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1、电路的暂态过程在实际工程中的应用实例。1. 汽车点火系统?汽车点火电路时给予RLC电路暂态响应的原理工作的。在点火电路中，通过开关的动作 使电感线圈中产生一个快速变化的电流，电感线圈通常称作点火线圈，点火线圈有两个串联 的磁耦合线圈着称，又称为自耦合变压器，其中与电池相连的线圈称作初级线圈，与火花塞 相连的线圈成为次级线圈。初级线圈上电流的快速变化通过磁耦合（互感）使次级线圈上产 生一个高电压，其峰值可达到2040kV,这一高压将在火花塞的间隙间产生一个电火花，从 而 点 燃 气 缸 中 的 油 气 混 合 物 。 如 图 所 示 ， 此 为 简 化 电 路2. 文氏桥和运放构成的正弦波振荡器
2、?文氏桥正弦波振荡器是一种经典式RC振荡器，它在低频范围内有着广泛的用途。在新器 件不断出现的今天,从理论和实践上再来探讨它,对其发展和应用是有益的。1 理论分析?文 氏桥正弦波振荡器的基本形式如图1所示，它有反馈网络和放大器两部分组成。在大连水产 学院学报第 8 卷用晶体管构成放大器时需要二级，而采用新型器件集成运算放大器，只需要 一级，用一个运放就可以满足正反馈的要求。选频网络?在文氏桥振荡器中，反馈网络由选频 网络承担。它的主要作用是只让单一频率满足振荡条件，以产生单一频率正弦波。选频网络 由两个电阻Rl、RZ和两个电容器C,、cZ构成,其联接形式可以有图2所示的三种形式图丨 文氏桥振荡
3、器的组成图2选频网络的3种联接形式通常为了方便，使Rl -RZ1十SCR?sC R,C、一 CZ Co ?文氏桥正弦波振荡器主要用于测量、遥控、通信、自动控制、热处理和超声波电焊等加3. 二阶低通滤波器?任何高阶滤波器都可由一阶和二阶滤波器级联而成。对于N阶为偶数的高阶滤波器，可 以由N/2节二阶滤波器级联而成；而N为奇数的高阶滤波器可以由(N-1)/2节二阶滤波器和 一节一阶滤波器级联而成，因此一阶滤波器和二阶滤波器是高阶滤波器的基础。可是难度也 会越加困难。?一个理想的滤波器应该有一个完全平坦的通带，例如在通带内没有增益或者衰减，?并 且在通带之外所有频率都被完全衰减掉，另外，通带外的转换
4、在极小的频率范围完成。实际 上，并不存在理想的带通滤波器。滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉， 尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。这通常称为滤波器的滚降现 象，并且使用每十倍频的衰减幅度dB来表示。通常，滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄 越好，这样滤波器的性能就与设计更加接近。然而，随着滚降范围越来越小，通带就变得不 再平坦开始出现“波纹”。这种现象在通带的边缘处尤其明显，这种效应称为吉布斯现象。?除了电子学和信号处理领域之外，带通滤波器应用的一个例子是在大气科学领域，很常 见的例子是使用带通滤波器过滤最近3到10天时间范围内的天气数据，这样在数据域中就
5、只保留了作为扰动的气旋。在频带较低的剪切频率f1和较高的剪切频率f2之间是共振频率， 这里滤波器的增益最大，滤波器的带宽就是f2和f1之间的差值。？ 二阶低通滤波器“经过全桥整流”，显然是想得到直流电压。经过二阶低通滤波器目的是滤 波，使得到的直流电压更平直，更理想。否则输出是像你说的海浪形。不是要得到有效值。 直流的有效值即使它本身。正弦信号的有效值要用单片机之类的处理器采样计算才能得到电子设计自动化技术及其影响1. Muitisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于 板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述 语言
6、输入方式，具有丰富的仿真分析能力。2. iCircuit是一款电路仿真设计程序。其先进的模拟引擎可以处理模拟和数字电路，并提 供强大的实时分析的功能。3. PCB抄板软件，是利用逆向反工程技术来提取电路板的PCB文件，然后根据pcb文件逆 向原理图文件，BOM文件。从而达到完整的反向克隆出一套一模一样的电路板4. PowerPCB与PowerLogic系列软件是由美国Men tor Graphics公司主推的电路设计自动 化软件，也是目前在电子工程领域内使用最广泛、性能最优秀的EDA软件之一。EDA工具软件可大致可分为芯片设计辅助软件、可编程芯片辅助设计软件、系统设计辅助软 件等三类。目前进入
7、我国并具有广泛影响的EDA软件是系统设计辅助类软件和可编程芯片辅助设计软 件：Pro tel、Alt ium Designer、PSPICE、mul tisim12（原 EWB 的最新版本）、OrCAD、PCAD、 LSIIogic、MicroSim、ISE、modelsim、Mat lab等等。这些工具都有较强的功能，一般可用 于几个方面,例如很多软件都可以进行电路设计与仿真，同时还可以进行PCB自动布局布线， 可输出多种网表文件与第三方软件接口。下面按主要功能或主要应用场合，分为电路设计与仿真工具、PCB设计软件、IC设计软件、 PLD设计工具及其它EDA软件，进行简单介绍。电子电路设计与
8、仿真工具 电子电路设计与仿真工具包括 SPICE/PSPICE；multiSIM7；Matlab；SystemView；MMICAD LiveWire、Edison、Tina Pro Bright Spark等。下面简单介绍前三个软件。 SPICE （Simula tion Program wi th Int egra ted Circui t Emphasis）:是由美国加州大学 推出的电路分析仿真软件，是20世纪80年代世界上应用最广的电路设计软件，1998年被 定为美国国家标准。1984年，美国MicroSim公司推出了基于SPICE的微机版PSPICE（Personal-SPICE）。
9、现在用得较多的是，可以说在同类产品中，它是功能最为强大的模拟 和数字电路混合仿真EDA软件，在国内普遍使用。最新推出了版本。它可以进行各种各样的 电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一窗口内 同时显示模拟与数字的仿真结果。无论对哪种器件哪些电路进行仿真，都可以得到精确的仿 真结果，并可以自行建立元器件及元器件库。 multiSIM （EWB 的最新版本）软件：是 Interactive Image Technologies Ltd在 20 世纪 末推出的电路仿真软件。其最新版本为mul ti SIM13,目前普遍使用的是mul tiSIM2001，相 对于其
10、它EDA软件，它具有更加形象直观的人机交互界面，特别是其仪器仪表库中的各仪器 仪表与操作真实实验中的实际仪器仪表完全没有两样，但它对模数电路的混合仿真功能却毫 不逊色，几乎能够100%地仿真出真实电路的结果，并且它在仪器仪表库中还提供了万用表、 信号发生器、瓦特表、双踪示波器（对于multiSIM7还具有四踪示波器）、波特仪（相当实 际中的扫频仪）、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真度分析仪、频谱分析仪、 网络分析仪和电压表及电流表等仪器仪表。还提供了我们日常常见的各种建模精确的元器 件，比如电阻、电容、电感、三极管、二极管、继电器、可控硅、数码管等等。模拟集成电 路方面有各种运算放大
11、器、其他常用集成电路。数字电路方面有74系列集成电路、4000系 列集成电路、等等还支持自制元器件o Mul ti SIM7还具有I -V分析仪（相当于真实环境中的 晶体管特性图示仪）和Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器和动态逻辑 平笔等。同时它还能进行VHDL仿真和Verilog HDL仿真。 MATLAB产品族：它们的一大特性是有众多的面向具体应用的工具箱和仿真块，包含了完 整的函数集用来对图像信号处理、控制系统设计、神经网络等特殊应用进行分析和设计。它 具有数据采集、报告生成和MATLAB语言编程产生独立C/C+代码等功能MATLAB产品族具 有下列功能
12、：数据分析；数值和符号计算、工程与科学绘图；控制系统设计；数字图像信号 处理；财务工程；建模、仿真、原型开发；应用开发；图形用户界面设计等。MATLAB产品 族被广泛应用于信号与图像处理、控制系统设计、通讯系统仿真等诸多领域。开放式的结构 使MATLAB产品族很容易针对特定的需求进行扩充，从而在不断深化对问题的认识同时，提 高自身的竞争力。PCB设计软件PCB （Prin ted-Circui t Board）设计软件种类很多，如 Pro tel、Al tium Designer、OrCAD、 Viewlogic、PowerPCB、Cadence PSD、MentorGraphices 的 E
13、xpedition PCB、Zuken CadStart、 Winboard/Windraf t/lvex-SPICE、PCB S tudio、TANGO、PCBWizard （与 LiveWire 配套的 PCB 制作软件包）、ultiBOARD7 （与multiSIM2001配套的PCB制作软件包）等等。目前在我国用得最多当属Pro tel，下面仅对此软件作一介绍。Pro tel是PROTEL （现为Alt ium）公司在20世纪80年代末推出的CAD工具，是PCB设计者 的首选软件。它较早在国内使用，普及率最高，在很多的大、中专院校的电路专业还专门开 设Pro tel课程，几乎所在的电路
14、公司都要用到它。早期的Pro tel主要作为印刷板自动布线 工具使用，其最新版本为Alt ium Designer 10，现在普遍使用的是Protel99SE，它是个完 整的全方位电路设计系统，包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层 印刷电路板设计（包含印刷电路板自动布局布线），可编程逻辑器件设计、图表生成、电路 表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server （客户/服务体系结构），同时还兼 容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。使用多层印制线路板的自 动布线，可实现高密度PCB的100%布通率。Pro tel软件功能强大（同
15、时具有电路仿真功能 和PLD开发功能）、界面友好、使用方便，但它最具代表性的是电路设计和PCB设计。IC设计软件IC设计工具很多，其中按市场所占份额排行为Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。这 三家都是ASIC设计领域相当有名的软件供应商。其它公司的软件相对来说使用者较少。中 国华大公司也提供ASIC设计软件（熊猫2000）；另外近来出名的Avanti公司，是原来在 Cadence的几个华人工程师创立的,他们的设计工具可以全面和Cadence公司的工具相抗衡, 非常适用于深亚微米的IC设计。下面按用途对IC设计软件作一些介绍。 设计输入工具这是任何一种 EDA 软
16、件必须具备的基本功能。像 Cadence 的 composer，viewlogic 的 viewdraw，硬件描述语言VHDL、Verilog HDL是主要设计语言，许多设计输入工具都支持 HDL （比如说mul tiSIM等）。另外像Ac tive-HDL和其它的设计输入方法，包括原理和状态机 输入方法，设计FPGA/CPLD的工具大都可作为IC设计的输入手段，如Xilinx、Alt era等公 司提供的开发工具Modelsim FPGA等。 设计仿真工作我们使用EDA工具的一个最大好处是可以验证设计是否正确，几乎每个公司的EDA产品都有 仿真工具。Verilog-XL、NC-verilog 用于 Verilog 仿真，Leapfrog 用于 VHDL 仿真，Analog Artist用于模拟电路仿真oViewlogic的仿真器有:viewsim门级电路仿真器,speedwaveVHDL 仿真器，VCS-v
