基于EWB平台的电子电路设计

1 引 言

由加拿大Interactive Image Technologies公司推出的WB(Electronics Workbench)是一个非常的专门用于电子电路设计与仿真的软件，与其他电路仿真软件(Protel99)相比，具有界面直观、操作方便等优点。他改变了一般电路仿真软件输入电路必须采用文本方式的不便，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。电子电路的分析、设计与仿真工作蕴含于轻点鼠标之间，不仅为电子电路设计者带来了无尽的乐趣，而且大大提高了电子设计工作的质量和效率。
EWB的元件库不仅提供了数千种电路元件供选用，而且还提供了各种元器件的理想值，因此，仿真的结果就是该电路的理论值，这对于验证电路原理，开发、设计新电路极为方便，同时具有很大的灵活性。
EWB提供了6种基本分析方法和7种分析方法，即直流工作点(DC Operating Point)分析、交流频率(AC Frequency)分析、瞬态(Transient)分析、傅里叶(Fourier)分析、失真(Distortion)分析、噪声(Noise)分析、传递函数(Transfer Function)分析、零一极点(Pole-Zero)分析、灵敏度(Sensitivity)分析、温度扫描(Temperature Sweep)分析、参数扫描(Parameter Sweep)分析、蒙特卡罗(Monte Carlo)分析、坏情况(Worst Case)分析。
下面以具体的实例来说明电子电路的设计与仿真。

2 模拟电路(OTL功率放大器)设计

2．1 原 理
在图1中，要得到的不失真输出功率，必须保证电路具有合适的静态工作点。调整偏压电阻R1，使输出级的中点电压等于电源电压的1／2，调整偏流电阻R4，使电路具有合适的静态工作电流，合适的偏流既可以消除小信号交越失真，又可以提高功放效率。

(1)中点电压的调整

固定只R6，R1在5～10kΩ范围内参数扫描，得到中点电压随R1变化的曲线，如图2所示，可以确定对应7.5V的阻值约为8.35 kΩ。

(2)静态电流的调整
固定R1，对R6的参数进行扫描，R6从120～100Ω变化，得到输出电压随R6，变化的曲线，如图3所示，要保证不出现交越失真，R6取115Ω较合适。

在实际调试过程中，由于中点电压和末级偏流相互牵连，所以应反复调整R1和R6的阻值。

3 数字电路(计数器)设计

3．1 原 理
利用D触发器构成上升沿触发的T'触发器，具体连接是将D触发器的D端与Q′ 端相连，即可构成T′触发器。采用T′触发器构成异步二进制减法计数器，电路的连接方法是，依次将低位T′触发器的Q端输出接至高位T′触发器的时钟CP端，位的T′触发器CP
信号由时钟信号源提供，频率取10Hz。时钟及各触发器输出端均接至逻辑分析仪的输入端。电路如图4所示。

3．2 仿真及结论
按图4所示连接，将逻辑分析仪的内部时钟频率(Internal clock rate)设置为20～30kHz，每格时钟(clocks per pision)设置为32，当然这些设置可以改变，目的是为了清楚地观察波形。打开仿真开关，观察时钟及各触发器输出端的波形，如图5所示。计数器状态转换规律如表1所示。通过逻辑分析仪观察的结果与表1中的状态完全相同。