活学活用 LTspice 进行电路设计 — 引言篇

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Macnica Engineer

活学活用 LTspice 进行电路设计 — 引言篇

《活学活用 LTspice 进行电路设计》系列专辑由多篇文章构成,涵盖了 ADI LTspice 的软件下载、入门指南、以及具体的设计仿真攻略等,引领大家在 LTspice 电路仿真设计中从入门到精通。本文为引言篇,将介绍 LTspice 的下载安装教程,并讲解它的优势及用途。

什么是 LTspice?

由 ADI 免费提供的 LTspice XVII 是一款基于 SPICE 的高性能仿真器,可以处理无限数量的节点。尤其是开关稳压器的仿真,它比使用普通 SPICE 仿真器时速度快得多。 

除了拥有电路、符号编辑器和波形查看器之外,LTspice 还拥有丰富的无源元件库和大约 2000 种 ADI 产品的宏模型,包括稳态检测、启动传输分析和阶跃响应分析。同时,它能够进行效率计算和功率计算等模拟。 

LTspice 的安装方法

要使用 LTspice,我们需要先登陆 ADI 官网将其下载。

LTspice 下载步骤

第一步:打开 ADI 官网,如下图(图1)所示,点击红框 “LTspice” 的图片,即可跳转到下载页面;

图1 在ADI官网点击“LTspice”
图1 在 ADI 官网点击 “LTspice”

第二步: 如下图(图2)所示,根据自身电脑,点击红框相对应的 LTspice 版本进行下载;

图2 下载LTspice
图2 下载 LTspice

第三步: “LTspiceXVII.exe“ 文件将被下载,并安装于您的电脑。

更新 LTspice

LTspice 仿真软件每天都会添加新的 ADI 型号,请定期运行 “Sync Release”,以便及时添加和使用新模型。

更新 LTspice 操作步骤

成功下载 LTspice 后,我们可以通过执行 “Sync Release” 对其进行更新,如下图(图3)所示:

第一步:点击 “Tools > Sync Release”;

第二步:弹出 LTspice XVII 窗口,点击 “OK”。

图3 LTspice更新步骤图
图3 LTspice 更新步骤图

LTspice 的用途

 LTspice 用于学习电路知识

我们能够使用 LTspice 进行模拟各种电路,从而加深自身对电路学习方面的理解。例如:在教科书中,RC 组成的低通滤波器的截止频率公式为:fc = 1/(2πRC),假设低通滤波器的参数为 R=10kΩ、C=0.1uF,则计算可得截止频率约为 159Hz:

fc = 1/(2 x π x 10k x 0.1u) = 159.15Hz

接下来我们使用 LTspice 进行模拟电路,如下图(图4)所示:

图4 模拟电路图
图4 模拟电路图

如上图(图4)所示,截止频率,即增益降低 -3 dB 的频率,使用 LTspice 模拟的测试结果和计算公式可得的截止频率同为 159Hz。由此可见,像这样以波形再次确认理论,能够更好地加深我们的理解,继而巩固电路知识。

LTspice 用于验证电路设计

通过 LTspice 对使用 ADI 产品设计的电路进行仿真,我们还能提前确认和验证设计是否可行。如下图(图5)所示:

图5 电路仿真图
图5 电路仿真图

上图(图5)中的 LT8614 是一款能够提供 4A 输出的同步降压型稳压器,它支持 3.4V ~ 42V 的宽输入电压范围。 在上述仿真电路和结果中,我们可以确认在 12V 输入以及 3.3V / 4A 输出为 2MHz 时,能得到较佳的调节。

总结

通过了解 LTspice 仿真软件的用途,我们能够使用 LTspice 进行仿真,从而确认相应结果。然而,由于模拟中使用的模型有每个参数的标准值,所以无法确保模拟过程和实物呈现同样的结果。但如果我们充分了解LTspice 的特点,并正确发挥 LTspice 丰富的功能,一定能够大幅提高自身工作效率。 在下一篇《活学活用LTspice进行电路设计 — 基础操作流程》一文中,将会对 ADI LTspice 进一步解析。

 

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