EDA仿真技術在電子線路分析中的應用
趙山
（周口師范學院　河南周口　466000）
　
摘　要：強調目前電子工程師們從事電子產品設計時，如何利用EDA技術，使用計算機仿真軟件對電路、信號與系統(tǒng)進行輔助分析，優(yōu)化電路設計，提高開發(fā)產品進程及設計人員的工作效率。并結合實例介紹了Electronics Workbench軟件對實際電子線路進行仿真分析的方法。
關鍵詞：電子設計自動化（EDA）；仿真分析；電子線路；電路
1　引　言
隨著電子技術和計算機技術的飛速發(fā)展，電子線路的設計工作也日益顯得重要。經過人工設計、制作實驗板、調試再修改的多次循環(huán)才定型的傳統(tǒng)產品設計方法必然被計算機輔助設計所取代，因為這種費時費力又費資源的設計調試方法既增加了產品開發(fā)的成本，又受到實驗工作場地及儀器設備的限制。為了克服上述困難，加拿大Interactive Image Technologies公司推出的基于Windows 95／98／NT操作系統(tǒng)的EDA軟件（Electronics Workbench“電子工作臺”，EWB）。他可以將不同類型的電路組合成混合電路進行仿真。EWB是用在計算機上作為電子線路設計模擬和仿真的新的軟件包，是一個具有很高實用價值的計算機輔助設計工具。目前已在電子工程設計等領域得到了廣泛地應用。與目前流行的電路仿真軟件相比較，EWB具有界面直觀、操作方便等優(yōu)點。他改變了有些電路仿真軟件輸入電路采用文本方式的不便之處，該軟件在創(chuàng)建電路、選用元器件的測試儀器等均可以直接從屏幕圖形中選取，而且測試儀器的圖形與實物外形基本相似，從而大大提高了電子設計工作的效率。此外，從另一角度來看，隨著計算機技術和集成電路技術的發(fā)展，現代電子與電工設計，已經步入了電子設計自動化（EDA）的時代，采用虛擬仿真的手段對電子產品進行前期工作的調試，已成為一種發(fā)展的必然趨勢。通過對實際電子線路的仿真分析，從而提高對電路的分析、設計和創(chuàng)新能力。
2　軟件的功能與特點
2．1　軟件仿真分析設計流程
      流程圖如圖1所示。
2．2　軟件的仿真分析特性
EWB軟件最明顯的特點是：仿真手段切合實際，選用元器件、儀器與實際情形非常相近。其元件庫不僅提供了數千種電路元器件供選用，而且還提供了各種元器件的理想值，如對分析精度有特殊的需要，可以選擇具有具體型號的器件模型。作為虛擬的電子工作臺，EWB提供了較為詳細的電路分析手段，不僅可以完成電路的瞬態(tài)分析、穩(wěn)態(tài)分析、時域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析等常規(guī)電路分析方法，而且還提供了離散傅里葉分析、電路零極點分析、交直流靈敏度分析和電路容差分析等共計14種電路分析方法，以幫助設計人員分析置各種故障，如開路、短路和不同程度的漏電等，從而觀察到在不同故障情況條件下的電路工作狀態(tài)。

在進行仿真的同時，還可以存儲測試點的所有數據，列出所有元器件清單，以及存儲測試儀器的工作狀態(tài)、顯示波形和測量數據。EWB的儀器庫存放有7臺儀器可供使用，他們分別是數字多用表、函數發(fā)生器、示波器、波特圖儀、數字信號發(fā)生器、邏輯分析儀和邏輯轉換儀。在連接電路時，儀器圖標方式存在。此外該軟件創(chuàng)建電路圖所需的元器件庫與目前常見的電子線路分析軟件如“SPICE”的元器件庫完全兼容，兩者之間可以互相轉換。同時在該軟件下完成的電路文件，可以直接輸出至常見的印制線路板排版軟件，如PROTEL，ORCAD和TANGO等印制電路板PCB設計軟件，從而大大加快了電子產品的開發(fā)速度，提高了設計人員的工作效率。
3　應用仿真軟件對實際電子線路進行仿真分析舉例
采用EWB虛擬電子工作臺，即通過計算機軟件仿真的方法，對電子線路分析進行模擬，下面以電子線路中設計的一個穩(wěn)壓電源實際電路為例，詳細講述其操作程序，以掌握電路仿真分析的應用方法。
題目和指標：制做串聯型穩(wěn)壓電源，輸出電壓為13 V，最大輸出電流為500 mA，電網電源波動±10％，穩(wěn)壓系數Sr＜0．05。工作溫度為25～40℃。
3．1　編輯電路原理圖
（1）首先在Windows界面下，雙擊EWB圖標進入了主窗口，主窗口中最大的區(qū)域是電路工作區(qū)，在此可對電路原理圖進行編輯和測試。首先，將原理圖中的所
有元器件從器件庫中調出來。方法是在元器件庫欄中單擊包含該器件的圖標，打開該元器件庫。然后從元器件庫中將該元器件拖拽至電路工作區(qū)。如圖2中（穩(wěn)壓電源）要調出5．6 kΩ電阻，單擊工具按鈕Basic，找到Resistor圖標，將他拖拽到窗口工作區(qū)。系統(tǒng)缺省設置為1 k。選中該元件，單擊ComponentProperies銨鈕，對其Value值進行修改。同理可調出電容、三級管等器件。若要元件按照原理圖位置放置，可適當旋轉元器件（選中該器件，按Ctrl＋R）。
（2）導線的連接。將鼠標指向元器件的端點使其出現一個小圓點，按下鼠標左鍵并拖拽出一根導線并指向另一個元器件的端點。連接完成后，導線將自動選擇合