基于EWB的电子电路仿真分析与设计论文.doc

学号20100604050330 密级 公开 兰州城市学院本科毕业论文Based on zhe electronic circuit EWBsimulation analysis and design基于EWB的电子电路仿真分析与设计学 院 名 称：培黎工程技术学院专 业 名 称：电子信息科学与技术学 生 姓 名：张蕾指 导 教 师 ：熊旭军 教授 二一年六月BACHELORS DEGREE THESIS OF LANZHOU CITY UNIVERSITYBased on zhe electronic circuit EWBsimulation analysis and designCollege ：peiligongchengjishuxueyuanSubject ：Electronic science and technologyName ： zhanglei Directed by ： xiongxujun Professor June 2010郑 重 声 明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。本人签名： 张蕾 日期： 2010,06 【中文摘要】 摘 要本文概括介绍了一种实用的电子线路设计与仿真软件EWB50的电子电路分析与设计(ElectronicsWorkbench50)现在只要有一台PC 机加上电路设计与仿真软件EWB50(Electronics Workbench50)就可以在不做实际电路板的情况下，采用虚拟仪器设备方式来完成各种繁杂的电路设计、仿真和分析，其结果与实际电路的情况基本一致EWB50是加拿大Interactive ImageTechnologies公司推出的最新Windows版纯32位计算机辅助电子线路设计与仿真软件标准安装大约需要1 6M 的硬盘空间，具有一般电子技术基础知识并懂得电脑基础操作的人士，只需几个小时即可掌握其使用方法 利用EWB的仿真设计省去了浪费资源的坏处，可以简洁明了的展现电路原理。关键词：元器件模型;虚拟仪器；仿真；软件【英文摘要】ABSTRACT Electronic commerce, commonly known as e-commerce, consists of the buying and selling of products or services over electronic systems such as the Internet and other computer networks. The amount of trade conducted electronically has grown extraordinarily since the spread of the Internet. A wide variety of commerce is conducted in this way, spurring and drawing on innovations in electronic funds transfer, supply chain management, Internet marketing, online transaction processing, electronic data interchange (EDI), inventory management systems, and automated data collection systems. Modern electronic commerce typically uses the World Wide Web at least at some point in the transactions lifecycle, although it can encompass a wider range of technologies such as e-mail as well.Key words: motion control； autopilot； neural ；GIS【目录】目 录第1章绪论1.1研究背景 11.2 图像处理领域的研究现状 11.3 本课题的研究内容 2EWB5.0管理和使用 5第2章EWB5.0原理2.1概述界面功能 352.2仿真分析 372.3设置参数 392.4本章小节 45结论 57参考文献 59致谢 62附录 72第1章绪论1.1概述电子技术人员在研究、开发新产品时，一个电路在完成初步设计后都要进行实际调试才能确定所设计的电路是否达到了设计要求的性能指标传统的方法是焊接实际电路，或在“面包板”上插接电子元器件和连线，并通过仪器测试反复调整元器件参数甚至改变电路结构来达到设计要求这些实际调试工作要求有各种相应的仪器设备和丰富的元器件与之配合，如果没有这些硬件条件+调试工作就难以进行因此，这种设计方法效率低、周期长，不能适应信息时代电子产品设计的要求随着电子技术的飞速发展，电路设计的规模也越来越大，采用这种传统的设计方式几乎是不可想象的，也是不现实的现在只要有一台PC 机加上电路设计与仿真软件EWB50(Electronics Workbench50)就可以在不做实际电路板的情况下，采用虚拟仪器设备方式来完成各种繁杂的电路设计、仿真和分析，其结果与实际电路的情况基本一致EWB50是加拿大Interactive ImageTechnologies公司推出的最新Windows版纯32位计算机辅助电子线路设计与仿真软件标准安装大约需要1 6M 的硬盘空间，具有一般电子技术基础知识并懂得电脑基础操作的人士，只需几个小时即可掌握其使用方法时至今日EDA电路设计自动化软件、在广播电视设备的设计、检测 维护中已得到越来越广泛的应用。但是， 与其它专业相比、在广播电视专业许多从事设备电路设计、捡测与维护的工程技术员、相应的直接采用EDA软件并不多。而且， 由于对其软件的特性了解不够拿面， 未能充分发挥它在广播电视专业的作用 笔者就EDA 轼什的一些使用心得升绍给广播电视系统的同行 并 此共同提高利用计算机辅助分折， 进行广播电视设备电路设计、检测与维护的水平 以达到相互交漉的目的。实际上电于设计自动化(简称EDA)早已深入到国外该行业的各个方面、并形成主流。凡是广播电视设备的电路设计，基本上都应用上了电子辅助设计软件。但毋庸置疑、其返璞归真的轻型EWB(Electronics Workbench) 软件 仍然有着巨大的实用价值。它也是常用的EDA设计软件之一。 利用EWB的仿真设计省去了浪费资源的坏处，可以简洁明了的展现电路原理。2.原理2.1EWB5.0界面1 EWB 软件的功能EWB6.0界面图2.2基于EWB的放大整形滤波电路设计与仿真分析在EWB 系统组成的电子仿真实验室中， 使用者只需在EWB 电路设计窗口内放置所需电子元件和相关测量仪表，并用连线连接相应的元件和测量仪表，搭接好所需电路，按照实验要求进行相关参数设置，通过测量仪表即可观察到各种仿真波形和参数结果，既直观又方便本文以放大整形滤波电路为例，介绍EWB 软件在电子电路设计仿真中的应用。221创建电路(1)启动EWB，创建电路打开元件库，将所需元器件拖到适当位置，利用旋转、翻转等工具将元器件按电路要求安放连接好的电路。（2）设置元件属性2.22 绘制仿真电路原理图在放大整形电路中， 它由晶体管3DG100 与74LS00 等组成。其中3DG100 组成放大器将输入频率为fx 的周期信号如正弦波、三角波等进行放大。与非门74LS00 构成施密特触发器，它对放大器的输出信号进行整形，使之成为矩形脉冲。在滤波电路中，我们是以低通滤波器为例，它由集成运算放大器与电容等组成，其中我们主要通过改变电容的参数来改变通过的信号频率。如图1 为放大整形电路。图1 放大整形电路如图2 为滤波电路。图2 滤波电路如图3 为放大整形滤波电路。图3 放大整形滤波电路2.23 设置参数创建仿真原理图之后，我们就可以对相应模块的参数来进行设置。在放大整形电路中，我们可以双击交流电压源图标，得一对话框，并可以对其电压值、相位值、频率值和名称进行修改。在滤波电路中，我们可以双击函数信号发生器图标，也可得到一对话框，可以选择不同的信号波形，同时修改频率、占空比和幅值。放大整形滤波电路的参数设置就是把前两者结合起来，进行参数的调整，进行仿真分析。在本文中，交流电压源设置为电压为50mv，频率为1kHZ 的正弦波，滤波电路中滤波电容设置为5nF，电路中其他元件的参数参见图3 所示。2.24 电路仿真分析点击仿真按钮，电路开始运行。在这里我们先给出交流电压源的信号图形如图4 所示，从图4 中我们可以得出放大整形之后的信号图形如图5 所示，以及低通滤波之后的信号图形如图6 所示。我们也给出整形之后的信号图形和低通滤波之后的信号图形叠加在一起的图形如图7 所示。图4 交流电压源的信号图形图5 放大整形之后的信号图形图6 低通滤波之后的信号图图7 整形和低通滤波之后信号图叠加通过对电路参数进行多次修改和仿真分析，我们可以看到，从中我们可以看出，使用EWB 软件精度高、速度快，使用方便、操作简单。2.3利用EWB电子电路设计电子电路设计一般步骤包括： （1）拟定设计方案； （2）根据设计要求，确定电路器件参数； （3）进行仿真，调整电路参数，使仿真结果符合设计要求，得到最终电路图。 （4）根据电路图，领取实际元件。进行实际安装； （5）整机测试。电子电路的EWB辅助设计贯穿在以上前三个步骤，它的实质是利用EWB软件进行对设计方案和具体电路的分析。通过仿真计算发现设计上的错误和不合理之处，进行修改设计和仿真，直到设计正确，技术指标满足要求为止。2.4EWB在模拟电路中的设计应用举例：在EWB 平台上建立负反馈电路，如图一所示。在图一中，K 断开，电路没有引入反馈；K 闭合，电路引入了反馈。分别用虚拟示波器和虚拟频率特性仪观察。引入负反馈后，非线性失真减小。当K 断开时，即没有引入负反馈，由虚拟示波器可观察电路输出失真的波形，如图二所示；当K 闭合时，即引入负反馈，由虚拟示波器可观察电路的输出信号没有发生失真，如图三所示。从而利用EWB 可以很直观地观察到，引入负反馈可以减小非线性失真。引入反馈后，放大倍数减小，通频带宽度增加。由频率特性仪测试无反馈、有反馈的幅频特性曲线如图四和图五所示。对照两图可发现加入反馈后相对无反馈时放大倍数减小，而通频带宽度增加。图一反馈电路图二无反馈时输出波形图三有反馈时的输出波形图四无反馈时频率特性曲线图五有反馈时频率特性曲线2.5EWB在数字电路中的应用举例：用EWB 进行逻辑函数的化简与变换EWB 中的逻辑转换仪提供了8 个输入端和一个输出端，单击逻辑电路的输入端便可在下边的窗口中显示出各个输入信号的逻辑组合(1 或0)；并提供了6 个逻辑转换按钮，它们分别是：从电路到真值表，真值表到逻辑表达式，化简逻辑表达式，从逻辑表达式到真值表及相应的逻辑电路图，将逻辑表达式转换为只用与非门实现的逻辑电路2。下面通过一个例子介绍一下如何使用EWB 中的逻辑转换仪完成逻辑函数的化简与变换。例 1：已知逻辑函数Y 的真值表如表1 所示，试用EWB 求出Y的逻辑函数式，并将其化简为最简与或形式首先从EWB 中调出逻辑转换仪按钮图标，双击这个图标，屏幕上便弹出如图1 所示的逻辑转换仪操作窗口。将表1 所示的真值表键入到逻辑转换仪操作窗口左半部分的表格中，然后点击逻辑转换仪操作窗口右半部分上边的第二个按钮，即可完成从真值表到逻辑式的转换。转换结果显示在逻辑转换仪操作窗口底部一栏中，得到：Y=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD图 1 用逻辑转换仪实现真值表到逻辑式的转换图 2 用逻辑转换仪化简上式的函数为了将上式化为最简与或式，只需再点击逻辑转换仪操作窗口右半部分上边的第三个按钮，化简结果便现在操作窗口底部一栏中，如图 2 所示。得到的结果为y+AD+BC。由本例看出，从真值表转换来的逻辑式是以最小项之和的形式给出的。从图2 可以看到，利用逻辑转换仪操作窗口中右半部分设置的六个按钮，可以在逻辑函数的真值表、最小项之和形式的函数式、最简与或式和逻辑图之间进行任意转换3。所以，利用EWB 中的逻辑转换仪进行逻辑函数的化简是相当方便的。另外，由于逻辑转换仪可以实现电路图到真值表的转换，而组合逻辑电路的分析就是要求从电路图最后到列出真值表从而分析其功能，因此，把逻辑转换仪用于组合逻辑电路的分析也是相当方便的。3结束语电子实验课的教学有很多关于电路测量和故障排除的实验，具体做起来问题很多,很烦琐。比如实验前准备实验材料和设备，实验中拼插、焊接实验元器件、使用实验设备、学生的安全问题，实验后清点实验材料，以及日常维护实验器材等工作常常耗费了大量的时间、人力和财力，它们导致了许多老师都不愿意带领学生去做实验。可是只要我们引入了EWB 仿真软件后，上述的种种问题也就随之解决了， 我们可以把所有的精力都用在做仿真实验上面，而且无论学生怎样去做实验仿真，元器件库的任何元件、测试仪器都不会损坏或者丢失。另外，运用该软件做仿真实验也大大的加快了学生做实速度和效率，学生在真正的实验室里花了四节课还没有完成的实验，在利用该软件重做这个实验时，大部分的学生仅仅用了一节课就完成了而且还能真正体会到实验的乐趣。在利用软件去做仿真实验时，学生要做的工作仅仅是用鼠标去设计连接实验电路和思考分析问题，有利于提高学生分析问题和解决问题的能力。，EWB软件直观的电路图和仿真分析对于电子技术人员来说有了EWB5O电路设计与仿真软件可使电路的设计和调试效率大大提高，电路设计和产品开发周期明显缩短，设计开发费用明显降低。所以利用EWB进行仿真设计既可以生动形象的展示电路的原理，又可以节省资源。用这种方法可以多次重复练习以达到最好效果。可以充分发挥想象设计电路用奇思妙想得到我们生活中最方便实用的电路，省去耗费资源浪费金钱，节约成本的效果去设计电路。这种方式在电脑上就可以完成不需要进入实验室的地方花费更大精力省下更多时间创造新的财富。所以利用EWB进行仿真设计简单方便快捷的反映出电路的功能及不足的地方省事的得到我们的要求。参考文献 1 戴军，袁惠新.膜技术在含油废水处理中的应用J.膜科学与技术，2002，22（2）：59-642 毛侠，孙云.和谐图案的自动生成研究A.第一届中国情感计算及智能交互学术会议论文集C.北京：中国科学院自动化研究所，2003：277-279.3 王湛.膜分离技术基础M.北京:化学工业出版社，2000：14-21，30.4 张志祥. 间断动力系统的随机扰动及其在守恒律方程中的应用D.北京:北京大学数学学院,1998.5 World Health Organization. Factors regulating the immune response: report of WHO Scientific GroupR. Geneva: WHO, 1970.6 河北绿洲生态环境科技有限公司.一种荒漠化地区生态植被综合培育种植方法:中国,01129210.5P.2001-10-24.7 GB/T16159-1996,汉语拼音证词法基本规则S.北京：中国标准出版社，1996.8 毛侠.情感工学破解“舒服之谜”N.光明日报，2004-04-17（B1）.9 陈剑.上博简民之父母“而得既塞於四海矣”句解释EB/OL.简帛研究网站，/Wssf/2003/chenjian03.htm2003-01-18袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿