活学活用 LTspice 进行电路设计 — 基础操作流程

文章来源
Macnica Engineer

活学活用 LTspice 进行电路设计 — 基础操作流程

《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 LTspice 的软件下载、入门指南、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。

在上篇《活学活用 LTspice 进行电路设计 — 引言篇》中,我们讲解了 LTspice 的下载安装方法,以及它的优势和用途。本文为基础操作流程篇,将以一个简单的电路设计为例,具体说明如何使用 LTspice,以及它的基本操作方法。

电路图设计

本文以 ADI 的 LT3045 (线性稳压器) 为例,如下图 (图1) 所示,对参考数据手册首页的以下电路进行设计,以制作降压电路。

图1 参考电路
图1 参考电路

重新规划电路图

点击 “File > New Schematic“ 后,显示一个空白布局,开始设计电路图。如下图 (图2) 所示: 

图2 创建空白布局
图2 创建空白布局

放置 IC 和组件流程

第一步:点击 “component”,如下图 (图3) 所示:

图3 点击“component”
图3 点击“component”

第二步:输入 "LT3045",选择型号,点击 “OK”,如下图 (图4) 所示:

图4 选择Component符号 (LT3045)
图4 选择 Component 符号 (LT3045)

第三步:从工具栏中选择 Resistor、Capacitor 和 Ground,这几个可以用 Ctrl + R 键进行旋转调整位置,并如下图 (图5) 所示放置:

图5 将组件放入电路设计中
图5 将组件放入电路设计中

第四步:再次点击 “component”,输入 "voltage",并在电路中配置电源压 (Voltage Source),如下图 (图6) 所示:

图6 选择Component符号 (voltage)
图6 选择 Component 符号 (voltage)

第五步:添加 Wire 和 Label,如下图(图7)所示:
1. 从工具栏中选择 Wire 并连接电路;
2. 从工具栏中选择 Label,将输入和输出节点命名为 “IN” 和 “OUT”。

图7 添加Wire和Label
图7 添加 Wire 和 Label 

添加 Label 有以下两个优点:

  • 与 SPICE 内部的节点名称不同,通过查看波形名称 (在仿真结果屏幕上) 时易于理解
  • 相同名称的节点名称具有相同的电位,因此在电路配置复杂的情况下,它们无需布线即可连接

选择元件参数

第一步:右击 R、C 和电源压 (V1)、分别更改数值。通过将鼠标移动到要更改的部分上,并单击鼠标右键来对其进行编辑。如下图(图8)所示:

图8 选择施加电压
图8 选择施加电压

第二步:我们从元件库中选择实际使用的型号,可以通过在参数选择屏幕上选择 “Select Capacitor” 或 “Select Resistor” 来打开元件库。如下图(图9)所示:

图9 选择参数和打开元件库
图9 选择参数和打开元件库

注意事项

LTspice 上的单位标签与国际单位制相同,但请注意下述三点:

  • 关于10^6,使用 MEG (meg) 而不是 M (m),m 代表毫
  • 关于 1 法拉,只需输入 1 而不是 1F
  • 关于表示 10^-6 的 μ,在 LTspice 上输入 “u”

运行模拟电路

按上述步骤,电路图设计即可完成。 接下来,我们按照以下步骤运行模拟:
第一步:在工具栏点击 “Run” 按钮,如下图(图10)所示:

图10 点击“Run”
图10 点击 “Run”

第二步:此时弹出 "Edit Simulation Command" 窗口,在这里设定 "Stop time" (图以 5m 为例),点击 “OK” 后开始运行。如下图 (图11) 所示: 

图11 编辑模拟命令 (Stop time)
图11 编辑模拟命令 (Stop time)

第三步:在弹出的波形查看器单击想观察的部分。确认将输入电压设为 5V、输出电压设为约 3V、输出电流设为约 500mA。运行模拟电路,如下图 (图12) 所示:

图12 运行模拟电路
图12 运行模拟电路

LTspice测试电路功能

按照上述步骤,我们即可在参考数据表首页上制作标准应用示例的电路。另外,LTspice 还有一个很有用的功能 —— 测试电路。

使用 LTspice 测试电路

在 “放置 IC 和组件流程” 的步骤 1 中从 Component 中选择 LT3045 的屏幕。输入部分上方有 “Open this macromodel's test fixture” 按钮,如下图 (图13) 所示,选择一个电路进行测试。

图13 选择测试电路
图13 选择测试电路

 如下图 (图14) 所示,这里会输出预先已搭建好的测试电路。(请注意,有些 IC 可能没有相关的测试电路。)

图14 测试电路时的仿真图
图14 测试电路时的仿真图

有了测试电路,只需单击 “Run” 按钮就能运行仿真,仅通过更改外围元件的参数即可更改条件。

总结

综上所述,ADI LTspice 仿真软件能通过简单的操作进行电路设计,因此也更方便检查电路特性。此外,由于外设常数的参数易变,故 LTspice 是制造电路板前检查特性的最佳工具,并且在模拟精度方面也优于其他工具。欲了解更多技术细节和 LTspice 相关操作,您可以点击下方「联系我们」,提交您的需求,我们骏龙科技公司愿意为您提供更详细的技术解答。

 

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