电子测量技术 教学课件 ppt 作者 孟凤果 主编 电子测量第八章

1、1,第8章 计算机仿真测量技术,本章介绍虚拟“电子工作台”EWB的工作界面、仿真电路的绘制方法以及在电子技术课程中实验仿真。,内容提要：,2,8.1 概述 8.2 EWB的工作界面 8.3 EWB的操作使用方法 8.4 电路仿真测试举例 实验 计算机仿真电路测试 练 习 题,第8章 计算机仿真测量技术,3,8.1 概述,EWB(Electronics Workbench)是由加拿大Interactive Image Technologies公司推出的一个非常优秀的专门用于电子电路设计与仿真的软件. 创建电路、选用元器件和测试仪器等均可直接从屏幕上器件库和仪器库中直接选取。 EWB还是一个非常优秀得电工电子技术实验训练工具，作为电子技术类课程的辅助教学和实训手段，,4,8.2 EWB的工作界面,8.2.1 EWB的主窗口 8.2.2 EWB的工具栏 8.2.3 EWB的元器件与仪器库栏,5,8.2.1 EWB的主窗口,图8-1 EWB的主窗口,电路工作区,6,8.2.2 EWB的工具栏,图8-2 EWB的工具栏,7,8.2.3 EWB的元器件与仪器库栏,图8-3 EWB的元器件与仪器栏库

2、,信号源库：有各种各样的交直流电源，如接地、电池、直流电流源、交流电压源、交流电流源、电压源VCC等。 基本元器件库：有电阻器、电容器、电感器、变压器、继电器、开关等。 二极管库：有二极管、稳压二极管、发光二极管、全波桥式整流器等。,8,8.2.3 EWB的元器件与仪器库栏,图8-3 EWB的元器件与仪器栏库,晶体管库：有NPN三极管、PNP三极管、场效应管等。 模拟集成电路库：有运算放大器、比较器、锁相环等。 混合集成电路库：有A/D转换器、D/A转换器、555定时器等。 数字集成电路库：有各种CMOS和TTL等中规模数字集成电路。,9,8.2.3 EWB的元器件与仪器库栏,图8-3 EWB的元器件与仪器栏库,逻辑门电路库：有与、或、非、与非等各种逻辑门。 数字器件库：有半加器、全加器、RS触发器、D触发器等。 显示器件库：电压表、电流表、七段显示数码管等 控制器件库：有微分器、积分器、乘法器、除法器等。 其它器件库：有熔断器、晶振等。,10,8.2.3 EWB的元器件与仪器库栏,图8-3 EWB的元器件与仪器栏库,其它器件库：有熔断器、晶振等。 仪器库：有数字多用表、函数信号发生器

3、、示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪。,11,8.3.1电路的创建 8.3.2 仪器的操作 8.3.3电子电路的仿真操作过程,8.3 EWB的操作使用方法,12,电路是由元器件和导线组成的，要创建一个电路，必须掌握元器件的操作和导线的连接方法。,1元器件的操作 元器件的选用：从元器件库中将该元器件拖曳至电路工作区。 选中元器件：用鼠标器左键单击该元器件图标。 取消元器件选中：单击电路工作区的空白部分。 元器件的移动：选中拖曳该元器件即可 元器件的旋转与翻转：选中该元器件， “旋转”、“垂直翻转”、“水平翻转”等按钮。,8.3.1电路的创建,13,电路是由元器件和导线组成的，要创建一个电路，必须掌握元器件的操作和导线的连接方法。,1元器件的操作 元器件的复制：可用Edit/Cut（编辑/剪切）、Edit/Copy（编辑/复制）和Edit/Paste（编辑/粘贴）等菜单命令 元器件的删除：对选中的元件可用Delete键，或将元器件直接拖曳回其元器件库,8.3.1电路的创建,14,1元器件的操作 元器件参数的设置：选择菜单命令Circuit/Component Prope

4、rty,8.3.1电路的创建,图8-4 元件属性对话框（元件简单）,元器件属性对话框包括： Label（标识） Model（模型） Value（数值） Fault（故障设置）Display（显示）Analysis Setup（分析设置）,15,元器件的属性,8.3.1电路的创建,Label：设置元器件的Label（标志）和Reference ID（编号）。 Model：缺省（Default）设置通常为Ideal（理想） Value：设置元器件的数值，如电阻、电容。 Fault：可设置Short（短路）、Open（开路）、Leakage（漏电）、None（无）故障 Display：设置Label、Model、Reference ID的显示方式 Analysis Setup：设置电路的工作温度和初始条件,16,2导线的操作,8.3.1电路的创建,导线的连接：将鼠标指向元器件的端点使其出现一个小黑圆点，按下鼠标左键并拖曳出一根导线；拉住导线并指向另一个元器件的端点使其出现小圆点；释放鼠标左键，则导线连接完成。 连线的删除与改动：将鼠标指向元器件与导线的连接点，使其出现一个圆点；按下左键拖曳该

5、圆点使导线离开元器件端点，释放左键，导线自动消失，完成导线删除。也可以将拖曳移开的导线连至另一接点，实现连线的改动。 改变导线的颜色：在复杂电路中，可以将导线设置成不同颜色，有助于对电路图的识别。要改变导线的颜色，双击导线弹出Wire Property对话框，选择Schematic Option选项并按下Set Wire Color按钮，然后选择合适的颜色。,17,2导线的操作,8.3.1电路的创建,向电路中插入元器件：将元器件直接拖曳在导线上，然后释放即可插入电路中。 从电路中删除元器件：选中该元器件，按下Delete即可，或用鼠标左键选中该元器件，按下鼠标右键，在弹出的菜单中选择Delete。 连接点的使用：连接点是一个小圆点，存放在无源元器件库中，一个连接点最多可以连接来自四个方向的导线，可以直接将连接点插入连线中，还可以给连接点赋予标识。,18,8.3.2仪器的操作,仪器库存放有虚拟仪器有：数字多用表、函数信号发生器、示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪 。,需要观察测试数据与波形或者需要设置仪器参数时，可以双击仪器图标打开仪器面板。,选用仪器可以从仪器库中将

6、相应的仪器库图标拖曳至电路工作区。不使用的仪器可以拖曳回仪器存放栏，与仪器相连的导线会自动消失。,19,8.3.2仪器的操作,1数字多用表（Multimeter）,图8-6 数字多用表的图标与面板,20,8.3.2仪器的操作,1数字多用表（Multimeter）,按面板上的Settings（参数设置）按钮时，就会弹出图8-7所示的对话框，可以设置多用表的内部参数。,图8-7 数字多用表内部参数设置,21,8.3.2仪器的操作,1数字多用表（Multimeter）,数字多用表量程规定如下：,电流（A）：0.1A999kA 电压（V）：0.1V999kV 电阻（）：0.001999M 交流频率范围：0.001Hz9999MHz。,虚拟数字多用表与实际的数字万用表使用方法基本相同。,22,8.3.2仪器的操作,1数字多用表（Multimeter）,EWB还提供了虚拟电压表和电流表如图8-8所示：,在电压表、电流表的图标中，带粗黑线的一端为表负极。 电压表、电流表是一种交直流两用数字表，在转换直流与交流测量方式时，可双击电压表图标，出现一个对话框，然后单击测量方式（Mode）转换按钮，选定直流

7、（DC）或交流（AC）。,图8-8 电压表和电流表,23,8.3.2仪器的操作,2示波器（Oscilloscope）,图8-9 示波器的图标,24,8.3.2仪器的操作,图8-10 示波器的面板图,25,8.3.2仪器的操作,2示波器（Oscilloscope）,图8-11 示波器的展开面板,可面板上的Expand按钮进一步展开，如图8-11所示。按下Reduce按钮可以缩小示波器面板至原来大小。按下Reverse按钮可以改变示波器屏幕的背景颜色。,26,8.3.2仪器的操作,3函数信号发生器（Function Generator）,用来产生正弦波、三角波和方波信号的仪器,负端,正端,COM端,信号波形选择,频率设置,占空比设置,幅度设置,偏置设置,图8-12 函数信号发生器图标和面板,27,8.3.2仪器的操作,4波特图仪（Bode Plotter）,波特图仪用来测量电路的幅频特性和相频特性,28,8.3.2仪器的操作,5数字信号发生器（Word Generator）,数字信号发生器是一个多路逻辑信号源，它能够产生16位（路）同步信号，送给数字逻辑电路工作 。,图8-14 数字信号发

8、生器面板图,29,8.3.2仪器的操作,6逻辑分析仪（Logic Analyzer）,逻辑分析仪用于对数字逻辑信号的高速采集和时序分析 ，可以同步记录和显示16路逻辑信号。,30,8.3.2仪器的操作,6逻辑分析仪（Logic Analyzer）,图8-17 逻辑分析仪的面板,31,8.3.2仪器的操作,6逻辑分析仪（Logic Analyzer）,图8-18 触发模式选择,触发方式有多种选择：单击Trigger区的Set按钮弹出图8-18所示触发方式模式对话框。 对话框中可以输入A、B、C三个触发字。三个触发字的识别方式分别有以下八种组合情况。 A or B，A or B or C ,A then B,（A or B）then C,A then （B or C），A then B then C ,A then B (no C)。,32,8.3.2仪器的操作,7逻辑转换仪（Logic Converter）,逻辑转换仪是EWB特有的虚拟仪器，实际工作中不存在与之对应的设备。逻辑转换仪能完成真值表、逻辑表达式和逻辑电路三者之间的相互转换。,图8-19 逻辑转换仪的图标和面板,33,8.3.

9、2仪器的操作,7逻辑转换仪（Logic Converter）,图8-20 转换方式选择按钮,电路导出真值表的步骤是： 画出逻辑电路图，并将其输入端连接至逻辑转换仪的输入端，输出端连接至逻辑转换仪的输出端。 此时按下“电路真值表”按钮，在真值表区就出现该电路的真值表。,34,8.3.3电子电路的仿真操作过程,电子电路的仿真通常可按下列步骤进行：,1连接电路与仪器 2电路文件的存盘与打开 3电路的仿真实验 4实验结果的输出,35,8.4 电路仿真测试举例,8.4.1 电路基础应用举例 8.4.2 模拟电路应用举例 8.4.3数字电路应用举例,36,8.4.1 电路基础应用举例,1直流电路分析,（1）电阻的测量,由P=U2/R， 得R= U2/ P=62/3=12,图8-21数字多用表测灯泡电阻,直接使用数字多用表的欧姆档测量即可，测试结果与理论计算相同。,37,8.4.1 电路基础应用举例,1直流电路分析,（2）串并联电路的电压和电流的测量,图8-22串并联测试电路,38,8.4.1 电路基础应用举例,2交流电路分析,图8-22 电容电路,39,8.4.1 电路基础应用举例,2交流电路分析,图8-23 电容两端外加交流电压与流过电流的相位关系,40,8.4.2 模拟电路应用举例,1测量静态工作点,图8-24测量单管共射放大电路静态工作点,41,8.4.2 模拟电路应用举例,1测量静态工作点,（1）测量静态工作电流 如图，在三极管集电极串入直流电流表，在基极、发射极和集电极并上直流电压表。接通电路电源，调节RW使IC1mA，或ICVE/Re1mA。图中电流表的实测值为1.011mA，或通过换算ICIEVE/Re1.011mA。,(2）测量静态工作电压从图中的电压表中可以读出：VB1.797V，VE1.022V，VC6.838V，通过计算可以得出VBE=0.775V，VBC5.041V，满足放大电路BE结正偏，BC结反偏的条件。,42,8.4.2 模拟电路应用举例,2测量放大倍数,图8-25 测量共射放大电路的放大倍数,43,8.4.2 模拟电路应用举例,2测量放大倍数

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