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1 引 言 由加拿大Interactive Image Technologies公司推出的WB(Electronics Workbench)是一個(gè)非常優(yōu)秀的專(zhuān)門(mén)用于電子電路設(shè)計(jì)與仿真的軟件，與其他電路仿真軟件(Protel99)相比，具有界面直觀、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。他改變了一般電路仿真軟件輸入電路必須采用文本方式的不便，創(chuàng)建電路選用元器件和測(cè)試儀器等均可直接從屏幕上器件庫(kù)和儀器庫(kù)中直接選取。電子電路的分析、設(shè)計(jì)與仿真工作蘊(yùn)含于輕點(diǎn)鼠標(biāo)之間，不僅為電子電路設(shè)計(jì)者帶來(lái)了無(wú)盡的樂(lè)趣，而且大大提高了電子設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和效率。 EWB的元件庫(kù)不僅提供了數(shù)千種電路元件供選用，而且還提供了各種元器件的理想值，因此，仿真的結(jié)果就是該電路的理論值，這對(duì)于驗(yàn)證電路原理，開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)新電路極為方便，同時(shí)具有很大的靈活性。 EWB提供了6種基本分析方法和7種高級(jí)分析方法，即直流工作點(diǎn)(DC Operating Point)分析、交流頻率(AC Frequency)分析、瞬態(tài)(Transient)分析、傅里葉(Fourier)分析、失真(Distortion)分析、噪聲(Noise)分析、傳遞函數(shù)(Transfer Function)分析、零一極點(diǎn)(Pole-Zero)分析、靈敏度(Sensitivity)分析、溫度掃描(Temperature Sweep)分析、參數(shù)掃描(Parameter Sweep)分析、蒙特卡羅(Monte Carlo)分析、最壞情況(Worst Case)分析。 下面以具體的實(shí)例來(lái)說(shuō)明電子電路的設(shè)計(jì)與仿真。 2 模擬電路(OTL功率放大器)設(shè)計(jì) 2．1 原 理 在圖1中，要得到最大的不失真輸出功率，必須保證電路具有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。調(diào)整偏壓電阻R1，使輸出級(jí)的中點(diǎn)電壓等于電源電壓的1／2，調(diào)整偏流電阻R4，使電路具有合適的靜態(tài)工作電流，合適的偏流既可以消除小信號(hào)交越失真，又可以提高功放效率。 (1)中點(diǎn)電壓的調(diào)整 固定只R6，R1在5～10kΩ范圍內(nèi)參數(shù)掃描，得到中點(diǎn)電壓隨R1變化的曲線，如圖2所示，可以確定對(duì)應(yīng)7.5V的阻值約為8.35 kΩ。 (2)靜態(tài)電流的調(diào)整 固定R1，對(duì)R6的參數(shù)進(jìn)行掃描，R6從120～100Ω變化，得到輸出電壓隨R6，變化的曲線，如圖3所示，要保證不出現(xiàn)交越失真，R6取115Ω較合適。 在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中，由于中點(diǎn)電壓和末級(jí)偏流相互牽連，所以應(yīng)反復(fù)調(diào)整R1和R6的阻值。 3 數(shù)字電路(計(jì)數(shù)器)設(shè)計(jì) 3．1 原 理 利用D觸發(fā)器構(gòu)成上升沿觸發(fā)的T'觸發(fā)器，具體連接是將D觸發(fā)器的D端與Q′ 端相連，即可構(gòu)成T′觸發(fā)器。采用T′觸發(fā)器構(gòu)成異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，電路的連接方法是，依次將低位T′觸發(fā)器的Q端輸出接至高位T′觸發(fā)器的時(shí)鐘CP端，最低位的T′觸發(fā)器CP信號(hào)由時(shí)鐘信號(hào)源提供，頻率取10Hz。時(shí)鐘及各觸發(fā)器輸出端均接至邏輯分析儀的輸入端。電路如圖4所示。 3．2 仿真及結(jié)論 按圖4所示連接，將邏輯分析儀的內(nèi)部時(shí)鐘頻率(Internal clock rate)設(shè)置為20～30kHz，每格時(shí)鐘(clocks per division)設(shè)置為32，當(dāng)然這些設(shè)置可以改變，目的是為了清楚地觀察波形。打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)，觀察時(shí)鐘及各觸發(fā)器輸出端的波形，如圖5所示。計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律如表1所示。通過(guò)邏輯分析儀觀察的結(jié)果與表1中的狀態(tài)完全相同。 |
