基于EWB平臺的電子電路設(shè)計應(yīng)用研究

韓旭　鄭磊

摘要：本文將對EWB仿真軟件的基本原理以及基本功能進行簡單介紹，把實際電路作為例子，進行對EWB平臺的電子電路設(shè)計與應(yīng)用。希望能夠從本文的介紹，讓更多人了解EWB平臺的在電子電路設(shè)計中的應(yīng)用，為后期的進一步研究提供幫助。

關(guān)鍵詞：EWB;電子電路;設(shè)計;計算機仿真

中圖分類號：TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）02-0100-02

0 引言

電子技術(shù)應(yīng)用的最重要的一個環(huán)節(jié)就是電子電路的設(shè)計過程。電子電路的設(shè)計其實就是把理論知識設(shè)計應(yīng)用在實際當(dāng)中，在這個過程中最常做的事情就是不斷的進行應(yīng)用的分析以及調(diào)試。而分析與調(diào)試的過程經(jīng)過科技不斷的進步優(yōu)化，現(xiàn)在已經(jīng)能夠應(yīng)用計算機技術(shù)來解決。其中EWB仿真軟件就是由加拿大的一個公司研究出來的用于電子電路設(shè)計過程中分析與調(diào)試的軟件。除了EWB仿真軟件以外，還存在很多別的仿真軟件。但是相比其他的仿真軟件EWB仿真軟件具有很多不同的優(yōu)點，例如操作方便，界面簡潔明了等。因此，EWB仿真軟件在電子電路設(shè)計當(dāng)中應(yīng)用是相對比較廣泛的。EWB仿真軟件不是傳統(tǒng)的文字輸入的方式，而是直接從屏幕上選取需要的元件，分析和調(diào)試的過程也僅僅需要點擊鼠標即可。因此在應(yīng)用EWB仿真軟件示能夠很大程度上提高電子電路設(shè)計的效率。

在EWB軟件建立時需要有一個元件庫，因為這樣使用時才能直接從屏幕上選取所需要的軟件。所以對于元件庫中的元件儲備量應(yīng)該有著一定的要求，除此之外還需要保證這些元件的參數(shù)的準確度。通過這些與實際元件參數(shù)相同的虛擬元件進行模擬才能夠準確的描述實際電路的應(yīng)用情況。而且利用計算機技術(shù)能夠方便的進行不同元件參數(shù)的更改，因此EWB仿真軟件在應(yīng)用過程中具有很強的靈活性。

1 EWB軟件的基本性能介紹

EWB仿真軟件在應(yīng)用當(dāng)中會涉及到7種儀器，即示波器、函數(shù)發(fā)生器、萬用表、毫伏表、頻譜儀以及邏輯分析儀。EWB軟件的應(yīng)用有六種不同的基礎(chǔ)的分析方法，以及其中比較高級的分析方法。分別為直流工作點分析、交流頻率分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析、失真分析、噪聲分析傳遞分析、零極點分析、靈敏度分析、溫度掃描分析、參數(shù)掃描分析、蒙特卡羅分析、最壞情況分析。在上面已經(jīng)提到EWB軟件有一個元件庫，在這個元件庫中無論是有源器件還是無源器件，無論是模擬器件還是數(shù)字器件都能夠找到。除此之外，這些器件的各種故障狀態(tài)都能過由EWB軟件模擬出來，且模擬出的情況與實際情況相差不大。因此，EWB仿真軟件除了能夠滿足電子電路在設(shè)計的要求時，對于后期的維修與維護工作也有著一定程度上的幫助。

2 實際電路中的設(shè)計與仿真分析

本文將以實際例子表面在電子電路設(shè)計中EWB軟件的使用及其仿真分析的過程。

2.1 模擬電路中失真現(xiàn)象的分析

2.1.1 原理分析

在一個放大電路當(dāng)中，如果有信號輸入的時候，交流量和直流量是同時存在的。把輸入信號為零的時候的各個參數(shù)統(tǒng)稱為放大電路的靜態(tài)工作點，包括晶體管的基極電流、集電極電流、管降壓等。設(shè)置靜態(tài)工作點的主要原因是為了保證放大電路不會產(chǎn)生失真現(xiàn)象。因為對于放大電路有兩個要求一是放大、二則是保持不失真。因為如果一個放大電路在放大過程中已經(jīng)失真了，那其數(shù)據(jù)也就失去了意義。因此，在對電路進行放大的過程中始終要保證輸入信號處于失真范圍之內(nèi)，而設(shè)置一個靜態(tài)工作點則成為了判斷是否失真的標準。

2.1.2 失真現(xiàn)象分析

一個放大電路靜態(tài)工作點的各個值能夠通過數(shù)據(jù)的分析計算出結(jié)果，也可以利用實際的電路進行測量得出。本文接下來就對EWB仿真軟件來說明放大電路的失真現(xiàn)象。希望能夠通過這個說明，讓讀者能夠更為深刻的理解靜態(tài)工作點的內(nèi)涵所在。主要分析三種不同信號情況下的失真情況。

（1）首先把放大電路調(diào)試到理想靜態(tài)工作點的情況，具體電路如圖1所示。當(dāng)輸入大小為1V，可變電阻調(diào)為100KΩ的時候，集電極對地的電壓為5V。此時輸出端的波形圖如圖2所示。

（2）如果改變輸入信號的大小或者是改變R8的數(shù)值能夠得到不同的失真波形圖，如圖3所示。

（3）通過改變晶體三極管的放大倍數(shù)，我們也能夠得到不同情況下的波形失真圖，我們會發(fā)現(xiàn)這種情況下得到的失真波形圖與圖三的飽和失真和截止失真一樣。

綜合以上，我們可以知道EWB仿真軟件可以對電路進行定量與定性的雙重分析，能夠把理論上的數(shù)據(jù)和實際的情況融合在一起，可以說能夠做到理論值與實際值完全相同。因此，可以運用EWB仿真軟件技術(shù)進行電子電路的設(shè)計，而且這種方式還具有設(shè)計時間短、效率高的優(yōu)點。

2.2 數(shù)字電路分析

2.2.1 原理分析

數(shù)字電路，即計數(shù)器的建立可以利用幾個T觸發(fā)器構(gòu)成。首先用D觸發(fā)器構(gòu)成T觸發(fā)器，然后把三個T觸發(fā)器相連接，利用脈沖信號即能夠達到計數(shù)器的目的。

2.2.2 電路基本功能設(shè)計

通過設(shè)置輸入值，來進行波形圖的觀測。然后通過對數(shù)據(jù)的理論分析與觀察圖得到的結(jié)果進行對比，看實驗值與理論值是否完全相同即可。在觀察波形的時候需要注意不能失真。

3 EWB在電子電路設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 利用EWB軟件進行小信號差分放大器電路設(shè)計

如果想要設(shè)計一個小信號差分放大器電路，對此電路主要要求是保證失真度小、靈敏度高、截止頻率大于1Mhz。如果利用EWB仿真軟件就能夠輕易的滿足這些要求，主要是把三個差分放大器串聯(lián)在一起即可。第一級是設(shè)計一個對稱差分放大器，這個設(shè)計的目的主要是減少共模信號的干擾。因為對稱的差分放大器對于共模信號和差模信號的放大作用不同，而且這種結(jié)構(gòu)的輸入電阻大、輸出電阻小，非常有利于小信號的傳輸。第二級則是根據(jù)第一級的數(shù)據(jù)，運用合適的負反饋共發(fā)射級放大器，最后一級采用OTL。把這三個連接在一起進行作用的時候需要考慮到三個級有著不同的工作區(qū)，再加上為了后續(xù)的檢查維修考慮，就可以利用EWB仿真軟件。通過EWB仿真軟件把這三個不同的級創(chuàng)建三個不同的模塊，這樣后期使用維修起來都比較方便。而且通過計算機就能夠看到其增益情況是否符合要求。

3.2 把EWB仿真軟件應(yīng)用于電子技術(shù)教學(xué)過程中去

EWB軟件最大的特點就是仿真能力特別強，因此如果把它應(yīng)用在課堂上，學(xué)生們能夠?qū)嶋H情況有所了解。在電子電路設(shè)計及其有關(guān)的課堂上，學(xué)生最需要的就是進行實踐的探究。但是在學(xué)生進行實踐探究之前或者是在探究過程中出現(xiàn)問題的時候，教師都可以利用EWB軟件進行演示。這種教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)的圍在老師身邊觀看的情況，老師只需要通過計算機就能夠演示在每個人的電腦上面，更能讓每個學(xué)生都清楚的看到演示的過程。除此之外，學(xué)生可以通過EWB軟件來對自己腦海中的想法加以實現(xiàn)，學(xué)生的思維能力也會得到鍛煉。通過EWB教學(xué)的方式，學(xué)生的思維不會被限制，只要他們敢想就能夠操作看是否可行，其實這是對學(xué)生創(chuàng)造能力的一種培養(yǎng)。

3.3 EWB軟件在后期維修當(dāng)中的應(yīng)用

EWB軟件除了在設(shè)計電子電路的時候有廣泛的應(yīng)用，在后期的維護維修中也可以提供幫助。如果電子電路出現(xiàn)了故障，可以先在EWB仿真軟件上進行故障情況仿真。對于故障原因進行猜測，利用EWB仿真軟件進行改造，如果出現(xiàn)與預(yù)期結(jié)果相同的情況，則可找出故障點。除此之外，還可以利用EWB軟件進行預(yù)先維護，利用EWB我們能夠得到最容易出故障的地方，并對其故障周期進行仿真模擬。根據(jù)模擬出的故障周期進行定期維護，這樣能夠提高施工效率。

4 結(jié)語

通過本文上述的敘述，我們能夠得到以下幾點：（1）通過介紹放大電路靜態(tài)工作點對失真現(xiàn)象的影響，深入了解了放大電路靜態(tài)工作點的深刻內(nèi)涵。同時我們要明白在實際的操作中，參數(shù)之間并不是相互獨立的，除了受到外界的影響之外，參數(shù)之間的相互影響對于最后的結(jié)構(gòu)也很重要。而應(yīng)用EWB仿真軟件能夠?qū)@些不同的影響因素做出很好的處理。（2）電路設(shè)計的基本要求是能夠完成電路的主要功能。如果采用的是D觸發(fā)器組成的計數(shù)器，有原理簡單、操作方便的優(yōu)點。（3）EWB仿真軟件具有優(yōu)化電子電路設(shè)計的優(yōu)點，而且在設(shè)計過程中非常便捷、效率也比較高。在后期的維修過程也比較簡單，僅需要改變參數(shù)即可。

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Application Research of Electronic Circuit Design Based on EWB Platform

HAN Xu，ZHENG Lei

（Zhanjiang Aviation Warranty Repair Factory，Zhanjiang Guangdong 524002）

Abstract：This paper will introduce the basic principle and basic functions of EWB simulation software， and take the practical circuit as an example to design and apply the electronic circuit of EWB platform. It is hoped that the introduction of this paper can make more people understand the application of EWB platform in electronic circuit design and provide help for further research in the future.

Key words：EWB; electronic circuits; design; computer simulation