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电子设计自动化(EDA),教学目的,熟悉并掌握当今电子设计系统中常用的一些软件。 为从事相关的科学技术工作打好基础。,本课程的教学目的及意义 电子工作台EWB的使用 Protel99SE软件的使用 硬件描述语言（VHDL)及其设计平台,教学内容,课时分配,电子技术 计算机技术,电子技术发展动态,电子产品和 计算机紧密相联,电子产品智能化日益完善 电路的集成度越来越高 电子产品的更新周期越来越短,自动化程度更高； 功能更完善； 运行速度更快； 操作界面友好； 有良好的数据开放性和互换性；,研究对象： 数字集成电路以及它所构成的数 字系统的自动设计理论和设计方法。 应用领域： 信息系统、通信系统、计算机系统、机械电子、自动化等各个行业的设计领域。,EDA技术,电子设计自动化（EDA）技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。,目前常用的EDA软件,电子工作台（EWB） 印制电路板设计软件Protel99 电路硬件描述语言VHDL 及设计平台MAXplus+II,电子工作台EWB,电子工作平台Electronics Workbench (EWB)(现称为MultiSim) 软件是加拿大Interactive Image Technologies公司于八十年代末、九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件。,电子工作台EWB,特点： 采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。 软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。 EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。 作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。 EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。,电子工作台EWB,在教学中的作用： 用EWB进行仿真模拟实验，实验过程非常接近实际操作的效果。各元器件选择范围广，参数修改方便，不会象实际操作那样多次地把元件焊下而损坏器件和印刷电路板。使电路调试变得快捷方便。对模拟电子技术课程中的绝大部分电路都能应用，不仅能用于对单个电路特性和原理进行验证，也能就用于多级的组合电路。软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。,电子工作台EWB,在教学中的作用： 软件不但提供了各种丰富的分立元件和集成电路等元器件, 还提供了各种丰富的调试测量工具：各种电压表、电流表、示波器、指示器、分析仪等。是一个全开放性的仿真实验和课件制作平台,为教学提供了一个实验器具完备的综合性电子技术实验室。可以在任意组合的实验环境中，搭建实验。可用常规的调试方法如测量各点电压、电流，波形等来调试和测量电路。对于较大规模的电路，可分级接线和调试。通过元件复制或单级电路的复制来完成整个电路的组装。因此也适用于较大型的设计性实验。,电子工作台EWB,在教学中的作用： EWB（电子学工作平台）为教学提供了一个很好的实用工具，使教师能够在教学过程中随时提供实验、演示和电路分析。教师可以在多媒体教室中深入浅出地分析各种电路的特性，讲解各种参数改变对电路的影响。学生可结合学习内容，进行接近于实际电路的调试分析，有利于对加深对理论理解。特别是一些实验条件不足的学校，通过这样的计算机模拟仿真实验，把电子技术的理论教学和实验教学有机地结合了起来。为电子电路实际制作打下一个良好的基础。,电子工作台EWB,在教学中的作用： 为开放及远程教育提供了一个很好的学习课件。学生可在网 上进行电子技术的仿真实验甚至可进行大型的专题作业和课程设计，应用这样的仿真实验课件进行网上电子技术理论学习、仿真实验、网上习题、和网上答疑 。,直接双击WEWB32.EXE快捷方法图标，即可进入EWB5.0用户工作界面。,EWB启动方法,EWB软件界面EWB主窗口,EWB软件界面元件库栏,EWB软件界面元件库栏,信号源库,EWB软件界面元件库栏,基本器件库,EWB软件界面元件库栏,二极管库,EWB软件界面元件库栏,模拟集成电路库,EWB软件界面元件库栏,指示器件库,EWB软件界面元件库栏,仪器库,EWB软件基本操作方法 创建电路,1、元器件的操作 元件选用：打开元件库栏，移动鼠标到需要的元件图形上，按下左键，将元件符号 拖拽到工作区。 元件的移动：按住鼠标左键拖拽。 元件的旋转、反转、复制和删除：用鼠标单击元件符号选定，用相应的菜单、工具栏，或单击右键激活弹出菜单，选定需要的动作。 元器件参数设置：选定该元件，从右键弹出菜单中选Component Properties可以设定元器件的标签（Label）、编号（Reference ID）、数值（Value）和模型参数（Model）、故障（Fault）等特性。,EWB软件基本操作方法 创建电路,2、导线的操作 （主要包括：导线的连接、弯曲导线的调整、导线颜色的改变及连接点的使用。 ） 连接：鼠标指向一元件的端点，出现小圆点后，按下左键并拖拽导线到另一个元件的端点，出现小圆点后松开鼠标左键。 删除和改动：选定该导线，单击鼠标右键，在弹出菜单中选delete 。或者用鼠标将导线的端点拖拽离开它与元件的连接点。,EWB软件基本操作方法 创建电路,2、电路图选项的设置 Circuit/Schematic Option对话框（在菜单栏Circuit中）可设置标识、编号、数值、模型参数、节点号等的显示方式及有关栅格（Grid）、显示字体（Fonts）的设置，该设置对整个电路图的显示方式有效。其中节点号是在连接电路时，EWB自动为每个连接点分配的。,EWB软件基本操作方法 使用仪器,1、电压表和电流表 从指示器件库中，选定电压表或电流表，用鼠标拖拽到电路工作区中，通过旋转操作可以改变其引出线的方向。双击电压表或电流表可以在弹出对话框中设置工作参数。 电压表和电流表可以多次选用。,EWB软件基本操作方法 使用仪器,2、数字多用表 数字多用表的量程可以自动调整。,电压、电流档的内阻，电阻档的电流和分贝档的标准电压值都可以任意设置。从打开的面板上选Setting 按钮可以设置其参数。,EWB软件基本操作方法 使用仪器,3、示波器 示波器为双踪模拟式示波器,Expand - 面板扩展按钮； Time base - 时基控制； Trigger - 触发控制；包括： Edge ： 上（下）跳沿触发 Level ：触发电平 触发信号选择按钮： Auto（自动触发按钮）；A、B（A、B通道触发按钮）；Ext（外触发按钮） X（Y）position - X（Y）轴偏置； Y/T、B/A、A/B - 显示方式选择按钮（幅度/时间、B通道/A通道、A通道/B通道）； AC、0、DC - Y轴输入方式按钮（AC、0、DC）。,EWB软件基本操作方法 使用仪器,4、信号发生器 信号发生器可以产生正弦、三角波和方波形。可调节方波和三角波的占空比。,EWB软件基本操作方法 使用仪器,4、波特图仪 波特图仪类似于实验室的扫频仪，可以用来测量和显示电路的幅度频率特性和相位频率特性。,波特图仪有IN和OUT两对端口，分别接电路的输入端和输出端。每对端口从左到右分别为+V端和-V端，其中IN端口的+V端和-V端分别接电路输入端的正端和负端，OUT端口的+V端和-V端分别接电路输出端的正端和负端。此外在使用波特图仪时，必须在电路的输入端接入AC（交流）信号源，但对其信号频率的设定并无特殊要求，频率测量的范围由波特图仪的参数设置决定。,Magnitude（Phase）- 幅频（相频）特性选择按钮； Vertical（Horizontal）Log/Lin - 垂直（水平）坐标类型选择按钮（对数/线性）； F（I）- 坐标终点（起点）,EWB软件基本操作方法 常用元件,1、信号源,EWB软件基本操作方法 常用元件,2、基本元件,EWB软件基本操作方法 元件库和元器件的创建与删除,对于一些没有包括在元器件库内的元器件，可以采用自己设定的方法，自建元器件库和相应元器件。,自 建 元 件 库,将多个基本元器件组合在一起，作为一个模块使用,以库中的基本元器件为模板，对它内部参数作适当改动来得到,EWB软件基本操作方法 子电路的生成与使用,为了使电路连接简洁，可以将一部分常用电路定义为子电路。 生成子电路的方法： 选中要定义为子电路的所有器件； 单击工具栏上的生成子电路的按钮或选择Circuit/Create Subcircuit命令; 在所弹出的对话框中填入子电路名称并根据需要单击其中的某个命令按钮; 子电路的定义完成。所定义的子电路将存入自定义器件库中。,EWB软件基本操作方法 帮助功能的使用,EWB提供了丰富的帮助功能，选择Help/Help Index命令可调用和查阅有关的帮助内容。 对于某一元器件或仪器，“选中”该对象，然后按F1键或单击工具栏的帮助按钮，即可弹出与该对象相关的内容。 建议充分利用帮助内容。,EWB软件基本操作方法 基本分析方法,直流工作点的分析 交流频率分析 瞬态分析 傅立叶分析,RC 高通电路和RC低通电路的分析,RC 低通电路,例：RC 高通电路,令：,则有：,对数幅频特性：,实际幅频特性曲线：,幅频特性,当 f fL(高频)， 当 f fL (低频)，,高通特性：,且频率愈低，的值愈小，低频信号不能通过。,最大误差为 3 dB，发生在 f = fL处,对数相频特性,相频特性,误差,在低频段，高通电路产生 0 90 的超前相移。,例、 RC 低通电路,RC 低通电路,令 ：,则：,低通电路的波特图,对数幅频特性：,对数相频特性：,在高频段，低通电路产生0 90的滞后相移。,共发射极单级放大电路的仿真,固定偏置电路,说明：,1. Re 愈大，同样的 IEQ 产生的 UEQ 愈大，则温度稳定性愈好。但 Re 增大，UEQ 增大，要保持输出量不变，必须增大 VCC。 2. 接入 Re ，电压放大倍数将大大降低。在 Re 两端并联大电容 Ce ，交流电压降可以忽略，则 Au 基本无影响。 Ce 称旁路电容 3. 要保证 UBQ 基本稳定，IR IBQ，则需要 Rb1、Rb2 小一些，但这会使电阻消耗功率增大，且电路的输入电阻降低。实际选用 Rb1、Rb2 值，取 IR = (5 10)IBQ，UBQ = (5 10)UBEQ。,二、静态与动态分析,静态分析,由于 IR IBQ， 可得(估算),静态基极电流,动态分析,