电子设计仿真软件EWB5.12简介

数字电子技术

虚拟电子实验台EWB5.12使用初步

东莞理工学院电子系 杨杰

第一节 概述

一、简介

虚拟电子实验台是一种在计算机上运行的电路仿真软件。这类仿真软件可以逼真地模拟各种电子元器件以及仪器仪表，它不需要任何真实的元器件与仪器，就可以进行电路、数字电路和模拟电路课程中的各种实验，它具有功能全、成本低、效率高、易学易用以及便于自学、便于开展综合性或设计性实验等优点。在目前电子元器件的种类越来越多、所设计电路的越来越复杂、而电子产品的更新周期却越来越短的新形势下，这类仿真软件不仅可作为现行的各种实验的一种补充与替代手段，而且可作为复杂的电子系统的设计、仿真与验证的实用手段，是EDA （Electronic Design Automation 电子设计自动化）的一个组成部分。随着计算机硬件的高速发展，这类仿真软件应用得越来越广泛。

以下介绍加拿大Interactive Image Technologies 公司出品的虚拟电子实验台软件 EWB （Electronics Workbench ）5.12, 其特点为方便直观、结合实际、功能强大。

二、EWB 的窗口

1．EWB 5.12操作界面

用鼠标双击桌面上的EWB 启动图标后，EWB 开始运行，屏幕上出现它的主窗口，它由9个部分组成，如下图所示：

图1 EWB 主窗口

由上图可见，EWB5.12的窗口与其它WINDOWS 程序非常相似。其中工作区为设计、编辑电路图的主要区域。电路描述窗口为电路附属的文档编辑、显示区，用于给电路加以必要的注释于说明，可通过窗口菜单选择开启或关闭。而状态栏则反映电路的状态、仿真进行了的时间及仿真温度等。

2．工具栏：

工具栏提供编辑设计电路的各种工具。大部分的操作与其它Windows 软件相似。

较为特殊的生成子电

路、调出分析图、调出元件特性等三项将在以后介绍。

图2 工具栏

3．元器件库和常用仪器库栏：

EWB5.12提供了十四种元器件及仪器仪表库。栏中每个图标都表示一类库，用鼠标单击图标可打开该库、显示相应的元器件图标供选择。

图3 元器件库和常用仪器库

第二节 EWB 的元器件库、仪器仪表库

EWB 5.12所提供的元件种类丰富，数量众多，共计4000多种，模型超过 10000个。大多数元件模型参数可设为理想值或其他，给电路原理的验证带来了便利。另外，元件库结构为开放型的，根据需要

图４ 基本元件库 图５ 数字器件库

图６ 电源与信号源库

图７ 二极管库 图８ 模拟器件库 图９自定义元件库

图10 数字集成电路库 图11其它器件库

图12混合集成电路库 图13控制器件库

图14晶体管库 图15逻辑门电路库

图16指示器件库 图17仪器仪表库

第三节 虚拟仪器的使用

EWB 5.12供了7类与实际仪器相近的常用仪器，分别是电压电流表、数字万用表、函数信号发生器、双踪示波器、频率特性仪、字信号发生器和逻辑分析仪。除此之外，还提供了一个现实中没有的虚拟逻辑转换器。

要使用仪器，只需单击相应的库图标，用鼠标将选中的仪器拖曳到工作区即可。除电压电流表外，各种仪器都在仪器库中，且只有一件。

一、电压电流表（Voltmeter & Ammter）

电压电流表在指示器件库中，数量不受限制。双击电压表或电流表，可弹出其属性对话框，在其中可以设置表计的内阻、使用于测量直流（DC ）还是交流（AC ）信号，还可设置标号（Lable ），故障（Fault ）或显示选项（Display ）。当设置为直流表时，边框线为粗线的一端代表正极。工具栏中的旋转控制可改变其出线方式。

图18 电压电流表

二、数字万用表（Multimeter ）

单击仪器库图标打开仪器库，用鼠标将数字万用表拖曳到工作区。双击该图标显示它的面板如下图所示。这是一种自动调整量程的数字万用表，可以用来测量交、直流电压和电流，测量电阻等参数。只要选中相应的选项钮即可。使用时和实际万用表一样，测量电压时，应与被测电压并联；测量电流时，应串联在被测支路中；测量电阻时，应断开电阻两端的连线。万用表自身的参数也能重新设定，单击Settings 按钮，打开设置对话框，可对电压、电流测量的表头内阻以及欧姆表的表头电流等技术参数进行设定。

图19 数字万用表及参数设置

三、函数信号发生器(Function Generator)

打开仪器库，用鼠标将函数信号发生器拖曳到工作区。双击该图标，显示它的面板如图２０所示。和实际的函数信号发生器一样，它有正弦波、三角波和方波三种输出波形可选择，只要把相应波形的按钮按下即可（即用鼠标点击一下波形钮）。另外还可设置输出波形的频率、占空比、幅度和偏移等参数。偏移（Offset ）就是在交流波形上迭加一定的直流分量。占空比(Duty cycle ) 用于调节三角波、方波正负半周的

比率，对正弦波没有意义。

图20函数发生器及参数设置

四、示波器（Oscilloscope ）

EWB 5.0软件提供了一台虚拟的双踪示波器，用于显示电信号大小和频率的变化，也可用于两个波形的比较。其图标与面板如下图所示。

图21示波器

图中共有4部分：波形显示区（相当于示波屏），输人通道A 和通道B 、水平扫描（时基）。

示波器面板上可设置的参数主要有以下几项：

1水平扫描设置

（1) 时基（Time Base）

用于调整示波器横坐标或X 轴的数值，即横坐标上每格代表的时间。为了获得易观察的波形，时基的调整应与输入信号的频率成反比，即输入信号频率越高，时基就应越小，一般取输入信号频率的l ／3－l ／5较为合适。用鼠标点击右边的上或下箭头改变其值，也可直接将光标置于数值区，输入具体的数值。

(2)X轴位移（X －Position ）

该项设置可改变信号在X 轴上的初始位置。当该值为0时，信号将从屏幕的左边缘开始显示，正值从起始点往右移，负值反之。

(3)工作方式（Y ／T ，A ／B ，B ／A ）

Y ／T 工作方式用于显示以时间（T ）为横坐标的波形，这是最常用的工作方式；其余两种方式表示显示屏纵、横坐标分别为A 和B 通道输入的信号，用于一些特殊的测试中（如李沙育图形），一般不用。 2触发

（1）触发沿（Trigger Edge）

若要首先显示正斜率波形或上升信号，可单击上升沿触发按钮；若要首先显示负斜率波形或下降信号，可单击下降沿触发按钮。

（2）触发电平（Trigger Level）

触发电平是示波器纵坐标上的一点，它与被显示波形一定要有相交点，否则屏幕上将没有波形显示（触发信号为Auto 时除外）。在实际示波器中，调节触发电平可使显示波形稳定，而在EWB 仿真软件中，触发电乎没有什么要求，一般不用调节。

（3）触发方式

有自动（AUTO ）、A 、B 和外触发（Ext ）4种。通常选择自动方式。正常显示波形时，一般用内触发，即由通道A 或B 的信号（自动或认为指定）来触发示波器内部的锯齿波扫描电路。当用于显示频率和相位差时，可用外触发，即由示波器面板上的外触发输入口（位于接地端下方）输入一个触发信号。 3信号输入通道A 和通道B

（1）输入方式选择：AC / 0／DC 对应于实际示波器的输入方式选择 AC/0／DC 。选择 AC时，为交流输入方式。信号经一隔直耦合电容输入到Y 通道，因而只显示信号的交流成分；如选择DC 时，为直流输入方式，信号直接接入Y 通道显示；如选择0，则输入端接地。

（2）Y 轴刻度调节：它与实际示波器的Y 轴刻度调节（也称作Y 轴衰减）一样，表示屏幕上纵坐标每格代表几伏，即V/div。用鼠标点击右边的上或下箭头，可改变Y 轴刻度值，也可直接将光标置于数值区，输入具体的数值，决定Y 轴刻度值。

（3）Y 轴位移：和实际示波器的Y 轴位移一样，用于调节显示波形在纵坐标方向上的位置，

调节方法同调节Y 轴刻度。

4其他

（1）接地

示波器面板上有一个接地端（Ground ）。如果被测电路已经接地，那么此虚拟示波器可以不再接地。

（2）面板扩大

若想更仔细的观察波形或要记录波形的准确数值，可按下面板上的Expand 按钮可将示波器的屏幕扩大，扩大后的屏幕如下图所示。

图22示波器的放大显示

图中有游标1（对应通道A ）和游标2(对应通道B) ，可用鼠标拖曳这两个游标到波形适当的位置，则在图的下方可读出两个游标处的信号瞬时值和对应的时间坐标值以及它们的差值，从而可测量出信号的峰值，周期以及两个信号的相位差值（时间差）。根据需要还可将波形保存用于以后的分析（所存文件名为*.SCP）。Reverse 键用来选择屏幕底色，按下Reduce 键可恢复原状态。

为了便于清楚地观察波形，可以将连接到通道A 和通道B 的导线设置为不同的颜色，这样两个波形将

用相应的两种不同的颜色显示，非常直观。无论是在仿真过程中还是仿真结束后都可以改变示波器的设置，屏幕显示将被自动刷新。

五、频率特性仪（Bode Plotter）

频率特性仪, 又称扫频仪，用于观测电路的频率特性。其图标及面板如下图所示。

图23 频率特性仪图标及操作面板

频率特性仪有IN 和OUT 两对端口，其中IN 端口的V+端和V-端分别接在电路输入端的正端和负端，OUT 端口的V+端和V-端分别接在电路输出端的正端和负端。若测量对象为某一特定元件时，应将IN 端口或OUT 端口的V 十端和V 一端分别接在该元件的两端。

频率特性仪面板上可设置的参数主要有以下几项：

1. 幅频特性和相频特性（Magnitude ＆ Phase）

频率特性仪所显示的幅频特性是指两测量点电压的比值（电压增益，用dB 表示）在某个频率范围内的变化规律，波特图示仪所显示的相频特性是指两测量点的相位差（用角度表示）在某个频率范围内的变化规律。

2. 横坐标和纵坐标的设置

（1）参考坐标

当要在一个很大的范围内对电路进行分析时，一般采用对数坐标系，譬如分析电路的频率响应等。当参考坐标系在对数（LOG ）和线形（LIN ）之间切换时，不必对电路重新仿真，屏幕显示的特性曲线会自动刷新。

（2）横坐标的设置

横坐标（即X 轴）通常总是表示频率，它的比例尺取决于X 轴初值（I ）和终值（F ）的设置。由于频率响应分析需要很大的频率范围，所以横坐标一般常用对数的形式来表示。

（3）纵坐标的设置

设置范围：测量幅频特性时: -200dB —— +200dB（LOG ）； 0—— 10e+09 (LIN)

测量幅频特性时: -720 —— +720（LOG 或LIN ）

测量幅频特性时，纵坐标表示电路的输出电压和输入电压之比，对于对数坐标系单位是分贝（dB ），对于线形坐标系只是一个比值，没有单位。当测量相频特性时，纵坐标表示电路的相位差，不管对于对数坐标系还是线形坐标系，单位都是度。

频率特性仪横坐标和纵坐标比例尺的初值和终值被缺省预置为最大值。这些数值根据实际情况可以修改，但如果是在仿真完成后改变它们，需将电路重新仿真一次，方可刷新原有的数据。

3. 数据的读取

拖曳频率特性仪面板垂直方向上的游标（初始位置与Y 轴重合）可读取特性曲线上各点的频率、输入输出电压比值以及移相角，也可通过鼠标点击面板上的左、右箭头键来读取。数据显示在面板右下方的方框里，根据需要还可将其保存，保存文件名为*.BOD。

由于该波特图示仪是一个数字化仪器，采样点并不连续，所以有些数据可能读不到（如一3dB 点），这可由以下几种方法解决:一是读取相邻两个点的数据，再用插值法求得所需点的数值；二是缩短横坐标

的范围，将特性曲线展宽；三是在“分析选项”对话框中“仪器”栏里提高波特图示仪的采样点数，但这种方法会增加仿真的时间，使用时需注意。另外，扫频仪的参数设置改变后要对电路重新进行仿真，以保证特性曲线的精确显示。

六、字信号发生器（Word Generator）

字信号发生器是一个非常有用的仪器，它可以产生1024步16路（16位）同步二进制数字信号，并且可以随意编辑16路信号的值。当其被激活后，字信号被按照一定的规律, 或循环、或单步、或单帧，逐行从底部的输出瑞送出。还能设置断点，极大地方便了对逻辑电路的调试。其图标和面板布置如图3-7所示。面板的底部对应于各输出端的历个小圆圈用于实时显示输出字信号各个位的值。

图24字信号发生器及操作面板

字信号发生器的操作方法如下：

1．字信号的编辑

仪器面板左边字信号编辑区内为4位十六进制数的序列。4位十六进制数的取值范围是从0000到FFFF(对应十进制是从0到65535) 。每一行代表了一个16位的二进制数，也就是各步输出的信号值。改变各行的内容也就改变了输出信号。可用如下方法对其进行编辑：

（1）在Binary 输入区中输入16位的二进制数。

（2）直接改变滚动栏中的4位十六进制数。

（3）在ASCII 码输入区输入二个可用ASCII 码表示的字符，即相当于输入了字符对应的ASCII 码。

在地址栏（Address ）显示四种信息：

（1）Edit ：显示正在编辑的字信号的地址；

（2）Current ：显示当前输出的字信号的地址；

（3）Initial ：显示和编辑输出字信号的首地址；

（4）Find ：显示和编辑输出字信号的末地址。当设定了首地址、末地址后，输出的信号便是这两个地址之间的字信号。

2．输出方式选择

（1）循环输出（Cycle ）：将首末地址间的字信号不断地循环输出。

（2）单帧输出（Burst ）：每按下一次“Burst ”钮，字信号就从首地址到未地址连续输出一遍。

（3）单步输出（S tep ）：每按下一次“Step ”钮，就输出一条字信号。用于对逻辑电路进行单步调试。

（4）断点输出（Breakpoint ）：断点即停顿点，输出信号可连续输出，直到遇到某事先设好的断点而自动停止，以利于调试电路。可用于在循环输出和单帧输出方式下。断点设置方法是：先选中某条字信号，使其变为蓝色，然后单击“Breakpoint ”钮，使选中的字信号变灰即可。用鼠标单击启动开关或按下F9键，恢复电路运行。可使用多个断点。取消断点的方法是：先选中断点，再单击“Breakpoint ”钮即可。

3．触发方式与输出频率设置

和示波器一样，信号触发的方式可以选择内触发、外触发，上升沿触发、下降沿触发。一般使用内触发，这时只要按下输出方式按钮，字信号就被触发输出。输出信号频率可随意设定。

4．字信号模式设置

单击“pattem ”按钮，出现字信号模式选项对话框，如下图所示。可选择相应的模式进行字编辑。

图25 字信号模式选项设置

七、逻辑分析仪（Logic Analyzer）

逻辑分析仪可以同步记录和显示16路逻辑信号，从而可以帮助分析电路的逻辑功能、便于调试。其图标与面板如下图所示。

图26 逻辑分析仪

面板上部为波形记录区，左边是如路信号输入端、自上而下依次排列。如果视其为一个16位的二进制数，则上面第一路是输入信号的最低位，下面最后一路是输入信号的最高位。在波形记录区的两边各有一根读数指针，拖曳读数指针到适当的位置，可读取波形数据。面板下方为读数显示和控制区。读数显示可读出指针1和指针2对应的时间值，以及两个指针所在位置的16路信号值（即逻辑值，以 16进制数方式显示）。控制操作有停止（stop ）、复位（Reset ）、采样频率设置（clock set ）、水平时间刻度设置和触发模式设置（trigger set ）。复位钮对逻辑分析仪产生复位控制。在运行中，每按一下复位钮，记录区波形被清除，并重新开始显示波形；在停止运行后按下复位钮，则消除波形记录区的波形。采样频率一般采用系统默认值即可。调节水平时间刻度（Clocks per division），相当于调节示波器的时间，可调节波形的疏密。

八、逻辑转换器（Logic Converter）

逻辑转换器是EWB 软件虚拟的仪器，它没有实际仪器与之对应。但它能实现逻辑图、逻辑式（与一或逻辑式、或一与逻辑式）和真值表三者之间的相互转换功能，这对于逻辑电路设计和分析都是十分有用的。其图标与面板如下图所示。

图27 逻辑转换器

该仪器提供有6种转换功能，按下相应转换钮即可完成相应转换，非常方便。下面只介绍转换对象的输入、输出方法：

1．输入逻辑表达式

将光标移入逻辑式表达区，直接键入逻辑式（与一或逻辑式、或一与逻辑式），注意反变量用后置单引号表示。再按下相应转换钮，则可转换成其他形式。

2．输入真值表

（1）用鼠标点击真值表表头上的变量名，用几个变量就点几个（最多不超过8个），选择好变量后，真值表区就显示出所选变量的各种取值组合，但对应的输出都是“0”。

（2）用鼠标选中第一个0，键人函数值（0或1）后，光标自动顺序下移，直到键入全部函数值，就完成了真值表的输入。

3．输入设计逻辑图

（1）首先在EWB 主窗口的工作区编辑设计逻辑图；

（2）将逻辑图的输入端与逻辑转换器的输入端相连接，将逻辑图的输出端与逻辑转换器的输出端相连接；

（3）按下“逻辑图→真值表”转换钮，则在真值表区显示出该逻辑电路的真值表；

（4）再按下其他转换钮，则可完成其他转换。

4．输出设计逻辑图

（1）按下“逻辑式一逻辑图”转换钮，则在工作区出现对应于逻辑式由与门、非门和或门组成的逻辑图。

（2）按下“逻辑式一与非逻辑图”转换钮，则在工作区出现对应于逻辑式由与非门组成的逻辑图。

第四节 EWB 基本操作与电路编辑

一、元件操作

1．调用元件

调用元器件，只要单击相应器件库图标打开器件库，用鼠标把要用的器件拖曳到工作区即可。对同一元件可重复调用。有些器件，例如与门类，用鼠标拖曳后，则会弹出对话框，要求进一步选定具体型号。

2．选中元件

欲选中编辑区的某个元件，只需用鼠标左键单击它即可。对于多个元件，可用“CTARL+鼠标左键单击”依次选中。如果要同时选中一组相邻的元件，可用鼠标在电路中的适当位置拖曳，画出一个矩形框，则框内的所有元件同时被选中。选中的元件显示为红色（仪表除外）。

要取消某个元件的选中状态，可在此元件上再单击一次，或用“CTARL+鼠标左键单击”（用于取消某组元件的某几个）。如在编辑窗口的空白处单击，则取消所有元件的选中状态。

3．元件位置调整

若移动一个元件，只需用鼠标拖曳元件即可。若移动一组，须用前述方法先选中这些元件，然后用鼠标左键拖曳其中一个，则所有被选中元件将一起移动。键盘上的箭头键可以对选中的元件进行微移。对选中的元件还可以用菜单Circuit\Rotate或Flip 进行旋转、翻转操作。也可单击鼠标右键、打开快捷菜单或用工具栏中的按钮进行相应操作。

4．元件的复制与删除

对选中的元件，可单击鼠标右键、打开快捷菜单进行复制（C opy ）或删除（Delete ）操作。也可使用菜单Edit 中的相关命令进行操作。此外，若元件库是打开的，直接将元件拖回元件库也可实现删除。用“CTARL+N”可将所有元件和仪表移走。

5．设置元件特性

选中某元件后可，单击鼠标右键、打开快捷菜单，或双击某元件，则可设置该元件的特性，如标号（Lable ）、参数（Value ）、故障点（Fault ）、模型（Models ）、显示方式（Display ）、分析设置（Analysis Setup ）等。其中故障点用于模拟元件出故障的情况，分漏电（Leakage ）、短路（Short ）、开路（Open ）三种。模型选项用于选择元件的模型和型号，其缺省设置（default ）为理想化（ideal ）的, 这能满足大多数电路仿真的要求，同时也加快仿真的速度。如果想增加实验结果的精度，也可选择某一个具体的真实型号。分析设置一般用来设置仿真的环境温度等。

二、连线操作

1．元件互连

用鼠标箭头指向某元件的引脚，当出现一个小黑点时，按住鼠标左键即可拖曳初一根导线，将此线拖曳到另一元件的引脚，在出现小黑点时，松开鼠标，即可实现两元件的互连。导线的走向及排列由系统性自动完成。

注意，每个小黑点（连节点）只有四个方向的引出线，选择不同的方向，导线的走向及排列会不同。

2．元件与仪表的连接

元件引脚与仪表端子的连接方法与元件间的连接方法相同，需要注意的是仪表每个端子的功能与接法。

3．使用连节点

在基本元件库中，有一形状为小黑点的特殊元件，实际上是一个连节点。当某些引脚（例如一个D 触发器的输入、输出端之间）直接连接无法完成时，可先在电路中放置一个连节点，而后分别将两引脚与此连接点相连，即可完成相应操作。所有连接点无论是自动生成的，或是人工放置的，均可像处理普通元件一样，对其设置标号、显示方式、故障等，还可设定其颜色。

4．连线的去除、改接和移动

用鼠标指向要去除的导线某一端，当出现小黑点时，按住鼠标左键，将导线拖离相连的节点，再松开鼠标键，该导线即消失。另外，也可用鼠标选中某导线，用菜单或快捷方式中的删除（Delete ）将其去除。

改接连线，只须把要改接的连线从原连接点移开，并直接移到新的连接点，就完成了连线的改接。 要移动某条连线，只要将光标贴近该连线，然后按下鼠标左键，此时光标变成一个双向箭头，并跨于连线上，这时拖动鼠标就可移动连线。

5．连线中插入元件

使用两端元件，可以直接将其从库中拖出，放至某连线上，则该元件即串联在此连线中。

6．连线、节点颜色的设置

欲改变某导线的颜色，先用鼠标指向该导线，再用鼠标左键双击之，或单击鼠标右键，再弹出的对话中选择Schematic Options\Set Wire Color，即可进行导线颜色的设置。在弹出的颜色选项框中，用鼠标单击

某个颜色色块，然后关闭颜色选项框，连线的颜色就设置好了。节点颜色设置的方法与连线完全类似。

图28 逻辑分析仪

改变输出信号连线颜色后，示波器上相应的输出波形的颜色也随之改变。这有利于查错和读取波形数据。

三、其它常用操作

1．帮助功能

主菜单栏下的帮助（Help ）或工具栏的帮助图标“？”是一个很有用的工具，如果有不明白的地方，可以使用帮助。例如想了解某元件的使用方法，可先选中该元件，然后单击帮助钮，则会打开有关该元件信息的帮助窗口，让你一目了然。如果想知道某个仪器的使用方法，只要先选中该仪器，然后单击帮助，它会在帮助信息中给出详尽的介绍。

2．使用电路描述窗口

电路描述窗口是一个文本编辑窗口，在主菜单windows 中选中Description 命令，则可打开此窗口，用以输入有关电路设计的信息，以便交流或今后阅读。也可以用粘贴的方式，将其它程序中的文本复制进来。

3．文件的导入导出

导入（Import ）用于输入一个SPICE 的网表文件（扩展名为 .net 或 .cir），并将其转换为电路图。 导出（Export ）将电路文件保存为相应格式，供其他程序如Protel 、OrCAD 等软件中绘制PCB （印刷电路图）使用。

4．复制成位图

复制成位图（Copy As Bitmap）是将仿真电路以位图的格式复制到剪贴板，供字处理软件使用。方法是：先单击Copy As Bitmap命令，这时光标变为十字型。接着按鼠标左键并拖曳，使界面上出现的矩形框包含所需复制的内容，然后松开鼠标左键即可。

5．创建子电路

创建子电路（Create Subcircuit）将整个电路或电路的一部分定义为一个子电路，或者说是定义为一个新元件，相当于自己制作了一个新的“集成电路”。创建的方法是：先选取具体的电路（不能包含仪器），点击Create Subcircuit 命令。在新弹出的对话框中输入子电路名，接着从复制、剪切、替换三种创建方式中选定一种即可。子电路生成后自动存放在自定义元件库中，可像普通元件一样反复调用。

6．电路图选项

电路图选项（Schematic Options ）用于选择是否在电路窗口使用网格（Grid ）背景，显示或隐藏元件的标识、数值、节点的编号(Show/Hide) 等，设置标识、数值等的字体(Fonts ) 。

7．使用限制

限制 ( Restrictions ) 用于对电路的某些功能加以限制，如设置口令、决定电路图是否只读、是否隐藏故障或隐藏元件参数，是否对子电路加锁等。其中的分析选项用来决定仿真过程使用那些分析功能、禁用那些分析功能，其操作界面如下图所示。

图29 分析功能限制

第五节 EWB 的分析功能

在EWB 中，电路的每一个元件都有一个设定好的数学模型，软件对电路的仿真、分析，就是对使用者所创建的电路的数学表达式进行计算后得到的结果。EWB 可以根据使用者对电路的分析要求，设置的不同的参数进行仿真分析。

一、分析选项( Analysis Options)

用于对电路的仿真过程加以控制，如设置误差容限、选择仿真方法及观测仿真结果等等。

1．全局（Global ）分析选项

⑴电流绝对精度（ABSTOL ）：一般比电路中最大电流信号小6—8个数量级。适用于普通双极型晶体管及超大规模集成电路。缺省值为1.0e －12。

⑵最小电导（GMIN ）：增大该值可以改善仿真过程的收敛性，但同时会影响仿真的精度。一般情况下无需改变。注意，该值不能设置为零。缺省值为1.0e －12。

⑶主元相对系数（PIVREL ）：最大矩阵项与主元值的相对比率，在0 – 1间设定。缺省值0.001。一般不需调整。

⑷主元绝对精度（PIVTOL ）：一般情况下不需改变。缺省值为1.0e －13。

⑸主元相对精度（PELTOL ）：此值的改变会影响仿真的速度和收敛性。该值范围在1.0e －06 ～ 0.01。

缺省值为0.01。

⑹仿真温度（TEMP ）：用于设置仿真时的环境温度。缺省值为27 ℃。

⑺电压绝对精度（VNTOL ）：一般比电路中最大电压信号小6 ～ 8个数量级。缺省值为1.0e －6。 ⑻电荷精度（CHGTOL ）：一般情况下不需改变。缺省值为1.0e －14。

⑼斜升时间（RAMPTIME ）：在确定的时间内，独立源、电容和电感从零到终值的条件。缺省值为0。 ⑽相对收敛步长极限（CONVSTEP ）:在计算直流工作点时设定该值，用来自动控制收敛过程。缺省值为0.25。

⑾绝对收敛步长极限（CONV ABSSTEP ）: 在计算直流工作点时设定该值，用来自动控制收敛过程。缺省值为0.l 。

⑿收敛极限（C ONVLIMIT ）：用于某些元件模型内部的收敛算法。缺省值为ON 。

⒀模拟节点分流电阻（RSHUNT ）：相当于在节点和地之间接入一个电阻，该电阻阻值应取得大一些。缺省值为不使用。若选择了该项，则电阻阻值为 1.0e12。在出现“没有直流通路到地”等情况时，可降低该值。

⒁仿真临时文件容量（Mb ）：当存储仿真结果的临时文件达到设定容量时，会出现一个对话框，内有三种方式可供选择：停止仿真、使用剩余磁盘空间继续仿真或删除已有数据继续仿真。

2．直流（DC ）分析选项

⑴工作点分析迭代极限：限制牛顿一拉夫申算法（Newton －Raphson ）的迭代次数。缺省值为100。如果出现“直流分析时不收敛”等情况，可将该值增加为500－1000。

⑵Gmin 步进算法步长（GMINSTEPS ）：适当选择该值，可以提高迭代收敛的速度。缺省值为10。 ⑶Source 步进算法步长：适当选择该值，可以加速直流解的收敛过程。缺省值为10。

3．瞬态（Transient ）分析选项

⑴瞬态时间点迭代极限（ITI4）：用于设置瞬态分析时每时间点上迭代次数的上限。增大该值能缩短瞬态分析的时间，但过小会引起不稳定。缺省值为10。如果出现“时间步长过小”或“瞬态分析不收敛”等情况时，可将此值增为15—20。

⑵积分方法的最大阶数（MAXORD ）：一般情况下采用缺省值2，取值范围为2一6。

⑶瞬态误差精度系数（TRTOL ）：一般情况下不要改变。缺省值为7。

⑷瞬态分析积分方法（METHOD ）：缺省值为：TRAPEZOIDAL （梯形法）适用于振荡电路模式。变阶积分法（GEAR ）适用于其他譬如理想开关电路等。

⑸打印统计数据（ACCT ）：显示仿真过程的有关信息。缺省值为ON 。

4．器件（Device ）分析选项

⑴MOSFET 漏极扩散区面积（DEFAD ）：缺省值为0。

⑵MOSFET 源极扩散区面积（DEFAS ）：缺省值为0。

⑶MOSFET 沟道长度（DEFL ）：缺省值为 0.000l。

⑷MOSFET 沟道宽度（DEFW ）：缺省值为 0.0001。

⑸模型参数常态温度（TNOM ）：一般情况下不需改变，缺省值为27℃。

⑹旁路以非线形模型求值器件（BYPASS ）：一般情况下不要改变。缺省值为ON ，如选OFF 将增加仿真时间。

⑺紧密传输线数据（TRYTOCOMPACT ）：仅适用于有损传输线的仿真。缺省值为OFF 。

5．仪器（Instruments ）分析选项

⑴示波器（Oscilloscope ）

①每屏显示后暂停：缺省值为OFF ；

②时间步长是否设置：缺省值为ON ；

a. 步长内采样点的最小值：缺省值为100。减少该值可加快仿真速度，但会使精度降低。

b. 时间步长的最大值：缺省值为0.072

③初始条件（Initial conditions）

a. 置零（Set to Zero）

b. 用户自定义（User-defined ）

c. 计算直流工作点（Calculate DC operation point）, 此为缺省选项。

⑵频率特性仪（Bode plotter）

每周期分析点数：缺省值为100，设置范围为 50—1000。

⑶逻辑分析仪（Logic analyzer）

①触发前采样点数（Pre-trigger samples）：缺省值为100

②触发前采样点数（Post-trigger samples）：缺省值为1000

③门限电压（Threshold voltage）：缺省值为3.5V 。对不同类型的逻辑电路可设不同的值。

二、各种分析功能

1．六种基本分析

⑴直流工作点分析（DC Operating Point Analysis）

计算并报告电路中每个节点的直流电压。它是对电路进一步分析的基础。进行直流工作点分析时，电路中的数字器件对地将呈高阻态，交流电源被置零，电容开路，电感短路。

打开待分析电路图，并在“电路”栏(Circuit)电路图选项（Schematic Options）中选择显示节点（Show Nodes ）, 再在“分析” 栏（Analysis ）选定“直流工作点”（DC Operating Point ）。此时，EWB 就将电路中各节点的电流、电压值显示在“分析” 栏（Analysis ）中的“显示图”（Display Graph）中。

⑵交流频率分析（AC frequency Analysis）

在给定的频率范围内，计算电路中任意节点的小信号增益及相位随频率的变化关系。分析时，直流电源自动置零，数字器件对地呈高阻态，电路输入自动设为小信号的正弦波。

首先选定被分析电路的节点、起始频率、终止频率、扫描形式等，选择线性或对数（十倍频或二倍频）坐标，并以一定的分辨力完成上述频率扫描分析。

⑶瞬态分析（Transient Analysis）

在给定的起始与终止时间内，计算电路中任意节点上电压随时间的变化关系。

⑷傅里叶分析（Fourier Analysis）

在给定的频率范围内，对电路的瞬态响应进行傅里叶分析，计算出该瞬态响应的DC 分量、基波分量以及各次谐波分量的幅值及相位。

⑸噪声分析（Noise Analysis）

对指定的电路输出节点、输人噪声源以及扫描频率范围，计算所有电阻与半导体器件所贡献的噪声的均方根植。

⑹失真分析（Distortion Analysis）

对给定的任意节点以及扫频范围、扫频类型（线性或对数）与分辨力，计算总的小信号稳态谐波失真以及互调失真。

2．四种扫描分析

⑴参数扫描分析（Parameter Sweep Analysis）

对应给定的元件及其要变化（扫描）的参数和扫描范围、类型（线性或对数）与分辨力，计算电路的DC 、AC 或瞬态响应，从而可以看出各个参数对这些性能的影响程度。

⑵温度扫描分析（Temperature Sweep Analysis）

对应给定的温度变化（扫描）范围、扫描类型（线性或对数）与分辨力，计算电路的DC 、 AC或瞬态响应，从而可以看出温度对这些性能的影响程度。

⑶交流灵敏度分析（AC Sensitivity Analysis）

用于对指定元件的某个感兴趣的参数，计算由于该参数的变化而引起的AC 电压与电流的变化灵敏度。 ⑷直流灵敏度分析（DC Sensitivity Analysis）

用于对指定元件的某个感兴趣的参数，计算由于该参数的变化而引起的DC 电压与电流的变化灵敏度。

3．两种高级分析

⑴零一极点分析（Pole －Zero Analysis）

对给定的输入与输出节点，以及分析类型（增益或阻抗的传递函数，输入或输出阻抗），计算交流小信号传递函数的零、极点。从而可以获得有关电路稳定性的信息。

⑵传递函数分析（Transfer Function Analysis）

对给定的输入源与输出节点，计算电路的DC 小信号传递函数以及输入、输出阻抗和DC 增益。

4．两种统计分析

⑴最坏情况分析（Worst Case Analysis）

当电路中所有元件的参数在其容差范围内改变时，计算所引起的DC 、AC 或瞬态响应变化的最大方差。所谓“最坏情况”是指元件参数的容差设置为最大值、最小值或者最大上升或下降值。

⑵蒙特卡罗分析（Monte Carlo Analysis）

在给定的容差范围内，计算当元件参数随机地变化时，对电路的DC 、 AC与瞬态响应的影响。可以对元件参数容差的随机分布函数进行选择，使分析结果更符合实际情况。通过该分析可以预计由于制造过程中元件的误差，而导致所设计的电路不合格的概率。

三、分析图表显示( Display Graphs )

分析图表窗口是一多功能显示工具，如下图所示。它由若干张标签页构成，每张标签页代表在当前电路中所执行过的某种分析功能，包括直流工作点分析、工作波形、频率特性等。显示的形式可为图和表，在图中数据显示为坐标平面内的一条或多条曲线，在表中数据以行值列值的形式出现。通过它可以观察、调节和保存图（Graph ）和表（Chart ）。

下图所示为一个高通滤波器的分析图。它包括波形图（Oscilloscope ）和频率特性图（Bode ）等。用鼠标点击相应的标签，即可显示出对应的分析图形。

图30 分析图表显示

分析图表窗口可显示 EWB 中所有分析功能所生成的图和表，示波器和波特仪上轨迹图，错误逻辑图（用于显示模拟过程中出现的所有错误和警告信息），模拟统计图（当在分析菜单的分析选项对话框中点中Transient 栏使 Print statistical data选项有效时）。

以上是的EWB 5.0C的简要介绍。需要说明的是，EWB 6.0以后的版本已改名为Multisim ，其功能更加强大，使用方法可查阅其他参考书。