大多數電路設計的關鍵在于能否以最快速度了解電路,它是否正確,以及有何局限性,從而能在進入實驗室制作原型和測試之前優化設計并選擇元器件。LTspice是ADI公司的高性能電路仿真程序,支持繪圖、探查和分析電路設計的性能。LTspice集成了原理圖編輯器、波形查看器和其他高級功能,一旦掌握一些基本命令便可輕松使用。
LTspice包括一個龐大的宏模型庫,其涵蓋了大部分ADI電源管理和信號鏈產品,另外還有一個無源元件庫。LTspice利用專有建模技術實現宏模型,能夠快速準確地提供仿真結果1。這對于開關模式電源設計尤其重要;在這個領域,LTspice的性能優于許多其他仿真工具,支持用戶在最短時間內進行設計迭代。憑借連續仿真,用戶可以通過較小的調整來探索電路的局限性和設計的性能邊界,有助于開發用戶對電路的直覺。
LTspice免費提供給我們的客戶和工程界使用。*不要因為它免費就打退堂鼓,其性能優于市場上的許多仿真解決方案,并且沒有任何專門的限制。您可以放心地創建、封裝、抽象復雜的電路,電路的規模和體系僅受您的計算機資源和時間的限制。
軟件安裝和更新
LTspice軟件運行在Windows和 MacOS X操作系統上。LTspice的可下載安裝文件可點擊文末的“閱讀原文”查看。
為使您的軟件擁有最新模型、軟件和示例,應讓您的LTspice版 本同步。Sync Release命令位于LTspice Tools菜單中(圖1)。
圖1. 欲更新為最新模型、軟件和示例,請從“Tools”菜單中選擇“Sync Release”
使用現有電路
使用新工具時,從頭繪制電路可能是一個令人生畏的任務。與其從一張白紙開始,不如通過探索現有原理圖并在仿真中檢查其性能來熟悉LTspice,這樣會好得多。LTspice原理圖文件以.asc 擴展名保存。LTspice原理圖主要有三個來源:
來自LTspice的演示電路。
隨LTspice一起安裝的典型測試電路。
隨LTspice一起安裝的教學示例。
下載演示電路
如果您對特定解決方案感興趣,請在演示電路部分中瀏覽ADI公司的大量LTspice示例。這些示例也可以在產品和評估板網頁的Tools & Simulations部分中找到。演示電路已由應用工程部門審 查,可為大多數設計提供一個堅實的起點。許多演示電路是基于我們提供的硬件評估板。
欲使用LTspice演示電路,請執行以下操作:
通過產品網頁或在“演示電路”數據庫中搜索器件或應用來查找演示電路。將演示電路.asc文件下載到本地目錄并打開。
圖2. 下載演示電路
如果找不到您感興趣的產品的演示電路,可以使用測試電路作為您設計的起點。
使用測試電路
在LTspice中建模的大多數ADI電源管理和信號鏈產品都有相關的預繪測試電路。這些測試電路由ADI建模團隊用于測試和評估器件的宏模型,它們可作為電路設計的起點。請注意,不宜將測 試電路用于生產。它們未經過工廠應用工程部門的檢查,并且其中許多是示意圖;它們使用理想的無源元件,或者著重于評估宏模型如何處理特定故障狀況。但作為起點,測試電路常常比一張白紙好。
欲打開器件或元件的測試電路文件,請執行以下操作:
打開 LTspice。
選擇File > New Schematic或按 CTRL+N。隨即出現空白原理圖。
選擇Edit > Component或按 F2。隨即出現元件對話框。
圖3. 在文本框中鍵入名稱來搜索您想要的器件
在元件窗口中,查找器件的簡單方法是在文本框中鍵入其名稱。當您輸入內容時,列表中的項目會與之匹配,因而列表會縮短。在列表中看到感興趣的器件并選中后,無效的Open this macromodel’s test fixture button按鈕將變為有效。
單擊Open this macromodel’s test fixture按鈕。隨即出現宏模型測試電路的原理圖。或者,您可以單擊 Okay 以插入模型符號并繪制自己的原理圖。
圖4. 宏模型測試電路原理圖
從教學示例開始
LTspice包含一些教學示例,旨在幫助用戶探索仿真和電路設計。教學示例與LTspice一起安裝,位于C:Program FilesLTCLTspiceXVIIexamplesEducational。
圖5. 教學示例隨LTspice一起安裝
使用原理圖編輯器
LTspice旨在加快原理圖的繪制,但所有原理圖編輯器都有一個學習曲線。對于LTspice,一旦掌握了基本菜單和快捷鍵,就可以很容易地繪制和編輯原理圖。所有原理圖編輯命令和元件都可在Edit菜單下找到,或通過右鍵單擊原理圖背景來使用。
本文不介紹使用原理圖編輯器從頭開始繪制電路的過程,但相關文檔非常完備。
編輯元件屬性
在大多數情況下,右鍵點擊一個對象可修改該對象的屬性。根據電路元件的不同,會出現一個編輯器窗口,您可以在其中更改元件參數。
圖6. 電阻元件參數
電阻、電容、電感、磁珠、二極管、雙極型晶體管、MOSFET晶體管和JFET晶體管電路元件都有相關的模型數據庫可供選擇。可以利用這個豐富的無源元件模型庫來快速構建或修改采用實 際元件的原理圖。如果找不到器件的確切型號,可以改用規格類似的模型,日后再將感興趣的特定器件的模型添加到元件數據庫中。
圖7. 從庫中選擇元件
某些元件具有高級選項。例如,電壓源的基本屬性如圖8所示。
圖8. 電壓源的標準參數
單擊 Advanced 以訪問電壓源的其他參數選項,如圖9所示。
圖9. 電壓源的高級參數選項
輸入單位
在選項字段中輸入參數值時,LTspice遵循標準符號,但有一個例外,其使用MEG(或meg)表示106。LTspice使用大寫的M作為 m 的替補,表示 10–3 (milli)。參見表1。務必小心:輸入1F不是表示1法拉,而是表示1飛法拉(fF)。對于1法拉,只需輸入1。
表1. LTspice中的標準單位前綴
瀏覽原理圖
在原理圖編輯器中,您可以使用鼠標和滾輪平移、放大、縮小原理圖,或使用 View 菜單中的選項。單擊并拖動原理圖可進行平移。按空格鍵可跳回到全屏視圖。
添加仿真命令
針對演示電路、夾具和教學示例文件的仿真命令已有定義,無需額外編輯即可運行仿真。LTspice含有用于瞬態、線性化小信號交流/直流掃描、噪聲、直流工作點和小信號直流轉換函數分 析的仿真命令。
欲插入或編輯仿真命令,請執行以下操作:
從Simulate菜單中選擇Edit Simulation Cmd。隨即出現Edit Simulation Command對話框(圖10)。其中有針對每種分析的選項卡以及相關參數字段。F1幫助文件提供了關于這些不同類型分析的更多信息,通過按F1鍵可訪問。
圖10. 編輯仿真
運行仿真
選擇或繪制原理圖后,從Simulate菜單中選擇Run。這將從原理 圖編輯器中生成一個網表文件,其使用相同的文件名,但擴展名為.net。LTspice仿真此網表。**要查看網表的內容,請從View 菜單中選擇 SPICE Netlist。
查看波形
探查原理圖
執行運行命令之后,要分析電路,您可以使用光標直接探查,或使用Plot Settings中的Add Trace(或Visible Trace)命令。這將使跡線出現在波形查看器中。
要繪制接地基準電壓曲線,請執行以下操作:
將光標放在感興趣的導線或節點上。光標圖像將變為紅色電壓探針。單擊感興趣的導線或節點。顯示的電壓以地為基準。
圖11. 電壓探針光標
圖12. 用電壓探針進行測量
要繪制接地基準電壓曲線,請執行以下操作:
在顯示探針光標的情況下,單擊并按住感興趣的導線或節點,然后將光標拖動到要以其為基準的導線或節點上。探針光標最初為紅色,但是當您將其拖動到基準電壓時,它將變為黑色。
釋放鼠標按鈕。隨即出現差分電壓。
圖13. 差分電壓測量
要繪制電流曲線,請執行以下操作:
繪制雙線連接元件中流過的電流曲線:
將光標移動到元件主體上。
光標圖像將變為電流探針(圖14)。
單擊元件主體。
繪制有兩個以上連接點的元件引腳中的電流曲線:
將光標放在感興趣的引腳上。
光標圖像將變為電流探針。
單擊感興趣的引腳。
圖14. 電流探針光標
圖15. 用電流探針進行測量。
使用波形查看器
放大波形
在波形窗口中,您可以使用鼠標放大波形。要放大到波形窗口的特定區域,請在要放大的區域周圍畫一個框(圖17)。
圖16. 放大波形查看器
圖17. 快速測量
快速測量
如果在感興趣的區域周圍畫一個框并按住鼠標按鈕,框的大小(以x和y為單位)將顯示在波形查看器的左下角。這樣可以進行快速測量。釋放鼠標按鈕之前,請將該框最小化以防止放大。
刪除跡線
要從波形查看器中刪除個別跡線,請右鍵單擊波形查看器頂部上要刪除的跡線標簽,然后選擇Delete this Trace。或者,您可以點擊波形查看器,確保它是活動窗口,然后從Plot Settings菜單中選擇Delete Traces(或按F5鍵)。光標變為剪刀形狀。在波 形查看器的頂部,單擊要刪除的跡線標簽。右鍵單擊或按Esc鍵可結束刪除功能。
如果只想關注某一條跡線,請在原理圖中雙擊相關的導線、節點、元件或引腳,那么所有其他跡線都會從波形查看器中消失。
要探索波形查看器的其他功能,您可以單擊窗口使其處于活動狀態,然后查看Plot Settings菜單中的選項,或者右鍵單擊波形查看器。
其他特性
LTspice還有其他高級仿真功能,包括穩態檢測、導通瞬態響應、階躍響應、效率/功率計算及其他高級分析選項。
有關LTspice的所有一般性問題,請參閱幫助文件(按F1鍵)以了解詳細信息,或訪問眾多在線 LTspice 論壇(例如EngineerZone或眾多LTspice用戶群組,其中提供了可供探索的討論話題、教程和仿真示例。
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原文標題:一文帶你開啟并運行LTspice
文章出處:【微信號:ADI智庫,微信公眾號:ADI智庫】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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