仿真电路如图１２所示,波形图如图１３所示.将E W B 仿真软件和硬件实验结合的方法不仅能够提图１０㊀仿真电路图图１１㊀仿真波形图高实验环节的效率,而且还能提高学生的动手能力㊁电路设计创新的能力和自主学习的能力[３].４㊀结语在电子技术课程教学中,E W B 仿真软件辅助教学的方法,可以激发学生的学习兴趣,有利于学生理解和掌握理论图１２㊀仿真电路图图１３㊀仿真波形图知识,提高学生的电路设计能力和软件操作能力,培养学生的创造性思维,提高教学效率,保证教学质量.当然,仿真软件只是辅助教学的工具,要和实际操作相结合,才能真正提高学生的动手能力和实际应用能力[４].参考文献:[１]㊀李洋．E D A 技术实用教程[M ]．北京:高等教育出版社,２００４．[２]㊀罗桂娥．模拟电子技术实用教程[M ]．武汉:华中科技大学出版社,２００９:２１１Ｇ２３１．[３]㊀顾娜,季肖枫．应用型本科单片机技术课程教学改革[J ]．中国冶金教育,２０１６(１):７２Ｇ７４．[４]㊀郭宁．P r o t e u s 仿真软件在电子技术课程中的应用[J ]．科教文汇,２０１２(２２):７９Ｇ８０．[５]㊀谷立新,齐俊平．电工电子技术[M ]．北京:航空航天出版社,２０１３．[６]㊀康华光．电子技术基础(数字部分)[M ]．北京:高等教育出版社,２０１４．(编辑:徐丽娟)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２ Ｅ ＷＢ软 件 的 特点
在 电子 电路 的设 计 中 ．Ｅ ＷＢ提 供 了集成 电路 到 电路 系统 的设 计 和仿真 工具 。在计 算机 上完 成 电 路 的功能设 计 、逻辑设 计 、性 能分 析和 时序测 试等 实验 。利用 计算 机高性 能 的计算 、存 储 和图形 处理 能 力 ．软 件 仿 真 实 验 不 受 仪 器 仪 表 及 元 器 件 的 限 制 ．无 需任 何实 际 的电子元 件 。常见 的有 美 国公司
Ｄ｜ ＡＮＺ ｔＣＨＡＮＰ Ｎ ＫＡ Ｉ ＫＥ ｏＸｔ● ＹＵ ＨＵＡＮＪ ＮＧ Ｇ Ｉ ｓＨｌ ＹＡＮ
第 ３期
魏 选 平 等 ：Ｅ ＷＢ在 电子 电 路 设计 与仿 真 中 的应 用
示 其 特点 是 增益 大 ，可 以输 出有 推 动能
力 的 大 电 流
最后 ．将 三部 分 连接 起来 ，考 虑 到工 作 区 的显 示 范 围有 限 ．另 外也 为 了便 于 分 步 检 测 连接 后 的效 果 ．可 使 用 Ｅ ＷＢ 中创 建 子 电路 功 能 ．将 三部 分 分 别 作 成 模 块 ，
仪器 ： ２ ）选 择仿 真分 析方 法 ： ３ ）进 行仿 真参 数设 置 ：
图 １ 对 称 差 分 放 大 器
４ ）启 动仿 真 ．并 将 仿 真 结果 用 示波 器 ，以 波 形形 式或 分析显 示 图 以数 字表 格 、波形 形式 、曲线 形式 输 出
Ｅ ＷＢ软件 的仿 真 功 能 十 分强 大 ．能 够 近 似地 仿真 出真 实 电路 的结果 。而且 ，它 能够像 在实 验室
如 图 ４所 示
图 中 ３个 方 框 即三 级放 大 器 ．示 波 器
中显 示 的是 第 一 级 和 第 三 级 的输 出波 形 。 检测 时发 现 ．放 大 器增 益 满足 要 求 ，失 真 度及频 带 宽也 合 格 。但 由于输 出阻抗 不 够 大 ．总增 益 与 负 载大 小 有 关 ．当 负 载为 ３
操作 简 便 且 与 实 际很 相 似 的虚 拟 实 验 平 台 ，内容 丰 富 ．功 能较 强 ，可 在 电路 设 计 中应 用 虚 拟技 术 来 完 成 各 种 电路 的实 际运行 和 演示 Ｅ ＷＢ提供 ４种模 拟 虚 拟 仪 器 ：数 字 万 用 表 、 函数 信 号 发 生 器 、 示 波 器 和 波 特 图仪 ．以及 ３种 数 字 虚 拟 仪 器 ：数 字 信 号发 生 器 、逻 辑 分 析 仪 和 逻 辑转 换 仪 Ｅ ＷＢ提供 多 种 仿 真分 析 方 法 ，可 根 据仿 真 电路 、仿 真 目的和 、数字 信号 处理技 术相 结合 ．把 仪器 厂家定
义 仪 器 功 能 的 方式 转 变 为 由用 户 自己定 义仪 器 功 能 用户 可根 据测试 的需 要 ． 自己设计 所需 要 的仪
器 系统 ．利用 一种 或多种 功 能的通 用模 块 ，调用不
同功能 的软件模 块 ．组成 不 同的仪 器功 能 。在虚拟 仪 器 中 ．计算机 成 为仪器 的一 部分 ，它 的功 能可 以
电子 产 品 可 靠 性 与 环境 试 验
２１ ０ ０年
验 证型 、测 试型设 计 型 、纠 错型 和创新 型等 实验 和 实 践 ．工 程实 用性 强 虚拟仪 器将 计算 机资 源与仪
桌 面那样 提供示 波 器 、信 号发 生器 、扫 频仪 、逻辑 分析仪 、数字信 号发 生器 、逻 辑转换 器 以及万 用表 等设计 、检测 与维护 比备 的仪 器 、仪表工 具 。该软 件 的器 件库 中则 包含 了许 多 国内外 大公 司的 晶体管 元器件 、集 成 电路 和数字 门电路 芯 片 。器 件库 没有 的元 器件 ．还可 以由外部 模块 导入 通过 虚拟 实验 可 以使 实验 者在 有 限的时 间里做 出更 多 的实验 ．加
来 选 择 这 些仿 真 分 析 方 法 主 要 为 ：直
流 工 作 点 分 析 、瞬 态 分 析 、失 真 分 析 、
参 数 扫 描 分 析 、交 直 流 灵 敏 度 分 析 以 及
传 递 函数 分析 等 Ｅ ＷＢ对 电路进 行 仿 真
分 析 由以下几个 步 骤进行 ：
１ ）建立 原始 电路 图 ．选 择 仿真 分 析
先测 量 一 级 放 大 器 的 输 出 阻 抗 ．根 据 匹 配 要
求设 计 第 二级 放 大 器 ，如 图 ２所 示 。采 用 负 反 馈
共 发 极 放 大 器 作 为 中 间 级 ，其 特 点 是 结 构 简 单 ，
稳定 性好 。
第 三 级 （ 出级 ）采 用 Ｏ Ｌ功 放 ，如 图 ３所 输 Ｔ
Ｋ 欧姆 时增 益 为 １０ ０倍 ． 即 ６ Ｂ ０ ０ｄ 。初
得 到充分 的发挥
３ 利 用Ｅ ＷＢ进 行 小 信 号 放 大 器 电 路 设 计
设 计一小 信 号放大 器 电路 ．要求 是增 益大 、灵
敏 度 高 、失 真度 小 以及 低 通 截止 频 率不 低 于 １ ＭＨ 这 个设 计实验 可 采用 三级放 大器 串联 实现 。 ｚ
发 、 基 于 Ｐ 平 台 的 电 子 设 计 软 件 Ｅｅｔ ｎｃ Ｃ ｌｃ ｏ ｉ ｒ ｓ
Ｗｏｋ ｅ ｃ （ 称 Ｅ ５ ） 这些 软件 提 供 了一 个 ｒｂ ｎｈ 简 ＷＢ ５ 。
号 的有 效传输 。因此 ，在探 测仪 器 中的放 大环节 多
数 采用 差分对 放 大器 ，如 图 ｌ 示 。 所
第 一级是 对称 差分 放大 器 ．其特 点是 对差模 信 号 和共模 信号 具有 完全 不 同的放 大效果 ．用差分 放 大 器 作 为 初 级 ．有 利 于 有 效 地 抑 制 共 模 信 号 的 干 扰 ，而 且其输 入 电阻大 ，输 出 电阻小 ，有 利于小 信
的 电路仿 真 工具 Ｐ Ｐ Ｃ Ｓ Ｉ Ｅ语 言 和加 拿 大公 司研 制 开