大多數(shù)電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是了解電路、正確性和局限性的速度，以便在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行原型設(shè)計(jì)和測(cè)試之前完善設(shè)計(jì)并選擇組件。LTspice是ADI公司的高性能電路仿真程序，允許您起草、探測(cè)和分析電路設(shè)計(jì)的性能。LTspice包含一個(gè)集成的原理圖編輯器、波形查看器和高級(jí)功能，一旦您學(xué)習(xí)了一些基本命令，這些功能就很容易使用。

LTspice包括一個(gè)廣泛的宏模型庫(kù)，涵蓋ADI公司的大多數(shù)電源管理和信號(hào)鏈產(chǎn)品，以及一個(gè)無(wú)源元件庫(kù)。LTspice為其宏模型使用專有的建模技術(shù)，從而產(chǎn)生快速、準(zhǔn)確的仿真結(jié)果。1這對(duì)于開關(guān)模式電源設(shè)計(jì)尤其重要，LTspice在該領(lǐng)域優(yōu)于許多其他仿真工具，使您能夠在最短的時(shí)間內(nèi)迭代設(shè)計(jì)。通過(guò)連續(xù)仿真，您可以通過(guò)細(xì)微的調(diào)整來(lái)探索設(shè)計(jì)的電路限制和性能邊界，從而有助于培養(yǎng)電路直覺(jué)。

LTspice免費(fèi)提供給我們的客戶和工程界。 不要讓它的免費(fèi)狀態(tài)勸阻你;它優(yōu)于市場(chǎng)上的許多仿真解決方案，并且不受任何任意限制的束縛。因此，您可以創(chuàng)建、封裝和抽象復(fù)雜的電路，并確信電路大小和層次結(jié)構(gòu)僅受計(jì)算機(jī)資源和時(shí)間的限制。

軟件安裝和更新

LTspice軟件在Windows和Mac OS X操作系統(tǒng)上運(yùn)行。LTspice的可下載安裝文件可在 analog.com/LTspice 獲得。

為了使您的軟件與最新型號(hào)、軟件和示例保持更新，同步LTspice版本非常重要。同步釋放位于LTspice工具菜單下（圖1）。

圖1.要使用最新型號(hào)、軟件和示例進(jìn)行更新，請(qǐng)從“工具”菜單中選擇“同步發(fā)布”。

使用現(xiàn)有線路

使用新工具時(shí)，從頭開始繪制電路可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。與其從零開始，不如通過(guò)探索現(xiàn)有原理圖并在仿真中查看其性能來(lái)熟悉LTspice。LTspice原理圖文件以.asc擴(kuò)展名保存。LTspice原理圖有三個(gè)主要來(lái)源：

LTspice提供的演示電路。

安裝LTspice的測(cè)試夾具。

使用LTspice安裝的教育示例。

下載演示電路

如果您對(duì)特定解決方案感興趣，請(qǐng)?jiān)谘菔倦娐凡糠植榭碅DI公司收集的大量LTspice示例。這些示例也可以通過(guò)工具和模擬下的產(chǎn)品和評(píng)估板網(wǎng)頁(yè)找到。演示電路由應(yīng)用工程部門審查，為大多數(shù)設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的起點(diǎn)。許多基于可用的硬件評(píng)估板。

要使用LTspice演示電路：

通過(guò)產(chǎn)品網(wǎng)頁(yè)或在演示電路數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索器件或應(yīng)用來(lái)查找演示電路。將演示電路 .asc 文件下載到本地目錄并打開它。

圖2.下載演示電路。

如果您找不到您感興趣的產(chǎn)品的演示電路，有一個(gè)測(cè)試夾具可以作為您設(shè)計(jì)的起點(diǎn)。

拿起測(cè)試夾具

ADI公司采用LTspice建模的大多數(shù)電源管理和信號(hào)鏈產(chǎn)品都提供相關(guān)的預(yù)起草測(cè)試夾具。ADI建模團(tuán)隊(duì)使用這些測(cè)試夾具（稱為夾具）來(lái)測(cè)試和評(píng)估器件宏模型，并作為繪圖起點(diǎn)提供。請(qǐng)注意，不建議將測(cè)試夾具用于生產(chǎn)用途。它們不一定經(jīng)過(guò)工廠應(yīng)用工程師的審查，許多都經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化;他們使用理想的無(wú)源元件，或者專注于評(píng)估宏模型如何處理特定的故障條件。然而，作為起點(diǎn)，測(cè)試夾具通常比白板更好。

要打開設(shè)備或組件的夾具文件：

打開LTspice。

選擇“新建原理圖>文件”或按 CTRL + N。將出現(xiàn)一個(gè)空白原理圖。

選擇“編輯>組件”或按 F2。將出現(xiàn)組件對(duì)話框。

圖3.通過(guò)在文本字段中鍵入設(shè)備名稱來(lái)搜索所需的設(shè)備。

在組件窗口中，查找設(shè)備的最簡(jiǎn)單方法是在文本框中鍵入其名稱。該列表的大小會(huì)隨著您鍵入而減小，并經(jīng)過(guò)篩選以匹配您的輸入。在列表中看到感興趣的設(shè)備后，選擇它，非活動(dòng)狀態(tài)的“打開此宏模型的測(cè)試夾具”按鈕將變?yōu)榛顒?dòng)狀態(tài)。

單擊“打開此宏模型的測(cè)試夾具”按鈕。此時(shí)將顯示宏模型測(cè)試夾具的示意圖。或者，您可以單擊“確定”插入模型符號(hào)并繪制自己的原理圖。

圖4.宏模型測(cè)試夾具示意圖。

從教育示例開始

LTspice包括旨在幫助您探索仿真和電路設(shè)計(jì)的教學(xué)示例。教育示例與LTspice一起安裝，位于C：Program FilesLTCLTspiceXVIIexamplesEducational。

圖5.教育示例與LTspice一起安裝。

使用原理圖編輯器

LTspice旨在加快原理圖繪制，但所有原理圖編輯器都有一個(gè)學(xué)習(xí)曲線。使用LTspice，一旦您學(xué)習(xí)了基本菜單和快捷鍵，就很容易起草和編輯原理圖。所有原理圖編輯命令和元件都可以在“編輯”菜單下或通過(guò)右鍵單擊原理圖背景來(lái)使用。

此處不涉及使用原理圖編輯器從頭開始繪制電路，但有很好的文檔記錄。可用的教學(xué)視頻是學(xué)習(xí)在LTspice中從頭開始繪制電路的基礎(chǔ)知識(shí)的好方法，本文末尾的“其他資源”部分列出了一些視頻。

編輯組件屬性

在大多數(shù)情況下，要修改對(duì)象的屬性，請(qǐng)右鍵單擊該對(duì)象。根據(jù)電路元件的不同，將出現(xiàn)一個(gè)編輯器窗口，您可以在其中更改元件參數(shù)。

圖6.電阻元件參數(shù)。

電阻器、電容器、電感器、磁珠、二極管、雙極晶體管、MOSFET 晶體管和 JFET 晶體管電路元件都有一個(gè)相關(guān)的模型數(shù)據(jù)庫(kù)供您選擇。可以利用這個(gè)廣泛的無(wú)源元件模型庫(kù)，使用實(shí)際元件快速構(gòu)建或修改原理圖。如果找不到設(shè)備的確切型號(hào)，則可以改用類似指定的型號(hào)，稍后將感興趣的特定設(shè)備的型號(hào)添加到組件數(shù)據(jù)庫(kù)中。

圖7.從庫(kù)中選擇一個(gè)元件。

某些組件具有高級(jí)選項(xiàng)。例如，電壓源的基本屬性如圖8所示。

圖8.電壓源的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。

單擊“高級(jí)”訪問(wèn)電壓源的其他參數(shù)選項(xiàng)，如圖9所示。

圖9.電壓源的高級(jí)參數(shù)選項(xiàng)。

輸入單位

當(dāng)您在選項(xiàng)字段中輸入?yún)?shù)值時(shí)，LTspice遵循標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)，但使用MEG（或meg）指定106.大寫字母M被LTspice用作m的替代品，代表10–3（毫）。見表1。鍵入 1F 表示 1 法拉時(shí)要小心，因?yàn)樗e(cuò)誤地表示 1 飛法。對(duì)于 1 法拉，只需輸入 1。

導(dǎo)航原理圖

要導(dǎo)航原理圖編輯器，請(qǐng)使用鼠標(biāo)和滾輪平移、放大和縮小原理圖，或使用視圖菜單下的選項(xiàng)。單擊并拖動(dòng)原理圖進(jìn)行平移。按空格鍵跳回全屏視圖。

添加模擬命令

演示電路、夾具和教育示例文件的仿真命令已經(jīng)定義，因此您無(wú)需額外編輯即可運(yùn)行仿真。LTspice 包括用于瞬態(tài)、線性化小信號(hào)交流、直流掃描、噪聲、直流工作點(diǎn)和小信號(hào)直流傳遞函數(shù)分析的仿真命令。

要插入或編輯模擬命令：

從“模擬”菜單中選擇“編輯模擬 Cmd”。將出現(xiàn)“編輯模擬命令”對(duì)話框（圖 10）。它包括每個(gè)分析的選項(xiàng)卡和關(guān)聯(lián)參數(shù)的字段。有關(guān)這些不同類型的分析的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱 F1 幫助文件，可通過(guò)按 F1 訪問(wèn)該文件。

圖 10.編輯模擬。

運(yùn)行模擬

選擇或草擬原理圖后，從“模擬”菜單中選擇“運(yùn)行”。這將從原理圖編輯器生成一個(gè)網(wǎng)表文件，使用相同的文件名，但擴(kuò)展名為 .net。LTspice模擬此網(wǎng)表。 要查看網(wǎng)表的內(nèi)容，請(qǐng)從“視圖”菜單中選擇“SPICE 網(wǎng)表”。

查看波形

探測(cè)原理圖

要分析電路，在執(zhí)行 run 命令后，可以使用光標(biāo)直接探測(cè)原理圖，或使用繪圖設(shè)置下的“添加跡線”（或“可見跡線”）命令。這會(huì)導(dǎo)致軌跡出現(xiàn)在波形查看器中。

繪制以地為參考電壓的圖：

將光標(biāo)放在感興趣的導(dǎo)線或節(jié)點(diǎn)上。光標(biāo)圖像將變?yōu)榧t色電壓探頭。單擊感興趣的導(dǎo)線或節(jié)點(diǎn)。顯示的電壓以地為基準(zhǔn)。

圖 11.電壓探頭光標(biāo)。

圖 12.用電壓探頭測(cè)量。

繪制差分電壓圖：

顯示探測(cè)光標(biāo)后，單擊并按住感興趣的導(dǎo)線或節(jié)點(diǎn)，然后將光標(biāo)拖動(dòng)到要引用的導(dǎo)線或節(jié)點(diǎn)上。最初，探頭光標(biāo)將為紅色，但當(dāng)您拖動(dòng)到參考電壓時(shí)，它將變?yōu)楹谏?/p>

松開鼠標(biāo)按鈕。將出現(xiàn)差分電壓。

圖 13.差分電壓測(cè)量。

繪制電流

要繪制通過(guò)具有雙線連接的元件的電流圖：

將光標(biāo)移到組件主體上。

光標(biāo)圖像將變?yōu)殡娏魈筋^（圖14）。

單擊組件的主體。

要將電流繪制到具有兩個(gè)以上連接點(diǎn)的元件引腳中：

將光標(biāo)放在感興趣的引腳上。

光標(biāo)圖像將更改為當(dāng)前探測(cè)器。

圖 14.當(dāng)前探測(cè)光標(biāo)。

圖 15.使用電流探頭進(jìn)行測(cè)量。

導(dǎo)航波形查看器

放形

在波形窗口中，您可以使用鼠標(biāo)放大。要放形窗口的特定區(qū)域，請(qǐng)?jiān)谝糯蟮膮^(qū)域周圍拖動(dòng)一個(gè)框（圖 17）。

圖 16.放形查看器。

進(jìn)行快速測(cè)量

如果在感興趣區(qū)域周圍繪制一個(gè)框并按住鼠標(biāo)按鈕，則框的大小（以 x 和 y 為單位）將顯示在波形查看器的左下角。這樣可以實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量。在釋放鼠標(biāo)按鈕之前最小化框以防止放大。

圖 17.快速測(cè)量。

刪除跟蹤

要從波形查看器中刪除單個(gè)跡線，請(qǐng)右鍵單擊波形查看器頂部要?jiǎng)h除的跡線標(biāo)簽，然后選擇“刪除此跡線”。或者，您可以單擊波形查看器以確保它是活動(dòng)窗口，然后從“打印設(shè)置”菜單中選擇“刪除跡線”（或按 F5）。光標(biāo)變?yōu)榧舻秷D像。在波形查看器的頂部，單擊要?jiǎng)h除的任何跡線的標(biāo)簽。右鍵單擊或按 Esc 鍵結(jié)束刪除功能。

如果只想聚焦在一條跡線上，請(qǐng)雙擊導(dǎo)線、節(jié)點(diǎn)、元件或引腳，波形查看器中的所有其他跡線都將被刪除。

您可以通過(guò)單擊窗口使其處于活動(dòng)狀態(tài)并查看“繪圖設(shè)置”菜單下的選項(xiàng)或右鍵單擊波形查看器來(lái)探索波形查看器的其他功能。

附加功能

LTspice還具有其他高級(jí)仿真功能，包括穩(wěn)態(tài)檢測(cè)、導(dǎo)通瞬態(tài)響應(yīng)、階躍響應(yīng)、效率/功耗計(jì)算和其他高級(jí)分析選項(xiàng)。

審核編輯：郭婷