LTspice基本电路仿真

LTSpice是一个通用的、精确的、免费的电路模拟器，适用于Windows和Mac。在这篇文章中，我们将概述交流和直流仿真，以及如何分析输出信号。

推荐的水平

初学者(您应该熟悉模拟电路的概念，以最大限度地利用本文)

开始

要获得LTSpice可执行文件的副本，请访问Linear Technology设计工具下载页面在这里．安装并运行该程序后，您将看到如下所示的屏幕。为了真正开始绘制原理图，你需要点击文件菜单上的红色小“LT”图标(这会创建一个新的草图):

从这里可以开始放置和编辑组件，但首先让我们看看一些键盘快捷键。你可以在电路窗口上方的工具栏上找到其中的大部分，或者在“编辑”和“查看”菜单中找到，如果你愿意的话。如果您在使用LTSpice时遇到了困难，可以在Help菜单中找到一组非常全面的资源，包括关于使用的更多示例。下面是一些用于创建示意图的热键列表:

接待员:地方电阻

C:地方电容器

李:地方电感器

D:地方二极管

旅客:地方地面

F2:组件菜单

F3:画线

F4:标签净

F5:删除(按F5然后点击组件)

F6:复制

F7:移动没有电线

F8:与电线拖/移动

F9:撤销(shift + F9重做)

CTRL + R:旋转(当组件被选中时)

CTRL + E:镜像(选择组件时)

注意，CTRL+Z不会撤销;相反,CTRL + Z和CTRL + B分别用于放大和缩小。紧迫的空间是“缩放到适合”，它可以很好地调整你的观看区域。现在我们将开始放置元件并模拟一个简单的运放和放大器。新闻F2进入元件菜单，在那里你会找到电压源和运放模型。查看下面的截图，查看弹出组件窗口(和完成的电路原理图)。你需要进入“Opamps”子文件夹，找到名为“UniversalOpamp2”的组件:

把它放在原理图上的任何地方。接下来，您将希望重新打开组件菜单，并从组件菜单的顶层放置总共5个电压源(放置第一个电压源后，您可以使用复制热键来节省时间)。其中三个应该在运算放大器的左边，两个在右边。我发现，通常最好在编辑值之前放置所有组件和连接电线，所以你也想要在一个配置中放置三个电阻，就像下面再次显示的一个。请注意,你的电路应该总是有一个接地符号，否则它将无法运作。如果您想旋转一个组件，请记住按CTRL + R而将它:

接下来，您将希望通过按将所有内容连接在一起F3画线。一旦在两个组件之间画好了线，右击结束绘图。关于导线，点击一次将把导线锚定到你点击的点，并允许你改变方向(按住CTRL同时按下)F3放置不是直角的电线)，您可以直接通过多个组件绘制电线，以快速连接它们。您还需要为每一个电源和正运放终端放置一个接地。在这一点上，你可能已经注意到的是，在运算放大器和上述原理图中的两个电压源上的+V和-V端子没有电线连接它们。按F4(标签网)，您可以给特定的线路或端口一个名称。给两个对象赋予相同的名称，就像在两者之间有一条线一样将它们连接起来，这是减少混乱的好方法(以及在实际模拟时指定您感兴趣的探测位置)。继续使用这个功能，将运算放大器的终端连接到最右边的两个电压源。

现在是给组件赋值的时候了。通过右键单击任何组件，您可以编辑其属性。你会发现电阻将是相当直接的，与盒子的电阻值，公差和功率额定值。您输入的值只需要字母来指定数量级(所以您不必在每个数字后面都写“欧姆”)，注意这一点很重要在LTSpice中，“m”和“m”的意思是“毫米”，而你用“MEG”(或类似1000k的东西)来指定兆欧姆/法拉/亨利/等等。在我给出的例子中，所有四个电阻的值都是1k，所以输入每个电阻的值。这比填写和复制要慢一些，但在将来，在编辑组件之前放置电路将有助于确保你不会忘记事情。

您不需要更改运算放大器的任何属性，但是查看它们将提示您LTSpice的一些更高级的特性。至于电压源，对于这个电路，你只需要输入直流值。我的例子有2、3和7伏的输入电压，所以我们应该期望在模拟时反向输出为-12V。将电源电压设置为+15和-15。

在我们开始模拟之前，还有最后一件事:您可能已经注意到，我使用网络标签来指定“SUM”和“OUTPUT”。您可以这样做，以使选择轨迹更容易，但请记住，“SUM”实际上应该在0V左右。

模拟求和电路

一旦你像上面截图一样设置好了电路，你就可以开始你的第一次模拟了。LTSpice能够进行多种类型的模拟，但今天我们只讨论两种:.tran和.AC，分别代表瞬态和交流扫描分析。根据我自己的经验，这是两种最常用的模拟形式，并获得了一些有价值的信息。打开“模拟”菜单，进入“编辑模拟Cmd”。这里有几个选项卡，但这次我们只需要使用Transient部分。用一些合理的值填充它(我选择了停止时间为5s，时间步长为0.2)。点击确定，你现在就有了最后一个组件要放置，它包含模拟参数;把它放在你喜欢的任何地方。之后，右键单击原理图并点击“运行”，或者在模拟菜单中按下它。你应该会看到一个图填满了LTSpice窗口的一半，但是里面还没有任何东西:

为了查看电路输出，您需要选择您想查看的电路部分。你可以用以下两种方法之一:

1. 右键单击黑色图形并点击“添加轨迹”，然后选择你想要显示的网络。
2. (更简单)点击电路中你想要看到的痕迹的部分。点击电线可以看到电压，或者点击组件可以得到电流(在这个例子中我们不需要)。

继续并单击V1、V2和V3上面的导线，并再次单击“OUT”标签(或如果您没有添加标签的导线)。这将画出四条直线，每一条都用不同的颜色。您将看到输出为预期的-12V。

交流扫描与滤波仿真

恭喜你!您已经在LTSpice中模拟了第一个电路。这是非常基本的，但您现在应该对界面足够熟悉，这样您就可以继续下去而不会太迷失。关于模拟轨迹的几点注意事项:

• 如果您曾经想要绘制信号相对于地面以外的东西，您可以右键单击电路上的一个节点，并点击“标记参考”。在你再次把地面作为参考点之前，你绘制的所有线路图都是相对于那个点的。
• 您可以通过用探针单击电路的一部分并拖动到第二个(负)节点来查看差分电压。
• 如果您想看到导线中的电流，请按住ALT键单击它。对一个组件这样做将显示出该部件的瞬时功率。
• 删除跟踪可以通过在输出窗口顶部右键单击它的名称，或者按F5并单击它来完成。

现在让我们看另一个例子。这次我们将模拟一个中心频率约为50MHz的带通LC滤波器。看看下面的新线路截图:

这个示意图上有一些新东西，但我们会看一看。继续向前，放置两个电阻代表源和负载值，并放下一个电容和电感，如图所示，所有使用列出的值。注意，电压源的值现在是AC 12;为了做到这一点，当你去设置你的电压源的值，点击“高级”按钮。这里您将看到各种信号类型的选项，但您现在不需要使用它们中的任何一个。选择“无”单选按钮，并在“小信号交流分析”部分的“交流振幅”框中设置值为12，然后点击确定。

现在我们要设置一个交流扫描，它将输入一个频率范围到滤波器，让我们看到预期的电压衰减。为了做到这一点，去模拟->编辑模拟Cmd，并选择“AC分析”选项卡。您应该对这些设置进行实验，看看它如何影响您的输出——特别是，增加或减少每个八度音阶的点数将对输出信号的形状产生显著影响。现在，选择如下所示的内容:

一旦放置了模拟命令，就该检查一些跟踪了。点击“运行”，探测电压源输出处和滤波器后的电压。你应该会看到这样一个图:

太好了。现在，您已经看到了模拟显示您的带通电路正在工作，您可能想要确切地看到衰减值和频率峰值代表什么。为了做到这一点，您需要向绘图添加一个光标——通过右键单击输出跟踪的名称(对我来说，它是蓝色V(n002))，并在弹出框中，从“附加光标”下拉菜单中选择“1st”并单击OK。你可以拖过这个轨迹来查看不同频率下的衰减、相位和延迟值。获得跟踪峰值的准确评估可能是困难的，所以您需要放大。你可以通过使用放大CTRL + Z和与CTRL + B，也可以点击并拖拽黑色背景上的峰值，以放大;这样你就可以更准确地放置光标了。这样做，我看到电路在50.3MHz的频率下产生1.40dB的衰减。

闭幕词

现在您应该对LTSpice接口有了足够的了解，可以模拟各种电路。LTSpice提供的特性比一篇文章所能介绍的多得多;在下一期中，我们将介绍一些更高级的特性，包括其他波形、. model文件、变化分量值和行为电压源。如果你有任何问题，请在下面评论。

下一篇文章:中间LTSpice