使用LTspice进行基本电路仿真

LTSpice是一款多功能、精确和自由的电路模拟器，适用于Windows和Mac。在本文中，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(你应该熟悉模拟电路的概念，才能从这篇文章中获得最大的收获)

入门

要获得LTSpice可执行文件的副本，请访问线性技术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(这将创建一个新的草稿):

从这里你可以开始放置和编辑组件，但首先让我们来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大部分，或者在“编辑”和“查看”菜单中也可以找到，如果你愿意的话。如果您在使用LTSpice时遇到了困难，可以在帮助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。以下是一些用于创建原理图的热键列表:

r：放置电阻

C：放置电容器

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然后单击组件)

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(选择组件时)

CTRL + E:镜像(当选择组件时)

注意，CTRL+Z不能撤消;相反,Ctrl + Z.和Ctrl + B.分别用于放大和缩小。紧迫的空间是“缩放以适应”，这大小你的观看区域很好。现在我们开始放置组件，并模拟一个简单的运放求和放大器。新闻F2要访问组件菜单，那就是您将找到电压源和OP-AMP型号的位置。检查下面的屏幕截图，以查看弹出组件窗口（以及已完成的电路原理图）。您将要输入“opamps”子文件夹，并找到名为“uposencyopamp2”的组件：

把它放在原理图上的任何地方。接下来，您需要重新打开组件菜单，并从组件菜单的顶层放置总共五个电压源(放置第一个后使用复制热键可以节省时间)。其中三个应该在运算放大器的左边，两个在右边。我发现通常最好是在编辑值之前放置所有的组件和连接线，所以你也想放置三个电阻器在一个配置如下所示。请注意,您的电路应始终有一个地面符号，否则它将不起作用。如果你想旋转一个组件，记得按下Ctrl + R.而将它:

接下来，您将想要通过按下将所有内容连接在一起F3画线。一旦你在两个组件之间画了一条线，右击结束你的绘制。关于导线，点击一次将锚定导线到你点击的点，并允许你改变方向(按住CTRL同时按下)F3要放置不正确角度的电线），您可以直接通过多个组件绘制电线以快速连接它们。您还需要为每个电源和正面OP-AMP端子放置一个地面。此时可能注意到的东西是OP-AMP上的+ V和-V端子和上述两个电压源上的两个电压源没有连接它们的电线。按下F4(标签网)，您可以给特定的电线或端口一个名称。给两个对象取相同的名字将它们连接起来，就像在两者之间有一根电线，这是减少混乱的好方法(以及在实际模拟后指定您感兴趣的探测位置)。继续使用这个功能，将运算放大器的端子连接到最右边的两个电压源。

现在是时候给组件一些值了。通过右键单击任何组件，您可以编辑其属性。你会发现电阻器将是相当直接的，与盒子的阻值，公差和功率额定值。您输入的值只需要用字母来指定数量级(所以您不必在每个数字后面都写上“欧姆”)，需要注意的是，这一点很重要在LTSpice中，“m”和“m”表示“milli”，而你用“MEG”(或者1000k之类的词)来表示“mega-ohms/farads/henries/etc”。在我给出的例子中，所有四个电阻的值都是1k，所以输入每一个。这比填写一份然后复制要慢一些，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一些事情。

您不应该在Op-AMP的属性中更改任何内容，但查看它们会给您一丝Ltspice更高级功能。至于电压源，对于此电路，您需要简单地输入DC值。我的示例的输入电压为2,3和7伏，因此我们期望在我们模拟时倒置-12V的输出。将电源电压设置为+15和-15。

在我们开始模拟之前，最后一件事:您可能已经注意到，我使用net标签来指定“SUM”和“OUTPUT”。您可以这样做，使选择跟踪更容易，但记住，“SUM”实际上应该在0V左右。

模拟我们的求和电路

一旦你像上面的截图一样设置好了电路，你就可以开始你的第一个模拟了。LTSpice能够进行几种类型的模拟，但今天我们只介绍两种:.tran和.AC，它分别代表瞬态和交流扫描分析。根据自己的经验，这些是最常用的两种模拟形式，并加入一些有价值的信息。打开“模拟”菜单并转到“编辑仿真CMD”。这里有几个标签，但这一次我们只需要使用瞬态部分。用一些合理的值填写它（我选择了5秒的停止时间和0.2的时间。点击确定，您现在可以将最终组件包含到包含仿真参数;把它放在你喜欢的地方。之后，右键单击原理图并点击“运行”，或在“模拟”菜单中将其按。您应该看到一个图形填充LTSPICE窗口的一半，但它还没有任何东西：

为了看看电路输出，您需要选择要查看的电路的哪些部分。您可以通过两种方式进行其中一种：

1. 右键单击黑色图形并点击“添加跟踪”，然后选择要显示的网。
2. (更简单)点击你想要看到轨迹的电路部分。单击导线以查看电压，或单击元件以获取电流(在本例中我们不需要)。

继续，点击V1、V2和V3上面的导线，再点击“OUT”标签(如果没有添加标签，也可以点击导线)。这是四条直线，每条都用不同的颜色。您将看到输出是-12V如预期。

交流扫描和滤波仿真

恭喜你!您已经在LTSpice中模拟了第一个电路。这是非常基本的，但你应该足够熟悉的界面，现在你可以继续下去，而不是太迷失。关于模拟痕迹的几点注意事项:

• 如果您想绘制相对于地面以外的东西的信号，则可以右键单击电路上的节点并点击“标记引用”。直到您将地面设置为参考，所有您都会制作电路的绘图将相对于该点。
• 您可以通过用探头单击电路的一部分并拖动到第二（负）节点来查看差分电压。
• 如果你想看到导线的电流，按住ALT键点击它。这样做的一个组件将显示你的部分的瞬时功率。
• 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。

现在让我们来看另一个例子。这次我们将模拟一个中心频率约为50MHz的带通LC滤波器。下面是新电路的截图:

这个原理图上有一些新东西，我们会一一讲解的。继续，放置两个电阻来代表源和负载的值，并放下一个电容和电感，如图所示，所有使用列出的值。注意，电压源现在的值为“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。在这里，您将看到信号类型的各种选项，但现在不需要使用它们中的任何一种。选择“无”单选按钮，在“小信号交流分析”区域的“交流振幅”框中设置12的值，点击确定。

现在我们要设置一个交流扫描，这将为过滤器输入一系列频率，并允许我们看到预期的电压衰减。为此，请转至模拟 - >编辑仿真CMD，然后选择“AC分析”选项卡。您应该尝试使用这些设置，以了解它如何影响输出 - 特别是，增加或减少每个八度的点数对输出信号的形状有显着影响。目前，选择类似于下面所示的内容：

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

伟大的。既然你已经看到了模拟显示你的带通电路正在运行，你可能希望看到峰值表示的衰减和频率的值。为此，您需要将光标添加到绘图 - 通过右键单击输出跟踪的名称（对我来说，它是蓝色v（n002）），在弹出窗口中选择“第1”从“附加光标”下拉下来并点击确定。您可以通过迹线拖动此措施，以便在各种频率下识别衰减，阶段和延迟的值。准确评估跟踪的峰值可能很难，因此您需要放大。您可以使用缩放Ctrl + Z.和与Ctrl + B.，也可以在峰顶周围的黑色背景上点击拖动放大;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的频率下产生了1.40dB的衰减。

闭幕词

您现在应该拥有足够的了解LTSPICE接口来模拟各种电路。LTSPICE具有比单一文章所涵盖的更多功能;在下一期间，我们将超过一些更高级的功能，包括其他波形，.model文件，不同的组件值和行为电压源。如果您有任何疑问，请发表评论。

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