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教学辅助软件电子设计自动化软件EWB（一）、EWB概述电子工作平台ElectronicsWorkbench(EWB)软件是加拿大InteractiveImageTechnologies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，非常适合电子类课程的教学和实验。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。（二）、初识EWB2.1EWB5.12的安装和启动EWB5.12版的安装文件是EWB512.EXE。新建一个目录EWB5.12作为EWB的工作目录，将安装文件复制到工作目录，双击运行即可完成安装。安装成功后，可双击桌面图标运行EWB。图2-1EWB的图标使用EWB对电路进行设计和实验仿真的基本步骤是：(1)用虚拟器件在工作区建立电路；(2)选定元件的模式、参数值和标号；(3)连接信号源等虚拟仪器；(4)选择分析功能和参数；(5)激活电路进行仿真；(6)保存电路图和仿真结果。2.2认识EWB的界面1．EWB的主窗口2．元件库栏(1)信号源库(2)基本器件库(3)二极管库(4)模拟集成电路库(5)指示器件库(6)仪器库2.3虚拟模拟电路实验演示下面让我们用EWB来做一个简单的虚拟模拟电路实验。●放置器件，并调整其位置和方向启动EWB，用鼠标单击电源器件库按钮打开电源器件库，将电池器件拖放到工作区，此时电池符号为红色，处于选中状态，可用鼠标拖动改变其位置，用旋转或翻转按钮使其旋转或翻转，单击工作区空白处可取消选择，单击元件符号可重新选定该元件，对选定的元件可进行剪切、复制、删除等操作。用同样方法在工作区中再放置接地端（电源器件）、小灯泡（指示器件）和万用表（虚拟仪器）各一个，如图2.3-1所示。图2.3-1在工作区中放置器件图2.3-2器件属性设置对话框●设置器件属性双击电池符号，会弹出电池属性设置对话框，如图2.3-2所示，将Value（参数值）选项卡中Voltage（电压）项的参数改为10V，单击确定按钮，工作区中元件旁的标示随之改变，用同样方法将小灯泡设置为1W/10V。通过器件属性设置对话框中的其它选项卡还可以改变器件的标签、显示模式，以及给器件设置故障等。●连接电路把鼠标指向一个器件的接线端，这时会出现一个小黑点，拖动鼠标（按住左键，移动鼠标），使光标指向另一器件的接线端，这时又出现一个黑点，放开鼠标键，这两个器件的接线端就连接起来了。照此将工作区中的器件连成如图2.3-3所示的电路。值得注意的是，这时如果为了排列电路而移动其中一个器件，接线是不断开的。要断开连接线，可用鼠标指向有关器件的连接点，这时出现一个小黑点，拖动鼠标，连线即脱离连接点。图2.3-3在工作区中连接电路●观察实验现象，保存电路及仿真结果双击万用表符号，会弹出万用表面板，见图2.3-3。单击仿真开关，电路即被激活，开始仿真，可以看到小灯泡亮了，万用表显屏中也显示出了电压测量结果。改变小灯泡耐压值为1W/9V，开始仿真，会看到灯泡的灯丝被烧断了。单击工具栏中的保存按钮会弹出保存文件对话框，选择路径并输入文件名，单击确定可将电路保存为*.EWB文件。（三）、EWB上的虚拟器件3.1EWB系统器件EWB上有12个系统预设的器件库，其中包括146种器件，每种器件又可被设置为不同的型号或被赋予不同的参数，若按型号来划分，其数量不可胜数，因此，我们只把常用器件列出，以备参考。3.2器件属性的设置双击工作区中的器件，便会弹出器件属性设置对话框。前面我们已经初步认识了电池的属性设置对话框，其它器件的属性设置对话框与此相似，只不过个别项目会根据器件类别的不同而有所不同。下面我们再以三极管为例来看一下器件属性的设置。三极管的属性设置对话框共有5个选项卡，其中Label选项卡用来设置器件的显示标签和ID标号，Display选项卡用来设置器件的显示项目，AnalysisSetup选项卡用来设置器件工作的环境温度。图3-1所示的是Models选项卡，用于选择器件的型号，还可以新建器件，或对选定器件进行删除、复制、重命名和参数的编辑设定。图3.2-1三极管属性设置对话框之一如图3.2-2所示的是Fault选项卡，用于设置器件故障。不同的器件会有不同的故障类型，对于三极管，可以设置其任意两极为短路、开路或有一定的泄漏电阻，若选择None，则为没有故障。图3.2-2三极管属性设置对话框之二3.3用户器件库的使用我们可以把一些常用的器件或电路模块保存在用户器件库中供以后使用时调用，从而可以避免重复，提高效率。要把系统器件库中的器件添加到用户器件库，可以在该器件的图标上单击鼠标右键，选择右键菜单中的Addtofavorites即可。（四）、EWB上的虚拟仪器虚拟仪器是一种具有虚拟面板的计算机仪器，主要由计算机和控制软件组成。操作人员通过图形用户界面用鼠标或键盘来控制仪器运行，以完成对电路的电压、电流、电阻及波形等物理量的测量，用起来几乎和真的仪器一样。在EWB平台上，共有7种虚拟仪器，下面分别作以介绍。4.1数字万用表(Multimeter)万用表的虚拟面板参见图2.3-3，这是一种4位数字万用表，面板上有一个数字显示窗口和7个按钮，分别为电流(A)、电压(V)、电阻(Ω)、电平(dB)、交流(～)、直流(－)和设置(Settings)转换按钮，单击这些按钮便可进行相应的转换。用万用表可测量交直流电压、电流、电阻和电路中两点间的分贝损失，并具有自动量程转换功能。利用设置按钮可调整电流表内阻、电压表内阻、欧姆表电流和电平表0dB标准电压。虚拟万用表的使用方法与真实的数字万用表基本相同。其各个量程的测量范围如下：电流表(A)量程：0.01μA--999kA电压表(V)量程：0.01μV--999kV欧姆表(Ω)量程：0.001Ω--999MΩ交流频率范围：0.001Hz--9999MHz4.2信号发生器(FunctionGenerator)信号发生器是一种能提供正弦波、三角波或方波信号的电压源，它以方便而又不失真的方式向电路提供信号。信号发生器的电路符号和虚拟面板如图4.2-1所示。其面板上可调整的参数有频率Frequency图4.2-1信号发生器的电路符号和虚拟面板占空比Dutycycle振幅AmplitudeDC偏移Offset虚拟信号发生器有三个输出端：－为负波形端Common为公共（接地）端、+为正波形端。虚拟信号发生器的使用方法与实际的信号发生器基本相同。4.3示波器(Oscilloscope)示波器的电路符号和虚拟面板如图4.3-1所示，这是一种可用黑、红、绿、蓝、青、紫6种颜色显示波形的1000MHz双通道数字存储示波器。它工作起来像真的仪器一样，可用正边缘或负边缘进行内触发或外触发，时基可在秒至纳秒的范围内调整。为了提高测量精度，可卷动时间轴，用数显游标对电压进行精确测量。只要单击仿真电源开关，示波器便可马上显示波形，将探头移到新的测试点时可以不关电源。图4.3-1示波器的电路符号和虚拟面板X轴可左右移动，Y轴可上下移动。当X轴为时间轴时，时基可在0.01ns/div--1s/div的范围调整。X轴还可以作为A通道或B通道来使用，例如，Y轴和X轴均输入正弦电压时，便可观察到李沙育图。A/B通道可分别设置，Y轴范围为0.01mV/div--5kV/div，还可选择AC或DC两种耦合方式。虚拟示波器不一定要接地，只要电路中有接地元件便可。单击示波器面板上的Expand按钮，可放大屏幕显示的波形，还可以将波形数据保存，用以在图表窗口中打开、显示或打印。要改变波形的显示颜色，可双击电路中示波器的连线，设置连线属性。另外，在电子工作平台的指示器件库中，还有虚拟电流表和电压表。虚拟电流表是一种自动转换量程、交直流两用的三位数字表，测量范围0.01μA--999kA，交流频率范围0.001Hz--9999MHz。虚拟表的使用数量无限，想要多少都可以。虚拟电压表也是一种交直流两用的三位数字表，测量范围0.01μV--999kV，交流频率范围0.001Hz--9999MHz，这种电压表在电子工作平台上的使用数量也不限。在电流表和电压表的图标中，带粗黑线的一端为负极。双击它的图标，会弹出其属性设置对话框，用来设置标签、改变内阻、切换直流（DC）与交流（AC）测量方式等。（五）、EWB的菜单和命令EWB有一套比较完整的菜单系统，几乎所有的操作都可通过执行相应的菜单命令来实现，但是，和大多数Windows程序一样，许多操作也可通过快捷工具按钮、右键菜单、快捷键等方式来实现，前面我们已经用过多次了。对于一般的使用者，我们没有必要记住全部的操作方式，因此，这里只讲述前面涉及较少而又较常用的Circuit（电路）和Analysis（分析）菜单中的部分项目，其它的菜单命令请大家自己体会。●Circuit（电路）菜单Rotate旋转FlipHorizontal水平翻转FlipVertical垂直翻转ComponentProperties部件属性CreateSubcircuit创建分支电路SchematicOptions演示选项Restrictions限制条件●Analysis（分析）菜单Activate激活电路，开始仿真AnalysisOptions分析选项DCOperatingPoint直流工作点分析ACFrequency交流频率分析Transient瞬态分析