ＥＷＢ仿真在電子技術課程教學中的應用

文章編號：1672-5913(2008)16-0144-02

摘要：利用EWB軟件平臺，開發“電子技術”仿真實驗系統，以可視化的分析方法，為學生提供直觀的分析結果，可以克服“電子技術”課程中實驗和試制電路局限于實驗室的問題，提高實驗的便利性和學習效率。本文介紹了我院EWB仿真教學的實踐情況。

關鍵詞：EWB；仿真；電子技術

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1引言

Electronics Workbench的中文名稱為“電子電路仿真工作室”，這個軟件提供了極為豐富的元器件庫和常用儀器庫，使電路設計與調試基本擺脫了元器件損壞和規格不全的束縛，給電路設計人員提供了廣闊的設計想象空間，大大縮短了電路設計開發周期。在電子技術教學中，該軟件為實現低成本、高效率的學生實驗開辟了一條新路。

2EWB電路的創建

EWB的主界面如圖1所示。進行仿真分析之前首先要在主窗口的工作區創建電路，通常是在主窗口(相當于虛擬實驗平臺)直接選用元器件并連線形成電路。需要注意的是導線顏色的設置和元器件特性的設置。

(1) 導線顏色的設置

通常需設置示波器輸入線的顏色，因為示波器波形的顏色由相應輸入通道的導線顏色確定，對不同輸入通道設

置不同顏色可便于觀察。設置方法為：選中該導線后單擊工具欄的“元件特性”按鈕(或雙擊該導線)，使彈出導線特性對話框，然后單擊選項“Schaematic Option”，單擊“Set Wire Color”按鈕，使彈出“Wire Color”對話框，單擊欲選的顏色，最后單擊“確定”按鈕。

(2) 元器件的設置

從庫中取出的元器件已被設置為默認值(又稱缺省值)，若這種默認值不符合所構電路的要求，就需要對相應元器件進行重新設置。設置方法為：選中該元件后單擊工具欄的“元件特性”按鈕，(或雙擊該元件)，使彈出相應的元件特性對話框，如圖2所示，然后單擊對話框的選項標進行相應設置。通常是對元器件進行標識和賦值(或模型選擇)，舉例如下。

3虛擬儀器儀表的使用

儀器庫中提供了數字多用表、函數信號發生器、示波器、波特圖儀、字信號發生器、邏輯分析儀和邏輯轉換儀等七種虛擬儀器。它們的使用方法基本上與實際儀表相同，虛擬儀器每種只有一臺，而電壓表和電流表的數量則沒有限制。雙擊圖標可放大儀器儀表的面板，方便進行設置。電壓表，電壓表可通過單擊右鍵進行參數的調整。

(1) 電壓表和電流表的設置

電壓表和電流表的圖標如圖3所示，粗黑邊對應的端子為負極，另一端則為正極。它有縱向和橫向兩種引出線方式，選中后使用工具欄旋轉按鈕可進行引出方式的轉換。其默認設置為：DC(即測量直流電量)、電壓表內阻1MQ，測量時應根據需要進行設置。

例如要測量交流電壓，估計被測電路阻抗為10MΩ，為減小測量誤差，可將電壓表內阻設置為1000MΩ，設置方法為：雙擊該電壓表打開特性對話框，單擊選項“Value”，在“Resistance”框鍵入“1000”，并用箭頭按鈕選擇“M”，在“Mode”框的下拉框中選中“AC”，最后單擊“確定”。利用特性對話框也可進行電壓表和電流表的標識。

(2) 示波器的設置

雙擊示波器圖標打開其面板，從圖4可知，它與實際儀器一樣，由顯示屏設置、時基調整和觸發方式選擇組成，使用方法也和實際儀器相似。虛擬示波器的操作是將紅(指針1)、藍(指針2)指針拖拽至合適的波形位置，就可讀取電壓和時間值，并能讀取兩指針間的電壓差和時間差，因此，測量幅度、周期等很方便。按下“Redtuce”按鈕可將示波器面板恢復至原來大小。

用示波器觀察時，為便于區分波形，可通過設置導線顏色確定波形顏色。

示波器一般連續顯示并自動刷新所測量的波形，如希望仔細觀察波形和讀取數據，可設置“示波器屏幕滿暫停”，使顯示波形到達屏幕右端時自動穩定不動，方法為：單擊菜單“Analysis”，單擊“Analysis options”，在對話框中單擊“Instruments”，在“Oscilloscope：”框選中“Pause after each、screen”即可。示波器屏幕滿暫停時仿真分析暫停，要恢復仿真可單擊主窗口右上角“Resume”按鈕或按“F9”鍵。

4電路的仿真分析

除了仿真電路功能之外，EWB還提供了直流工作點分析、交流頻率分析、瞬態分析、失真分析、參數掃描分析和溫度掃描分析等多種電路分析功能。

例如，圖5是共發射電路的實現電路，從圖中可以看出，輸出電壓的幅度比輸入電壓的幅度要大，說明該電路有電壓放大作用。從波特圖測試結果可知該電路對較低的頻率和過高的頻率有一定的衰減作用，對中頻信號有較好的放大作用。

5結束語

使用EWB軟件平臺，可以方便地進行可視化的電路仿真分析，為學生提供直觀的分析結果，克服“數字電子技術”課程中實驗和試制電路局限于實驗室的問題，提高實驗的便利性，對學生掌握“電子技術”課程的基本概念，訓練電路設計能力等方面有很大的幫助。