EWB入门xgWord格式.docx
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在学习中遇到的较多的困难往往不是如何使用软件,而是电路原理方面的问题。
EWB仿真的结果是否与真实的电路相同,元件参数的设定是关键。
如何设定元件参数,是能否用好EWB的一个重要的关键。
以下给出一个使用EWB的例子,供初次使用时模仿。
该例要求用对本实验教材的实验1中的三极管共射极电压放大器做仿真。
1.绘制电路图
图1
双击
,就进入EWB的主窗口,主窗口的下方是工作界面,如图1。
在主窗口上方
有两排快捷键,将鼠标移至一个快捷键,就会出现该键的功能提示。
点击
,出现子窗口,如图2。
将
拖到工作界面上。
其余元件可从
图2
键弹出的子窗口中得到。
,这三个键的功能分别是对选中的元件(元件颜色变红)做90°
旋转、左右对转、上下对转。
按照电路图将元件放置好,如图3。
图3
然后开始画线。
如图4
(1),选中一个元件的端点,这时元件的端点会出现一个圆点;
用鼠标将线拖向另一个元件的端点,当“另一个元件”的端点被选中时,该端点会出现一个圆点,如图4
(2);
这时,放开鼠标,两个元件之间的连线就画好了,如图4(3)。
未经连线而将两个元件的端点放置在一起,从图上看,两个元件似乎连上了,但仿真时,EWB认为两个元件没有连上。
这是初次使用EWB常见的错误。
完成连线后的电路如图5。
图5
输入元件参数。
双击要输入参数的元件,就会弹出对话窗口如图6。
先以电阻为例。
在“Value”栏下将“Resistance(R)”输入“5.1k”,如图6
(1)。
再选择“Label”栏,“Label”栏下输入“R1”,如图6
(2)。
这样,R1的符号和电阻值就输进去了。
电容、交流信号源、直流电源的符号和参数输入方法类似。
输入三极管的参数。
双三极管,得到图7
(1)所示窗口。
在“Library”栏下选“2n”,如图7
(2),再选“Edit”,出现图7(3)所示窗口。
EWB对于一个三极管的描述共有5页41个参数。
根据实际元件,正确的设置这些参数,是得到正确的仿真结果的关键,这是电路知识问题,不是使用软件的问题。
这里,请将“Forwardcurrentgaincoefficient”(正向电流放大倍数,即β)该为30。
然后依此关闭窗口。
当所有的元件符号和参数都输入后,就的到了图8。
点击仪器键
就出现了仪器窗口。
(1)
(2)
图6输入电阻的符号和电阻值
(3)
图7三极管参数设置举例
在仪器窗口中选三台仪器,
,第一个,万用表,第三个,示波器,第四个,频率特性仪。
如图连接。
关于示波器接“地”,点击示波器,再选“Help”、“Grounding”,可得提示“Itisnotnecessarytogroundtheoscilloscope,aslongasthecircuittowhichitisattachedisgrounded.”,由于本电路已经接“地”,所以示波器不需要再接“地”。
如图9。
图8
图9
2.仿真
1)调整静态
取仿真电路集电极静态电压为6V。
万用表选择直流电压挡,开启EWB主窗口右上角的开关,调整基极偏置电位器RP,发现680kΩ过大,改用22kΩ电位器,直至VC≈6V为止。
如图10。
2)测量交流放大倍数
双击示波器,出现较小的示波器窗口,再点击示波器上的“Expand”,出现较大的示波器窗口。
开启EWB主窗口右上角的开关。
调整示波器A、B通道的位置,使两个通道的波形在示波器屏幕上分开,以利于观察。
调整示波器的X轴时间刻度、Y轴电压刻度。
按下开启EWB主窗口右上角的“Pause”键(暂停键),移动示波器屏幕下方的滚动条,将波形移入示波器的屏幕。
再移动游标,如图11。
由图可知,输入电压的峰-峰值为VA2-VA1=7.6275mV,输出电压的峰-峰值为VB2-VB1=-840.0048mV,放大器的交流电压放大倍数为
3)测量放大器的频率特性
双击频率特性仪,出现图12所示的频率特性仪窗口。
窗口上方左侧是“Magnitude”(幅值),其上限默认值是0dB,下限默认值是-200dB。
窗口上方右侧是“Phase”(相位),其上限默认值是720度,下限默认值是-720度。
频率范围默认值是(mHz,GHz)。
图10
图11
频率特性仪窗口出现曲线。
关闭EWB主窗口右上角的开关。
修改幅值的范围和频率的范围,使幅频特性曲线便于观察,在窗口的左侧有游标,用鼠标拖出,如图12
(1)。
点击“Phase”,修改相为的范围和频率的范围,使相频特性曲线便于观察,如图12
(2)。
若要看更详细的频率特性曲线,可开启EWB主窗口右上角的开关,然后点击工具栏第一行的
,这时出现一个新的窗口,点击该窗口中的“Bode”,就出现了频率特性曲线。
先在幅频特性曲线的窗口中点击一下,然后再点击
,幅频特性曲线就被画上了网格,再点击
,就出现了游标和游标测量数值,如图13。
图12
(1)幅频特性测量
图12
(1)相频特性测量
图13频率特性测量
由图13可读出放大器的通频带为(726Hz,10.7762MHz)。
4)放大器输出信号的付立叶分析
点击主窗口中的“Circuit”,出现一个下拉窗口,点击该窗口中的“SchematicOptions”,出现如图14所示的窗口。
在该窗口中选择“Show/Hide”、“Shownode”,确定后,主窗口工
图14
图15
图16
作界面中的电路就有了节点编号,如图15。
由图15可知,输出节点编号为“7”。
点击主窗口中的“Analysis”,出现一个下拉窗口,点击该窗口中的“Fourier”,出现图16所示窗口,在该窗口中,“Outputnode”选“7”;
“Fundamentalfrequency”选“10kHz”,因为工作界面
上输入信号的频率为10kHz;
“Numberofharmonics”选“5”,当然也可以选其它正整数;
“Verticalscale”选“Log”,表示付立叶谱幅值取对数坐标。
然后点击“Accept”,将此设置的内容保存起来。
运行工作界面上的电路后,再打开图16所示界面,点击“Simulate”,就出现了图17所示的窗口。
用在图13中使用游标的方法可测量出各次谐波的幅值,进而计算出各次谐波失真的数值。
图17
3.练习
1)将工作界面上的电路的发射极交流旁路电容改为100μF,电路的幅频特性和相频特性有什么变化?
为什么?
2)将工作界面上的电路的三极管该为“default”“ideal”,其“Forwardcurrentgaincoefficient”仍改为“30”,电路的幅频特性和相频特性有什么变化?
3)若将工作界面上的输入交流信号源的电压幅值改为1V,对电路输出做付立叶分析,其谐波失真与输入交流信号源的电压幅值为0.3V时相比有什么变化?