不要沮喪——它是壓縮的
很難創建如圖1所示的更簡單的電路。它只是一個電流源和一個電阻器:
圖1 簡單電路
我們的電路見解告訴我們,我們希望看到一個20mV的峰值波形位于負9V DC偏移上,但我們實際得到的看起來像是無稽之談:
圖2 異常輸出
您在這里看到的是LTspice對原始數據文件的有損壓縮的偽影 - 與JPEG(有損)與.TIFF(無損)圖像沒有什么不同。LTspice默認使用壓縮,所以訣竅是關閉它,看看會發生什么。盡管您可以在模擬器選項(“工具”>“控制面板”>“壓縮”)中執行此操作,但當您重新啟動LTspice時,壓縮設置將重置為默認值。要確保您的原理圖保留壓縮設置,請使用 SPICE 指令'.選項 plotwinsize=0' 以關閉壓縮。現在我們得到了我們所期望的。
圖 3 按預期輸出
精度總是伴隨著權衡,因此在這種情況下,.raw文件的大小從 7kb 膨脹到 72kb。在這種情況下,仿真速度和波形顯示時間相對微不足道,但對于涉及更多仿真,關閉壓縮可能會導致文件.raw非常大,顯示速度很慢,因此請謹慎使用此提示。
重要提示#1:如果出現奇怪的波形,請使用.選項 plotwinsize=0 關閉壓縮。
輕松的FFT
EngineerZone 上有很多關于 FFT(快速傅立葉變換)仿真的問題。這里沒有挑出一個具體的例子,而是另一個簡單的電路來展示一些陷阱。
圖4 另一個簡單電路
LTspice文件:FFT.zip
運行瞬態仿真后,要從繪圖窗格中查看FFT,請單擊查看FFT,>然后選擇V(輸出)并單擊確定。
圖 5 外觀奇怪的 FFT
我們預計在1kHz時會有一個漂亮的尖銳峰值,但峰值很寬,頻譜中有很多混亂。部分問題在于沒有足夠的信息來生成良好的FFT。我們可以將仿真時間從 10ms 增加到 50ms,以便為我們提供更多數據。結果如下圖 6 所示。現在我們有一個更尖銳的峰值,但我們仍然在噪底中有一些擺動,但現在它們看起來比以前更糟。
圖 6 更長的模擬時間
我們可以做的其他事情是通過減少時間步長來增加FFT的數據點數量。右鍵單擊模擬命令并將最大時間步長設置為 10ns。由于保存的數據量增加,模擬將需要更多時間才能完成。
圖 7 調整最大時間步長
現在我們的本底噪聲較低,但仍有一些高頻尖峰。是什么原因造成的?LTspice是否會給我們的純1kHz正弦波信號增加噪聲?
圖 8 帶壓縮的 FFT
到現在為止,你的直覺已經發揮作用,你開始認為這些可能是壓縮偽影。讓我們看看當我們使用 .選項 plotwinsize=0 指令。
圖 9 未壓縮的 FFT
嗯,它看起來更好,但它不是我們期望的純1kHz正弦波。但是,我們的軍械庫中還有一個工具可以提供幫助。默認情況下,LTspice使用單精度計算,但我們可以要求模擬器使用帶有numdgt選項的雙精度數字,將其設置為數字>6。
圖 10 使用雙精度
最后,一個以1kHz為中心的純正弦波,本底噪聲中沒有哈希值!
重要提示#2:如果仍然得到奇怪的波形,請使用.選項 numdgt=15 使用雙精度
結論
分享了一些方便的技巧,以便在我們需要顯示合理波形的準確性時提高仿真的準確性。LTspice會違反物理定律嗎?LTspice為工程師解決了問題,你得到的結果通常足夠接近所有實際目的。
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