第二部分 EWB基本实验

一、电路分析实验

实验一 电阻电路及基本电路理论研究

一. 实验目的

  1. 了解EWB的基本界面，学习EWB的基本操作；

  2. 学习基本元件的使用、模拟电路的建立和仿真测试。

二. 实验电路说明

    图 2.1.1 a、b、c电路用来验证叠加原理。图 a 为二独立源共同作用的电路，图b、c分别为二独立源单独作用的电路。分别测量二独立源共同作用时的各支路电流，及二独立源分别单独作用时各支路电流的分量，用来验证叠加原理。

    图 2.1.2 a、b为验证电压源与电流源等效互换的电路。图a、图b分别用来测试电压源和电流源的外特性，电位器用作负载，0%为短路，键控开关断开时负载为∞，即开路。若二电路外特性相同，则验证了电压源与电流源之间等效互换的关系。

三. 实验内容及方法

  1. 验证叠加原理

1). 启动EWB。

      2). 按图2.1.1 (a)、(b)、(c) 所示同时建立三个实验电路。

   建立本电路用到的元件图标如下：

 

（1）.分别单击元件工具栏中的基本元件箱、电源箱和指示器件箱图标，以便同时打开三个工具栏，选取（拖曳）各元件至电路设计窗口，按图2.1.1中的要求旋转某些元件的方向，并按图中位置摆放，分别双击每一个元件，按图2.1.1要求设置元件的参数。

电流表、电压表

模式（(Value / Mode )：DC

（2）.设置电路图的显示内容：

       选择Circuit | Schematic Options 菜单命令，在Show / Hide对话框，选中Show Reference ID和Show Value 两项，以便显示元件的编号和参数值。

（3）.按图2.1.1所示连线，调整连线，使其比较整齐。

3). 运行并测试电路

（1）. 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机对电路进行仿真。

（2）. 读取各电流表的示值并记录在电路描述窗口。

4). 保存电路

    选择File | Save 菜单命令，在打开的Save窗口中指定保存文件的路径和文件名，将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到事先打开的字处理软件（如word或写字板）的新文档中，再将电路描述窗口中的测试数据也复制到文档中，然后，建立新的电路文件。

  2. 验证电压源与电流源的等效互换

1). 按图2.1.2 (a)、(b)所示同时建立两个实验电路。

   建立本电路用到的元件图标如下：

（1）.分别单击元件工具栏中的基本元件箱、电源箱和指示器件箱图标，以便同时打开三个工具栏，选取（拖曳）各元件至电路设计窗口，按图2.1.2中的要求旋转某些元件的方向，并按图中位置摆放，分别双击每一个元件，按图2.1.2要求设置元件的参数。

电位器（可调电阻）

阻值 (Value / Resistance )：1KΩ

初始设置(Value /Setting): 50%

增量(Value /Increment): 5%

增量控制键(Value /Key): 可取缺省R，也可任意设定。

电压表、电流表

模式（(Value / Mode )：DC

开关

                     控制键(Value /Key): 缺省为空格键（space），也可任意设定。

（2）.设置电路图的显示内容：

       选择Circuit | Schematic Options 菜单命令，在Show / Hide对话框，选中Show Reference ID和Show Value 两项，以便显示元件的编号和参数值。

（3）.按图2.1.1所示连线，调整连线，使其比较整齐。

2). 运行并测试电路

(1). 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机对电路进行仿真。

(2). 测试电路 (a) 的外特性

按动转换开关S1的控制键，接通电路的负载RL。

    按动电位器RL的控制键或者Shift＋控制键，使RL阻值每次减小或增大5%，在0%－100%之间调节RL，分别读取电压表和电流表的读数。按动转换开关S1的控制键，断开电路负载RL，测量电路的开路电压，在电路描述窗口以列表形式记录各测量数据。

(3). 以US1／R1的值设置电路(b)中的电流源IS1，以相同的方法和步骤测试电路 (b) 的外特性，以列表形式记录各测量数据。在电路描述窗口以列表形式记录各测量数据。

3). 保存电路

选择File | Save菜单命令，将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中，再将电路描述窗口中的测试数据也复制到文档中，保存文档。

5). 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机停止电路仿真。退出EWB，退出Windows 98 ，关闭计算机系统。

四. 实验报告要求：

1．列表比较实验步骤1的测试数据，验证叠加原理。

2．  列表比较实验步骤2的测试数据验，分别作出电压源和电流源的外特性曲线，验证它们之间的等效互换关系。由数据生成曲线的方法请参照附录2 ：在电子文档中由数据生成曲线的方法。

实验二 等效电源定理

一. 实验目的

  1. 了解EWB的基本界面，学习EWB的基本操作；

  2. 学习基本元件的使用、模拟电路的建立和仿真测试。

  3. 验证代文宁定理和诺顿定理。

二. 实验电路

       如图2.2.1 (a)、(b)、(c) 所示。

                                                               (a)

                                                               (b)

(c)

图 2.2.1

三. 实验步骤：

  1．启动EWB。

  2．按图2.2.1 (a)、(b)、(c) 所示同时建立三个实验电路

  建立本电路用到的元件图标如下：

 

1）.分别单击元件工具栏中的基本元件箱、电源箱和指示器件箱图标，以便同时打开三个工具栏，选取（拖曳）各元件至电路设计窗口，按图2.2.1中的要求旋转某些元件的方向，并按图中位置摆放，分别双击每一个元件，按图2.2.1要求设置元件的参数。

电位器（可调电阻）

阻值 (Value / Resistance )：1KΩ

初始设置(Value /Setting): 50%

增量(Value /Increment): 5%

增量控制键(Value /Key): 可取缺省R，也可任意设定。

电压表、电流表

模式（(Value / Mode )：DC

开关

                     控制键(Value /Key): 缺省为空格键（space），也可任意设定。

2）.设置电路图的显示内容：

       选择Circuit | Schematic Options 菜单命令，在Show / Hide对话框，选中Show Reference ID和Show Value 两项，以便显示元件的编号和参数值。

3）.按图2.2.1所示连线，调整连线，使其比较整齐。

  3. 运行并测试电路

1). 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机对电路进行仿真。

2). 测试电路 (a) 的外特性

按动转换开关的控制键，接通电路的负载。

    按动电位器的控制键或者Shift＋控制键，则电路负载阻值每次减小或增大5%，使电路负载阻值在0%－100%之间改变，分别读取电压表和电流表的读数，按动转换开关的控制键，断开电路负载，测量电路的开路电压，在电路描述窗口以列表形式记录各测量数据。以测试结果中的开路电压和短路电流计算电路的入端电阻。

3). 以电路(a)的入端电阻设置电路 (b) 中电阻R4的阻值，以电路(a)的开路电压设置电路 (b) 中电压源US2的电压。

       按步骤2) 的方法测试电路 (b) 的外特性，在电路描述窗口以列表形式记录各测量数据。

4). 以电路(a)的入端电阻设置电路 (c) 中电阻R5的阻值，以电路(a)的短路电流设置电路 (c) 中电流源IS1的电流。

       按步骤2) 的方法测试电路 (c) 的外特性，在电路描述窗口以列表形式记录各测量数据。

4．  保存电路

选择File | Save  菜单命令，在打开的Save窗口中指定保存文件的路径和文件名，将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到事先打开的字处理软件（如word或写字板）的新文档中，再将电路描述窗口中的测试数据也复制到文档中，保存文档。

5. 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机停止电路仿真。退出EWB，退出Windows 98 ，关闭计算机系统。

四. 实验报告要求：

1.       列表比较各实验步骤1的测试数据。

2．根据测试数据，绘制电路(a)、(b)、(c) 的外特性曲线，由数据生成曲线的方法请参照附录2 ：在电子文档中由数据生成曲线的方法。比较各曲线，验证代文宁定理和诺顿定理。

实验三 电路的暂态过程

一. 实验目的：

1．学习利用EWB对电路进行暂态分析的基本方法；

2．学习示波器的使用以及用示波测量法测量电路的时间常数；

3．了解一阶RC电路的暂态过程。

二. 实验电路：

    图2.3.1 (a) 为微分电路，(b) 为积分电路，用方波信号源作为电路的激励，以便用示波器观察连续的波形。键控电位器R₂、R₄用热键（默认为R）控制其电阻值，以改变电路的时间常数。示波器用来同时观测电路的输入（A通道）和输出（B通道）波形。

图 2.3.1（a）                               图 2.3.1（b）

三. 实验步骤：

启动EWB。

    建立本实验两个电路用到的元件图标如下：

  1. 建立实验电路

1）.分别单击元件工具栏中的基本元件箱图标和电源箱图标，以便打开基本元件工具栏和电源元件工具栏，选取（拖曳）各元件至电路设计窗口，按图2.3.1中的要求旋转某些元件的方向，并按图中位置摆放，分别双击每一个元件，按图2.3.1要求设置元件的参数。

电位器（可调电阻）

阻值 (Value / Resistance )：4.7KΩ

初始设置(Value /Setting): 50%

增量(Value /Increment): 5%

增量控制键(Value /Key): 可取缺省R，也可任意设定。

函数发生器：

              波形：矩形波

              频率(Frequency)：1KHz

              占空比(Duty cycle)：50%

              电压幅值(Amplitude )：5V，可直接在文本框中输入。

示波器：

时基（Time Base）：先设定为0.2ms/div，实验中再进行调节。

触发选择：Auto

Y衰减：先设定为2V/div，实验中再进行调节。

2）.设置电路图的显示内容：

       选择Circuit | Schematic Options 菜单命令，在Show / Hide对话框，选中Show Reference ID、Show Value和Show nodes，显示元件编号、参数和电路的节点。

3）.单击元件工具栏中的仪器箱图标，打开仪器工具栏，选取（拖曳）示波器至电路设计窗口，并按图中位置摆放，双击示波器图标以打开其面板，将其移动到合适的位置，设置时基为0.10ms/div ，Y衰减为2V/div 。

4）.按图2.3.1（a）所示连线，调整连线，使其比较整齐。分别双击示波器A、B通道的连线，打开连线特性对话框，设置连线的颜色，则波形即以此颜色显示。

5). 电路的保存

选择File | Save菜单命令，将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到事先打开的字处理软件（如word或写字板）的新文档中。

  2. 运行并测试电路

1). 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机对电路进行仿真。

2). 双击示波器图标以打开示波器面板，适当调节示波器的时基（Time Base）和A、B通道的Y衰减（V/div）及位移（Y Position），使波形便于观测。

3). 按电位器的控制键或Shift＋控制键，每次将阻值减小或增大5%，观察波形的变化。在50%时，参照13页“示波器的调整”方法调节示波器以显示稳定的波形；按工具栏中的图形工具，打开分析图形窗口，在其中的示波器页（Oscilloscope）再现示波器上的波形；参照16-19页的方法设置示波器页波形显示的各项参数；拖曳游标到适当位置，测量波形的幅值和电路的时间常数；按图形窗口工具栏中的copy按钮，将示波器页复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。用同样的方法，将0%和100%时的波形也粘贴到字处理软件的文档中。使电位器恢复为初始（50%）状态。

  3．用EWB的暂态分析功能分析电路

（1）．在EWB窗口选择Analysis | Transient（暂态分析）菜单命令，弹出Transient Analysis对话窗口（图2.3.2），照图2.3.2设置各项参数。

确定要分析的节点。将需要分析的电路节点增加（Add>）到Nodes for analysis框中。

（2）．按Simulate按钮以启动仿真，即可在随即打开的分析图形窗口（Analysis Graphs）中建立暂态分析页（Transient），显示被分析节点的电压波形。按“ESC”键，将停止仿真的运行。

（3）．在分析图形窗口（Analysis Graphs）的工具栏中选择特性（Properties）工具  ，打开具有多个参数页的Graph Properties窗口（见图1.3.16），设置暂态分析页（Transient）的各项参数，设置方法可参照16-18页示波器的介绍中 “设置波形显示的各项参数”部分。

（4）．可以通过选择工具按钮或参数设置在暂态分析（Transient）页中显示栅格和游标，单击某条曲线以选中该曲线，即可移动游标对其进行测试，随着游标的移动，在对应的资料窗口中即显示出该曲线在游标处的数据。

 （5）．按下图形窗口工具栏中的copy按钮，将暂态分析页（Transient）复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。按电位器的控制键，增大或减小其阻值，在0%和100%各进行一次分析，用同样的方法设置暂态分析页（Transient）的各项参数，并将其粘贴到字处理软件的文档中。保存文档。

      按图2.3.1 （b）所示建立实验电路。重复上面的步骤，分析图2.3.1 （b）所示电路。

      点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机停止电路仿真。退出EWB，退出Windows 98 ，关闭计算机系统。

四. 实验报告要点

画出所观察到的波形，求电路的时间常数。

实验四 电路的正弦稳态分析

一. 实验目的

1. 学习利用EWB进行正弦稳态分析的方法；

2. 了解正弦稳态电路中电压、电流间的关系；

3. 了解正弦稳态电路谐振时的特点。

二. 实验电路及说明：

    实验电路如图2.4.1所示。其中，R、L、C三元件构成串联电路，10V 11.1KHz正弦电压源作为电路的激励，交流电流表用来测量电路的电流有效值，三个交流电压表分别用来测量三元件上的电压有效值。电感元件为可调电感，电感量为80mH，可用设定的控制键在0%－100%之间改变。

三. 实验步骤：

  1. 启动EWB。

  2. 按图2.4.1 所示建立实验电路。

建立本电路用到的元件图标如下：

    分别单击元件工具栏中的基本元件、指示器件和电源箱图标，以便打开相应的工具栏，选取（拖曳）各元件至电路设计窗口，按图2.4.1中的要求旋转某些元件的方向，并按图中位置摆放，分别双击每一个元件，按图2.4.1要求设置元件的参数。

可调电感

电感量(Value / Inductance)：80Mh

初始设置(Value /Setting): 50%

增量(Value /Increment): 5%

增量控制键(Value /Key): 可取缺省L，也可任意设定。

函数发生器（正弦电压源）

                     波形：正弦

                     频率(Frequency)：11.1KHz

                     占空比(Duty cycle)：50%

                     电压幅值(Amplitude )：14.142V（有效值10V）

电压表、电流表

模式（(Value / Mode )：AC

  3. 对电路进行仿真测试

1). 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机对电路进行仿真。

2). 按动可调电感的控制键，改变电感量，注意观察电流表示值的变化，找到为最大值的点，然后，使电感在25%－100%之间改变，在电流表为最大值的点要增加取点密度（每次可变化1%），而远离的点可拉大距离（每次可变化5%-10%），在每一点，分别读取各电流表及电压表的示值，在电路描述窗口列表记录测量结果。

3). 电感调节为初始状态（50%），在7KHZ－17KHZ之间改变函数发生器产生的正弦电压的频率（可直接在频率文本框中输入），测量每一点处各电流表及电压表的示值，列表记录在电路描述窗口。取点原则和方法与步骤2). 同。

  4．电路的保存

选择File | Save  菜单命令，将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到事先打开的字处理软件（如word或写字板）的新文档中，再将电路描述窗口中的测试数据也复制到文档中，保存文档。

  5． 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机停止电路仿真。退出EWB，退出Windows 98 ，关闭计算机系统。

四. 报告要求：

1．根据两组测量数据，分别验证总电压有效值与各部分电压有效值之间的关系、计算各点电路阻抗的模|Z|及阻抗角φ，列成表格。分别说明电路性质随电感量L及电源频率的变化规律。解释在电流最大点出现的特殊现象（如电感和电容电压相等且远远大于电源总电压等）。

2．根据两组测量数据，分别画出电流、电阻电压、电容电压和电感电压随电感量L和电源频率变化的曲线。由数据生成曲线的方法请参照附录2 ：在电子文档中由数据生成曲线的方法。

实验五 功率因数的提高

一．实验目的

1．研究提高感性负载功率因数的方法及意义

2．了解EWB的基本界面，学习EWB的基本操作。

二．实验内容及步骤

       1．启动EWB。

2．按照图2.5.1联接实验电路，断开开关S，点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机对电路进行仿真。

3．读取并记录电压表UR、UL及电流表I、I1的示值，记录在电路描述窗口。

4．接通开关S，改变可调电容C的容量，使其在0%～100%之间变化，每次变化10%，读取并记录各电压表、电流表的示值，记录在电路描述窗口。

5．选择File | Save  菜单命令，将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到事先打开的字处理软件（如word或写字板）的新文档中，再将电路描述窗口中的测试数据也复制到文档中，保存文档。

6．点击启动／停止开关，使计算机停止仿真。退出EWB。

三．实验报告要求及思考题

1．根据步骤3、4所测数据，计算各种情况下的λ、P、Q、S，写出计算式。

2．由步骤4所测数据，画出C—I曲线，找出使电源电流I为最小时的电容值。由数据生成曲线的方法请参照附录2 ：在电子文档中由数据生成曲线的方法。

3．根据所测数据，说明提高功率因数的意义。为提高感性负载的功率因数，并联的电容容量是否越大越好？

4．实验过程中观察I1表的所示数值是否变化？为什么？

实验六 RC电路的频率特性

一. 实验目的

1. 学习利用EWB分析电路频率特性的方法；

2. 学习示波器、扫频仪的使用方法；

3. 了解典型电路的频率特性。

二. 电路及说明：

图 2.6.1

图 2.6.2

    如图 2.6.1、图 2.6.2所示。其中，R1、C1和R2、C2各构成一个实验电路，函数发生器连接到两个电路的输入端，同时也连接到示波器的A通道和扫频仪的输入端，以便观测输入信号波形，两个电路的输出端连接到示波器的B通道和扫频仪的输出端，以便观测输出信号波形和波特图。输入和输出信号电压分别用交流电压表M1、M2来测量。

三. 实验步骤：

启动EWB。

建立本实验两个电路用到的元件图标如下：

  1．建立实验电路

1）.分别单击元件工具栏中的基本元件箱、指示器件工具箱和仪器箱图标，以便打开相应的工具栏，选取（拖曳）各元件至电路设计窗口，按图2.6.1中的要求旋转某些元件的方向，并按图中位置摆放，分别双击每一个元件，按2.6.1要求设置元件的参数。

电压表

模式（(Value / Mode )：AC

函数发生器：

                     波形：正弦

                     频率(Frequency)：100Hz

                     占空比(Duty cycle)：50%

                     电压幅值(Amplitude )：14.142V（有效值10V），可直接在文本框中输入。

示波器：

时基（Time Base）：先设定为2.00ms/div，实验中再进行调节。

触发信号选择：A或B

Y衰减：5V/div

2）.设置电路图的显示内容：

       选择Circuit | Schematic Options 菜单命令，在Show / Hide对话框，选中Show Reference

ID、Show Value 和Show Nodes三项，以便显示元件的编号、参数值和电路的节点号。

3）.按图2.6.1所示连线，调整连线，使其比较整齐。

4)．保存电路

选择File | Save  菜单命令，将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到事先打开的字处理软件（如word或写字板）的新文档中。

  2．用传统方法测试电路的频率特性

（1）.点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机对电路进行仿真。

（2）.读取电压表M1的示值，点击函数发生器频率右侧的↑按钮以提高频率，观察电压表M2的读数，找到M2读数为M1读数的0.707时的频率，即为电路的转折频率。在100HZz－8KHz之间取10点（在转折频率两侧增加密度），读取M2的读数，在电路描述窗口列表记录测量结果。

（3）.将函数发生器频率调节到电路的转折频率，双击示波器图标以打开其面板，适当调节时基和Y衰减，使波形适中。参照13页“示波器的调整”介绍的方法将波形调节稳定。按工具栏中的图形工具，打开分析图形窗口，在其中的示波器页（Oscilloscope）再现示波器上的波形，参照16-19页的方法设置示波器页波形显示的各项参数，拖曳游标到适当位置，测量并记录输入、输出波形的相位差。按图形窗口工具栏中的copy按钮，将示波器页复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。

  3．用扫频仪测试电路的频率特性

双击扫频仪图标以打开其面板。

水平设置（Horizontal）：log /lin：log            F: 80kHz      I: 50hz

      （1）.幅频特性测试：按动幅频特性按钮（Magnitude）以选择幅频特性

垂直设置（Vertical）：log /lin：log         F：0db   　I：－40db

启动电路，在扫频仪的屏幕上即显示出电路的幅频波特图。

（2）.相频特性测试：按动相频特性按钮（Phase）以选择相频特性。

                     垂直设置（Vertical）：

图2.6.1 电路：log /lin：log             F：0              I：－90

图2.6.1 电路：log /lin：log             F：90            I：0

启动电路，在扫频仪的屏幕上即显示出电路的相频波特图。

（3）.在分析图形窗口（Analysis Graphs）显示和保存波特图

在EWB的工具栏中选择图形工具，或者选择Analysis｜Display Graphs菜单选项，激活分析图形窗口（Analysis Graphs），建立一个波特图页（Bode），并再现扫频仪上的幅频和相频波特图。

在分析图形窗口（Analysis Graphs）的工具栏中选择特性（Properties）工具  ，打开具有多个参数页的Graph Properties窗口（见图1.3.16），参照16-19页的方法设置设置波特图页（Bode）的各项参数，利用分析图形窗口（Analysis Graphs）工具栏中的栅格工具（toggle grid）和游标工具（Toggle Cursors），在幅频和相频特性区显示栅格和游标。

单击以选中某条曲线，移动游标对该曲线进行测试，在对应的资料窗口中读取曲线在游标处的数据。测试电路的－3db频率及该频率下的相移。

按图形窗口工具栏中的copy按钮，将将分析图形窗口（Analysis Graphs）中的波特图页（Bode）复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。

  4．利用EWB的分析功能测试电路的频率特性

（1）. 选择Analysis | AC Frequency菜单命令，弹出AC Frequency Analysis 对话框（图2.6.3），照图设置各项参数，并将电路的输出节点增加（Add>）到Nodes for analysis框中，需事先选择Circuit｜Schematic Options菜单命令，在打开的Schematic Options会话窗口中选择Show／hide页，选中其中的Show nodes复选框，以显示电路的节点。然后按下Simulate 钮，激活分析图形窗口（Analysis Graphs），建立一个交流分析页（AC Analysis），显示被分析节点的幅频和相频特性曲线。

（2）.选择特性（Properties）工具  ，打开具有多个参数页的Graph Properties窗口，参照16-19页的方法设置交流分析页（AC Analysis）的各项参数。

（3）.利用游标工具（Toggle Cursors）和栅格工具（toggle grid），在幅频和相频特性区都产生游标和栅格。

单击以选中某条曲线，移动游标对该曲线进行测试，在对应的资料窗口中读取曲线在游标处的数据。测试电路的－3db频率及该频率下的相移。

按图形窗口工具栏中的copy按钮，将分析图形窗口（Analysis Graphs）中的交流分析页（AC Analysis）复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。

用同样的方法建立、保存图2.6.2所示电路。并用后两种方法分析电路的频率特性。按图形窗口工具栏中的copy按钮，将分析图形窗口（Analysis Graphs）中的各图形页复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。

  5. 用交流频率分析法分析图2.6.4、2.6.5二电路

      方法同步骤4。保存电路到 .ewb文件，把电路图及分析结果－交流分析页（AC Analysis）复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中，保存文档。

点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机停止电路仿真。退出EWB，退出Windows 98 ，关闭计算机系统。

四. 实验报告要求：

1．列表整理步骤2的测试数据，根据测试数据作出图2.6.1电路的幅频特性曲线，由数据生成曲线的方法请参照附录2：在电子文档中由数据生成曲线的方法。

2．在实验报告文档中画出观察到的波形和特性曲线。

3．根据各项测试结果说明各电路的频率特性。

二、模拟电子技术实验

实验七 二极管应用

一．实验目的

1．了解普通二极管和稳压二极管的基本特性及它们典型的工作状态。

2．了解整流、滤波、稳压及限幅电路的工作原理。

3．学习利用EWB分析整流、滤波、稳压及限幅电路的方法。

二．实验说明

利用普通二极管的单向导电性可以构成整流、限幅等应用电路，在这些电路中，二极管工作在正向导通或反向截止状态。整流电路可以把交流电变为单向脉动电压和电流，输出电压的平均值

与负载电阻并联电容以构成电容滤波电路，可使输出电压波形变得比较平滑。在滤波电路的时间常数τ大于或等于3～5倍整流电源的半周期的情况下，输出直流电压

限幅电路可以把输入信号的正峰或负峰限制在某一电平上。

稳压二级管反向击穿时呈现恒压特性，利用这一特性可以实现稳压，使输出电压在输入电压和负载变化时都基本保持恒定。为使稳压电路正常工作，在任何情况下，必须保证稳压二极管始终工作在反向击穿状态，并且流过稳压二极管的电流始终大于稳定电流，而小于最大稳定电流。稳压电路的稳压性能通常用稳压系数S和动态内阻r表示：

                   

三．实验步骤

启动EWB

  1．半波整流电路

1）．按图2.7.1建立实验电路。

2）．断开开关S。用示波器分别观测并记录输入、输出电压波形。测量输出电压平均值。

3）．接通开关S，以接入滤波电容C，重复步骤2）。

  2．全波整流电路

1）．按图2.7.2建立实验电路。

2）．断开开关S₁。用示波器观测并记录输出电压波形。测量输出电压平均值。

3）．接通开关S₁，以接入滤波电容C，用示波器观测并记录输出电压波形。测量输出电压平均值。

4）．使负载电阻R在5%~100%之间变化，至少取5个测试点，读取电压表M1和电流表M2的示值，然后断开开关S₂，由电压表M1读取开路输出电压，根据这些数据作出桥式整流─电容滤波电路的外特性曲线。

  3．稳压电路

1）．按图2.7.3建立实验电路，稳压二极管选择Ln-1N4740（击穿电压为10V）。

2）．在0%~100%之间调节电位器R ₃，观察输出电压的变化情况，至少取5个测试点，读取电流表M1和电压表M2的示值，作V─I曲线，计算稳压系数S和动态内阻r 。

3）．调节电位器R ₃为50%，使输入直流电压在13.5V~16.5V之间变化，至少取5个测试点，观察输出电压的变化情况，至少取5个测试点，读取电流表M1和电压表M2的示值，作V─I曲线，计算稳压系数S和动态内阻r 。

4）．在输入直流电压最高（16.5V）且负载电阻最大（R ₃为100%）和输入直流电压最低（13.5V）且负载电阻最小（R ₃为0%）两种情况下，读取电流表M3的示值。

  4．限幅电路

按图2.7.4建立实验电路。使直流电源U分别为13V，5V，0V，-5V，-10V，-15V，同时观察并记录输入与输出电压波形。

四．实验报告要求

1．将测量数据填入自己设计的表格。

2．绘制示波器上观测的波形。

实验八 晶体管基本放大器

一. 实验目的

1．学习用EWB仿真测试晶体管放大器的基本方法；

1．了解晶体三极管的电流放大作用及电压放大的基本原理，掌握电压放大倍数及动态范围的测试方法，了解负载电阻对电压放大倍数的影响；

2．了解放大器中的非线性失真，理解负反馈对放大器性能（非线性失真、电压放大倍数等）的影响；

3．学习用EWB测试放大器频率特性的方法。

二. 实验电路及说明：

图 2.8.1

    实验电路如图2.8.1所示。直流电流表IB、IC和直流电压表UCE，分别用来测量晶体管的基极、集电极静态电流和集电极及发射极之间的静态电压，而交流电压表Ui、Uo分别用来测量放大器的输入和输出信号电压。上偏置电阻RB为可调电阻，由设定的控制键（缺省为R）控制阻值的增减。与电容CE串联的键控开关S1由设定的控制键控制通断，以便控制CE的接通和断开。

三. 实验步骤：

      启动EWB。

  1．建立实验电路

1）.分别打开基本元件箱、晶体管工具箱、指示器件工具箱和仪器箱，选取（拖曳）各元件至电路设计窗口，按图2.8.1中的要求旋转某些元件的方向，并按图中位置摆放，分别双击每一个元件，按图2.8.1要求设置元件的参数。

NPN型晶体管

model：                                     default / ideal

电位器（可调电阻）

阻值 (Value / Resistance )：              150KΩ

初始设置(Value /Setting): 50%

增量(Value /Increment): 5%

增量控制键(Value /Key): 可取缺省R，也可任意设定。

开关

控制键(Value /Key):          K

电压表、电流表

按照其在电路中的作用，设置模式（(Value / Mode )为AC或DC

函数发生器：

              波形：正弦

              频率(Frequency)：1KHz

              占空比(Duty cycle)：50%

              电压幅值(Amplitude )：5mV

示波器：

时基（Time Base）：先设定为0.200ms/div，随频率变化再进行调节

触发选择：A或B

2）.设置电路图的显示内容

       选择Circuit | Schematic Options 菜单命令，在Show / Hide对话框，选中Show Reference

ID、Show Value两项，以便显示元件的编号和参数值。

3）.按图2.8.1所示连线，调整连线，使其比较整齐。

4）.电路的保存

选择File | Save  菜单命令，将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到事先打开的字处理软件（如word或写字板）的新文档中。

  2. 放大器仿真测试

1). 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机对电路进行仿真。

2). 在RB1为40%、50%、60%三种情况下，分别读取电流表IB、IC的读数，并由此计算晶体管的电流放大倍数。

使开关S1处于接通状态，在上述三种情况下，一边增大输入信号，一边用示波器同时观察输入和输出信号波形，直到输出波形刚要出现失真但还不太明显时为止。参照13页“示波器的调整”介绍的方法将波形调节稳定。按工具栏中的图形工具，打开分析图形窗口，在其中的示波器页（Oscilloscope）再现示波器上的波形。参照16-19页的方法设置示波器页波形显示的各项参数，拖曳游标以测量输出电压的峰－峰值。按图形窗口工具栏中的copy按钮，将示波器页复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。

3). RB1为50%，输入信号电压有效值为3mV，读取交流电压表Ui、Uo的示值，计算放大器的电压放大倍数。

用示波器同时观察放大器的输入、输出信号波形，调节示波器使波形稳定。在分析图形窗口中显示波形，移动游标，测量输入和输出电压的幅值，计算放大器的电压放大倍数，并与前面的结果比较。将波形粘贴到字处理软件的文档中。

4). 将放大器的输入信号电压有效值增大为25mV，用示波器同时观察放大器的输入、输出信号波形，调节示波器使波形稳定。在分析图形窗口中显示波形，将波形粘贴到字处理软件的文档中。

5). 断开开关S1，使放大器的输入信号电压有效值增大为100mV，用示波器同时观察放大器的输入和输出信号波形，调节示波器使波形稳定。在分析图形窗口中显示波形，移动游标，测量输入和输出电压的幅值，计算放大器的电压放大倍数，并与前面的结果比较。将波形粘贴到字处理软件的文档中。

6). 将负载电阻RL减小为1KΩ，读取交流电压表Ui、Uo的示值，计算放大器的电压放大倍数，并和步骤5) 的结果比较，说明负载电阻对电压放大倍数的影响。

  3. 分析放大器的频率特性

       选择Circuit | Schematic Options 菜单命令，在Show / Hide对话框，选中Show Nodes项，以便显示电路的节点号。

选择Analysis | AC Frequency菜单命令，在弹出的AC Frequency Analysis对话框中，参照图2.8.2设置各项参数，须将放大器的输出节点增加（Add>）到Nodes for analysis框中。

按下Simulate 钮，对电路进行仿真，随之激活分析图形窗口并建立交流分析页（AC Analysis），显示出放大器的幅频和相频特性曲线。

选择特性（Properties）工具  ，打开具有多个参数页的Graph Properties窗口，参照16-19页的内容，设置交流分析页（AC Analysis）的各项参数，利用工具栏中的游标工具（Toggle Cursors）和栅格工具（toggle grid），在幅频和相频特性区都产生游标和栅格。移动游标，在对应的资料窗口中读出游标处的曲线数据，测量放大器的低频和高频转折频率，及频转折频率处的相位偏移。

按分析图形窗口工具栏中的copy按钮，将分析图形窗口（Analysis Graphs）中的交流分析页（AC Analysis）复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。保存文档。

  点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机停止电路仿真。退出EWB，退出Windows98 . 关闭计算机系统。

四．实验报告要求

    1．根据步骤2). 的测量数据计算晶体三极管的电流放大倍数；

    2．在步骤2). 的三种情况下，用示波器测量放大器的输出电压的峰－峰值为何不同？说明放大器的动态范围和工作点之间的关系。

    3．根据步骤3).、 5) 、6)的测量数据分别计算放大器的电压放大倍数，说明几种情况下放大器的电压放大倍数为何不同？电压放大倍数与那些因素有关？

    4．在步骤5).中观察到的输出波形与前面的步骤（尤其是步骤4）中观察到的波形有何不同？为什么不同？

    5．说明在步骤5)中断开开关S1对放大器性能的影响。

    6．作出实验中观察到的输入、输出电压波形和幅频及相频特性曲线。

实验九 模拟运算电路

一. 实验目的

1．学习利用EWB建立并仿真模拟运算电路的方法；

2．学习模拟运算电路的测试方法；

3．了解常见模拟运算电路的特性和功能。

二. 实验电路及说明

图2.9.1、2.9.2实验电路分别为反向、同向比例放大器，键控开关SW1用来切换比例放大器的输入信号：正弦波或直流信号，SW2用来切换比例放大器输出端的指示仪表：示波器或电压表。示波器的B通道用来观测比例放大器的正弦波输入信号，而A通道用来观测比例放大器的输出信号。

图 2.9.1

图 2.9.2

图2.9.3实验电路为三输入反向加法器，三个输入信号UF1、UF3、UF5分别为基波、三次谐波和五次谐波，其频率、大小和初相位按照方波信号的傅立叶级数展开式的前三项设置。图2.9.4实验电路为反向积分器。示波器的B通道分别观测反向加法器和反向积

图 2.9.4

分器的输出信号，A通道观测反向积分器的输入信号。

图 2.9.3

三. 实验步骤
启动EWB。

  1．反相、同相比例放大器测试

1）. 按图2.9.1 所示建立反相比例放大器

分别打开基本元件箱、模拟集成电路工具箱、指示器件工具箱、电源箱和仪器箱，选取（拖曳）所需元件至电路设计窗口，按图2.9.1中的要求旋转某些元件的方向，并按图中位置摆放，分别双击每一个元件，按图2.9.1要求设置元件的参数。IC₁选用三端集成运算放大器，model：default / ideal。

2）.设置电路图的显示内容

       选择Circuit | Schematic Options 菜单命令，在Show / Hide对话框，选中Show Reference

ID、Show Value两项，以便显示元件的编号和参数值。

3）.按图2.9.1所示连线，调整连线，使其比较整齐。

4). 电路的保存

    选择File | Save  菜单命令，将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到事先打开的字处理软件（如word或写字板）的新文档中。

5）.放大器仿真测试

 (1). 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机对电路进行仿真。

 (2). 按键控开关SW1、 SW2的控制键，使IC1的输入端接2V直流信号源，输出端接直流电压表，按电位器R2的控制键，使其在50%处，读取直流电压表Uo的读数，计算反相比例放大器的电压放大倍数。

调节电位器R2在.100% 处，读取直流电压表Uo的读数，计算反相比例放大器的电压放大倍数。

 (3). 调节电位器R2为50%。按键控开关SW1、SW2的控制键，使IC1的输入端接2V正弦交流信号源，输出端接示波器的A通道，同时观测反相比例放大器的输入和输出电压波形，参照13页“示波器的调整”介绍的方法将波形调节稳定。按工具栏中的图形工具，打开分析图形窗口，在其中的示波器页（Oscilloscope）再现示波器上的波形。参照16-19页的方法设置示波器页波形显示的各项参数，按图形窗口工具栏中的copy按钮，将示波器页复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。

6）. 建立图2.9.2同相比例放大器，重复步骤1) ～ 4)，测试同相比例放大器。

  2．反向加法器测试

1）. 建立图2.9.3反向加法器。IC₃选用三端集成运算放大器，model：default / ideal。

2).  选择File | Save  菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。

3). 加法器的波形合成功能测试

以示波器的B通道观测加法器的输出信号波形，而以A通道分别观测加法器的三个输入信号UF1、UF3、UF5的波形。参照13页“示波器的调整”介绍的方法将波形调节稳定，按工具栏中的图形工具，打开分析图形窗口，在其中的示波器页（Oscilloscope）再现示波器上的波形，参照16-19页的方法设置示波器页波形显示的各项参数，按图形窗口工具栏中的copy按钮，将示波器页复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。

  3. 反向积分器测试

1）. 建立图2.9.4 所示反向积分器。按图中要求设置元件的参数：

IC₄选用三端集成运算放大器，model：LM741

矩形波信号源Ui4：

                     频率(Value /Frequency)：1KHz

                     占空比(Value /Duty cycle)：50%

                     电压(Value / Voltage )：1V

2). 选择File | Save  菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。

3). 反向积分器测试

适当调节示波器的时基（Time Base）和A、B通道的Y衰减（V/div）及位移（Y Position），使波形便于观测。参照13页“示波器的调整”介绍的方法将波形调节稳定，按工具栏中的图形工具，打开分析图形窗口，在其中的示波器页（Oscilloscope）再现示波器上的波形，参照16-19页的方法设置示波器页波形显示的各项参数，按图形窗口工具栏中的copy按钮，将示波器页复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。保存文档。

点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机停止电路仿真。退出EWB，退出Windows 98 ，关闭计算机系统。

四. 实验报告要求：

1．根据实验测试数据分别计算反向和同向比例放大器的静态、动态电压放大倍数；

2．画出所观测到的输入、输出波形。

实验十 集成运放应用

一. 实验目的

1．学习利用EWB进行模拟电路仿真测试的方法。

2．了解集成运放在线性和非线性模拟电路方面的应用。

3．了解比较器、有源滤波器、电压—电流变换器及方波震荡器等常用电路的特性及应用。

二 . 实验电路及说明

图 2.10.1

图2.10.2

图2.10.1为比较器电路，直流电压源U1、U2，电阻R2、R3及电位器R1构成可调节的基准电压，直流电压表UR用来测量其大小， ui1为3V（有效值）200Hz的正弦输入信号，三端集成运放将其与基准电压UR进行比较，输入和输出信号分别由示波器的A、B通道进行观测。当开关S切换到2时，将5次谐波电压ui2（1V有效值，600Hz，与ui1同相）与ui1串联叠加，构成非正弦输入信号。

图2.10.2为二阶有源滤波器。扫频仪直接测试其频率特性。

图2.10.3

图2.10.4

       图2.10.3为电压—电流变换电路，若输入电压U₁ 、U₂为稳恒电压，则图2.10.3电路为可变恒流源，当负载电阻RL改变时，输出电流i_o保持不变。调节电位器R₁可调节恒流源电流的大小。

       图2.10.4为矩形波震荡器。

三. 实验步骤：

  1. 电压比较器：

1)．按照图2.10.1连接电路并设置各元件的参数。开关在初始位置1，电位器R1在初始位置50%。

选择File | Save  菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。

启动电路仿真。

2)．示波器触发选择：Auto，适当调节时基（Time Base）和A、B通道的Y衰减（V/div）及位移（Y Position），使波形便于观测，同时观察输入和输出波形。调节R1的阻值，使其在0%－100%之间变化，注意观察输出波形的变化。

使基准电压为 -3V，参照13页“示波器的调整”介绍的方法将波形调节稳定。按工具栏中的图形工具，打开分析图形窗口，在其中的示波器页（Oscilloscope）再现示波器上的波形，参照16-19页的方法设置示波器页波形显示的各项参数。移动游标，测量输出电压波形的占空比。按图形窗口工具栏中的copy按钮，将示波器页复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。

使基准电压为0V和+3V，重复上述操作。

3)．把开关S切换到2位置，将3次谐波电压ui2（1V有效值，600Hz，与ui1同相）与ui1串联叠加，构成非正弦输入信号，示波器触发选择：Auto，在0%－100%范围内调节R1的阻值，观察输入和输出电压波形，注意输出波形的变化。

调节R1到10%，调节示波器使波形稳定，在分析图形窗口保存波形到字处理软件的文档中。

  2. 二阶有源滤波器

1)．按照图2.10.2连接电路。扫频仪的设置为：

垂直设置（Vertical）：

幅频：log      F: 10db          I: -80db

                     相频：log      F: 0               I: -180

水平设置（Horizontal）：log     F: 100KHz            I: 0.1KHz

    选择File | Save  菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。

2)．用扫频仪测试电路的频率特性

启动电路仿真。在扫频仪上分别显示电路的幅频和相频特性曲线。

在EWB的工具栏中选择图形工具，激活分析图形窗口（Analysis Graphs），建立一个波特图页（Bode），显示幅频和相频波特图。选择特性（Properties）工具  ，打开具有多个参数页的Graph Properties窗口，参照16-19页的方法设置波特图页的各项参数。

利用分析图形窗口（Analysis Graphs）工具栏中的栅格工具（toggle grid）和游标工具（Toggle Cursors），在幅频和相频特性区显示栅格和游标。单击以选中某条曲线，移动游标对该曲线进行测试，在对应的资料窗口中读取曲线在游标处的数据。测试电路的测量最大增益、－3db频率及该频率下的相移。

按图形窗口工具栏中的copy按钮，将示波器页复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。

3)．用EWB的交流频率分析功能分析电路的频率特性

选择Circuit | Schematic Options 菜单命令，在Show / Hide对话框，选中Show Nodes项，以便显示电路的节点号。选择Analysis | AC Frequency菜单命令，弹出AC Frequency Analysis对话框，参照图（图2.10.5）所示设置各项参数，务必将电路的输出节点增加（Add>）到Nodes for Analysis框中。

按下模拟（Simulate）按钮，对电路进行仿真，在随即打开的分析图形窗口中建立一个交流分析页（AC Analysis），显示出放大器的幅频和相频特性曲线。

选择特性（Properties）工具  ，打开具有多个参数页的Graph Properties窗口，参照16-19页的方法设置交流分析页（AC Analysis）的各项参数。

利用工具栏中的游标工具（Toggle Cursors）和栅格工具（toggle grid），在幅频和相频特性区都产生游标和栅格。移动游标，测量放大器的最大增益、转折频率及频转折频率处的相位偏移，在对应的资料窗口中读出游标处的曲线数据。

按图形窗口工具栏中的copy按钮，将示波器页复制到粘贴板上，然后，再将其粘贴到字处理软件的文档中。

  3. 电压—电流变换器

1)．按照图2.10.3连接电路并设置各元件的参数。

    选择File | Save  菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。

2)．启动电路仿真。调节R₁，使u _i在+5V～-5V之间变化，测量相应的i_o。

3)．使u _i保持+5V或-5V，在0%—100%之间改变RL ，测量相应的i_o 。

  4.矩形波震荡器

1)．按照图2.10.4连接电路并设置各元件的参数。五端集成运放选用Lm358。

启动电路仿真。

2)．示波器触发选择：Auto，适当调节时基（Time Base）和A、B通道的Y衰减（V/div）及位移（Y Position），观察输出信号波形。

调节示波器使波形稳定，在分析图形窗口，移动游标测量输出信号的频率和幅值，保存波形到字处理软件的文档中。

3)．选择File | Save  菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。保存文档。

点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机停止电路仿真。退出EWB，退出Windows 98 ，关闭计算机系统。

四 . 实验报告要求:

1．整理实验数据，绘出实验中观测到的波形和特性曲线。

2．写出电压—电流变换器输出电流i _o与输入电压u _i 之间的函数关系，根据实验的测试数据，作出变换曲线（i_o— u _i）及外特性曲线。

三、数字电子技术实验

实验十一 组合逻辑电路分析

一. 实验目的：

1．学习利用EWB进行组合逻辑电路仿真测试的方法；

2．学习数据选择器、译码器及数字显示等中规模集成组件的特性和应用；

3．学习字元发生器的使用。

二. 实验电路及说明

图2.11.1 为2－4线译码器，2位二进制代码由字元发生器的最低2位提供。4个逻辑探针用来指示译码输出的状态。图2.11.2 为BCD－十进制译码器，4位BCD码由字元发生器的低4位提供，10个逻辑探针用来指示译码输出的状态。图2.11.3为BCD－七段数码管译码显示电路，4位BCD码由字元发生器的低4位提供，7个译码输出OA－OG接7段数码管的输入端，将译码结果直接以数码显示。图2.11.5为4路2选1数据选择器，左路4位代码（A）由字元发生器的高4位提供，右路4位代码（B）由字元发生器的低4位提供，由开关S控制，在左、右两路代码中选择其一。左、右两路代码和选择输出的状态各由4个逻辑探针指示。

三. 实验步骤

  1. 2－4线译码器

       1). 在逻辑门工具栏中连续选择4个与非门，6个反相器，在指示器件工具栏中，连续选择4个逻辑探针，将它们作适当旋转并拖放到合适位置。按照图2.11.1连接电路。在仪表工具栏中选择字元发生器，将其低2位输出依次连接到译码电路的2个输入端。

2). 双击字元发生器图标以展开其面板，在字元编辑区从首地址0000开始，依次写入四个16进制字：0000H，0001H，0002H，0003H（必须在西文输入方式下），其低二位二进制依次为00，01，10，11。触发方式（Trigger）设置为内触发（Internal），地址编辑区设置：初始地址（Initial）为0000，末地址（Final）为0003，输出频率（Frequency）为1Hz。

3). 按单步（Step）钮，每次输出一个字元，观察四个输出端状态的变化。按循环（Cycle）钮，自动循环依次输出四个字元，观察并记录四个输出端状态的变化。

4). 选择File | Save  菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。

5). 按O／I按钮，停止电路仿真。然后建立新的电路文件。

  2. BCD－十进制译码器

1). 按照图2.11.2连接电路，选中数字集成电路工具箱图标，打开数字集成电路工具栏，选择74xx（拖曳到电路编辑区），在打开的列表中选择7445。在指示器件工具栏中连续选择10个逻辑探针，并选中它们，将它们一起旋转270°以便于接线，将它们依次连接到7445的10个译码输出端0－９。在仪表工具栏中选择字元发生器，将其低4位输出端由低向高依次连接到7445的4个代码输入端A－D。

       2). 双击字元发生器图标以展开其面板，在字元编辑区从首地址0000开始，依次写入10个16进制字：0000H，0001H，0002H，0003H，0004H，0005H，0006H，0007H，0008H，0009H其低4位二进制依次为0000，0001，0010，0011, 0100，0101，0110，0111, 1000，1001（必须在西文输入方式下）。触发方式（Trigger）设置为内触发（Internal），地址编辑区设置：初始地址（Initial）为0000，末地址（Final）为0009，输出频率（Frequency）为1Hz。

3). 按单步（Step）钮，每次输出一个字元，观察10个输出端状态的变化。按循环（Cycle）钮，自动循环依次输出10个字元，观察并记录10个输出端状态的变化。

4). 选择File | Save  菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。

5). 按O／I按钮，停止电路仿真，然后建立新的电路文件。

  3. BCD－七段数码管译码显示电路

1). 按照图2.11.3连接电路。选中数字集成电路工具箱图标，打开数字集成电路工具栏，选择74xx（拖曳到电路编辑区），在打开的列表中选择7447。在指示器件工具栏中选择7段数码管（Seven-Segment Display）,其管脚说明见图2.11.4，将其7个输入端A－Ｇ依次接到7447的译码输出OA－OG。在仪表工具栏中选择字元发生器，将其低4位输出由低向高依次连接到7447的4个代码输入端A－D。

       2). 双击字元发生器图标以展开其面板，在字元编辑区从首地址0000开始，依次写入10个16进制字：0000H，0001H，0002H，0003H，0004H，0005H，0006H，0007H，0008H，0009H（必须在西文输入方式下），其低4位二进制依次为0000，0001，0010，0011, 0100，0101，0110，0111, 1000，1001。触发方式（Trigger）设置为内触发（Internal），地址编辑区设置：初始地址（Initial）为0000，末地址（Final）为0009，输出频率（Frequency）为1Hz。

3). 按单步（Step）钮，每次输出一个字元，注意观察7段数码管状态的变化。按循环（Cycle）钮，自动循环依次输出10个字元，注意观察7段数码管状态的变化。

       4).。选择File | Save  菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。

5). 按O／I按钮，停止电路仿真，然后建立新的电路文件。

  4. 4路2选1数据选择器

1). 按照图2.11.5连接电路。选中数字集成电路工具箱图标，打开数字集成电路工具栏，选择741xx（拖曳到电路编辑区），在打开的列表中选择74157。在指示器件工具栏中连续选择12个逻辑探针，并选中它们，将它们一起旋转270°, 以便于接线。将它们分成3组，左面一组用来指示左路代码的各位，从右向左依次连接到74157的A路代码输入端1A、2A、3A、4A，同时连接到字元发生器的高4位输出；右面一组用来指示右路代码的各位，从右向左依次连接到74157的B路代码输入端1B、2B、3B、4B，同时连接到字元发生器的低4位输出。键控开关在０和＋５Ｖ之间切换，以控制74157在左、右两路代码中选择一路。中间一组用来指示74157的选择输出，从右向左依次连接到74157的选择输出端1Y、2Y、3Y、4Y。

       2). 双击字元发生器图标以展开其面板，在字元编辑区首地址0000写入16进制字A005H（必须在西文输入方式下），其高4位二进制为1010，为代码A；低4位二进制为0101，为代码B。触发方式（Trigger）设置为内触发（Internal），地址编辑区设置：初始地址（Initial）为0000，末地址（Final）为0000，输出频率（Frequency）为1Hz。

3). 启动电路仿真。按单步（Step）或循环（Cycle）钮，用开关的控制键使开关在0和＋5V之间切换，注意观察74157选择输出端4个逻辑探针指示状态的变化，与左、右两路的代码指示相比较。

4). 选择File | Save 菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。保存文档。

5)．停止电路仿真。退出EWB，退出Windows 98 ，关闭计算机系统。

四．实验报告要求

列出各实验电路的逻辑真值表，说明其逻辑功能。

实验十二 时序逻辑电路分析

一. 实验目的

1. 学习利用EWB 对时序逻辑电路进行仿真测试的方法；

2. 了解十进制BCD码计数器和环形计数器的工作状态及逻辑功能；

3. 学习逻辑分析仪的使用方法。

二. 电路及说明

图2.12.1所示的十进制BCD码计数器由4个低电平异步置位JK触发器（JK Flip - Flop With Active Low Asynch Inputs）和7个2输入与门构成，计数器的代码输出直接由4个逻辑探针显示其状态，并经带译码器的7段数码显示器译码显示。计数脉冲由函数发生器提供，计数器的计数脉冲及代码输出还连接到逻辑分析仪的低5位输入端，以显示其波形。

图2.12.2为集成组件7490构成的两级十进制BCD码计数器，方波信号源作为低位的时钟脉冲（即计数脉冲）输入，低位的代码输出QA、QD经与门组合，作为高位的时钟脉冲（即计数脉冲）输入，两个带译码器的7段数码管作译码显示。

图2.12.3 为由8个低电平异步置位D触发器（D Flip - Flop With Active Low Asynch Inputs）构成的环形计数器，当键控开关接地时，计数器预置状态为10000000，接＋5V时，计数器正常计数。8个逻辑探针用来指示计数器的输出状态，方波信号源作为时钟脉冲（即计数脉冲）。

三. 实验步骤

  1. 十进制BCD码计数器

1).在数字集成组件工具栏，选择（拖曳到电路编辑区）4个低电平异步置位JK触发器（JK Flip - Flop With Active Low Asynch Inputs），在逻辑门工具栏选择7个2输入与门，在指示器件工具栏中选择带译码器的7段数码显示器和4个逻辑探针，将它们按照图2.12.1的位置摆放，并连接成十进制BCD码计数器及译码显示电路。

2). 双击函数发生器图标，打开其面板，设置矩形波输出，频率1Hz，占空比50%，幅值5V。计数器的计数脉冲及代码输出还连接到逻辑分析仪的低5位输入端，以显示其波形，从低位至高位由上而下依次排列，双击逻辑分析仪图标，打开其面板，在右下部Clocks per division框设置波形显示的时间轴刻度为1，单击面板下部Clock区的Set按钮，在弹出的Clock Setup对话框中，对波形采集的控制时钟进行设置：时钟模式（Clock mode）为内（Internal），时钟触发沿（Clock edge）为上跳沿有效（Positive），内时钟频率（Internal
Clock rate）为2Hz 。按认可（Accept）钮结束设置。

       3).启动电路仿真，按动开关使其接地，计数器清零，再按一次开关，使其接＋5V，计数器开始计数。注意观察计数器状态的变化及数码管的显示，观测逻辑分析仪显示的计数脉冲及代码输出的波形。

停止电路仿真。点击逻辑分析仪窗口下的水平滚动条，可观察完整的波形。

选择Edit／Copy as Bitmap菜单命令，按住鼠标左键，在逻辑分析仪窗口四周拉出一个矩形，将其复制到剪贴板上，然后，再将其粘贴到电子文档中。

4).选择File | Save 菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。

  2. 集成组件构成的两级十进制BCD码计数器

1).在数字集成组件工具栏，选择（拖曳到电路编辑区）2个十进制计数器7490（Decade counter），在逻辑门工具栏选择1个2输入与门，在指示器件工具栏中选择2个带译码器的7段数码显示器，在电源工具栏选择1个方波信号源，按照图2.12.1连接成两级十进制BCD码计数器及译码显示电路。

2). 方波信号源设置：频率：2Hz，幅值5V，占空比50%

3). 启动电路仿真，注意观察2个数码管的显示，是否符合十进制计数法则。

4).停止电路仿真。选择File | Save 菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。保存文档。

  3. 环形计数器

       1).在数字集成组件工具栏，选择（拖曳到电路编辑区）4个低电平异步置位D触发器（D Flip - Flop With Active Low Asynch Inputs），在指示器件工具栏中选择8个逻辑探针，在电源工具栏选择1个方波信号源和1个直流电压源，将它们按照图2.12.3的位置摆放，并连接成环形计数器。

2). 方波信号源设置：频率：2Hz，幅值5V，占空比50%

3). 启动电路仿真。

将开关接地，使计数器预置状态10000000，再将开关接＋5V，使计数器开始计数。注意观察计数器状态的变化规律，列出计数器的状态表。

4). 选择File | Save 菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。保存文档。

5)．停止电路仿真。退出EWB，退出Windows 98 ，关闭计算机系统。

四. 实验报告要求：

    列出各时序逻辑电路的状态表，绘出其工作波形。

第二部分 附录

附录一 编写电子文档式的实验报告

启动EWB（Electronics Workbench）.。

选择一个支持Windows的OLE功能的字处理软件（推荐使用Microsoft Word，在计算机系统资源配置较低时，也可以选用写字板），与EWB同时运行，将EWB的实验结果（测试数据、观测到的波形及特性曲线等）保存到字处理软件的文档中，该文档可作为电子文档式实验报告的初稿。

  1．在文档中嵌入EWB中建立的实验电路图

在EWB的Edit菜单中选择Copy as Bitmap选项，然后拖曳鼠标左键，在需要的图形（电路图、仪器面板图、展开的仪器面板图如逻辑分析仪等）周围拉出一个矩形框，被选择的部分即被复制到了Windows的粘贴板上，然后，切换到字处理软件窗口，就可以将其粘贴到字处理软件的文档中。

  2．在文档中嵌入波形或曲线

在示波器上观测到的波形和在波特图仪上观测到的幅频、相频特性曲线，都可以在EWB的分析图形窗口（Analysis Graphs）建立相应的图形页，并在其中重现示波器和波特图仪上的波形和曲线， EWB各项分析功能（暂态分析、交流频率分析等），也会在分析图形窗口建立相应的图形页，显示分析的结果。先选择需要的图形页，并参照16-19页的方法设置图形页的各项参数，再按分析图形窗口工具栏中的Copy工具按钮，即可将选中的图形页复制到Windows的粘贴板上，然后，切换到字处理软件窗口，就可以将其粘贴到字处理软件的文档中。

对于示波器上显示的波形，应先将波形调节稳定，具体调节方法可参考13页“示波器的调整”的有关内容，然后，按EWB工具栏上的图形工具，或者选择Analysis｜Display Graphs菜单选项，即可激活分析图形窗口（Analysis Graphs），并在其中新建的示波器页（Oscilloscope）中，再现示波器上的波形。对于暂态时间的波形，因为不能稳定显示（示波器的触发选择设置为Auto），在图形窗口的示波器页（Oscilloscope）中再现时，由于时间的积累，波形会越来越密集，此时，应按下暂停按钮，然后，在密集的波形中，选择需要的时间片断，用鼠标左键拉出一个矩形框，放开手后，选中的区域即可被放大显示。

波特图仪上的幅频和相频特性曲线，首先要正确设置幅频和相频的参数，以使曲线正常显示，然后，按EWB工具栏上的图形工具，或者选择Analysis｜Display Graphs菜单选项，即可激活分析图形窗口（Analysis Graphs），并在其中新建的波特图页（Bode）中，再现扫频仪上的幅频和相频波特图。

      3．根据实验测量数据描绘曲线

       很多软件都具有根据数据生成曲线的功能，但以Microsoft Graph97（或2000）图表最为简便，且易于掌握。Microsoft Graph97（或2000）图表是Microsoft Word 97（或2000）的一个选件，它可以直接由数据生成曲线图表，并可作为一个OLE对象，链结或嵌入到Word 文档中。由Microsoft Graph97（或2000）图表的方法，详见附录二：在电子文档中由数据生成曲线的方法。

在FTP服务器上下载自己在实验中建立的字处理软件的临时文档，经过编辑修改，即可完成电子文档式实验报告。

       完成的电子文档式实验报告可上载到FTP服务器。