LTspice电子线路模拟教程.doc

《LTspice电子线路模拟教程.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LTspice电子线路模拟教程.doc（30页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、P SPICE- 电子线路模拟 LTspice IV 教程.16. 07 2009 郭督于德国.1 目录1.简介2. 安装3. 练习例子Astable Multivibrator“ 6 3.1. 打开线路图3.2.信号分部3.3. Lschen von Signalverlufen im Ergebnis-Bildschirm 10 3.4. Andere Farbe fr eine Ergebniskurve 10 3.5. nderung der Simulationszeit 11 3.6. nderung des dargestellten Spannungs- oder Stromb

2、ereichs 13 3.7. Cursor-Einsatz 15 3.7.1. Verwendung eines Cursors 15 3.7.1. Verwendung eines zweiten Cursors 15 3.8. Differenzmessungen 16 3.9. Strom-Messungen 17 3.10. nderung von Bauteilwerten 18 4. RC-Tiefpass als erstes eigenes Projekt 19 4.1. Zeichnen des Stromlaufplans mit dem Editor 19 4.2. Z

3、uweisung neuer Bauteilwerte 20 4.3. Untersuchung von einmaligen Vorgngen 21 4.3.1. Die Sprungantwort 21 4.3.2. Ein- und Ausschaltvorgang 23 4.3.3. Die Impulsantwort 24 4.4. Periodische Signale am Eingang 27 4.4.1. Sinussignal mitf= 1591 Hz 27 4.4.2. Rechtecksignal mitf= 1691 Hz 28 4.4.3. Dreiecksign

4、al mitf= 1691 Hz 29 4.5. AC-Sweep zur Ermittlung des Frequenzganges 30 5. FFT (= Fast Fourier Transformation) 32 6. Zweites Projekt: Gleichrichtung 34 6.1. Einpuls-Gleichrichter ohne Trafo 34 6.2. Eine wichtige Sache: Erstellung eines SPICE-Modells und eines Symbols fr einen Transformator 35 6.2.1.

5、Erstellung des SPICE-Modells fr einen Transformator mit zwei 35 Wicklungen 6.2.2. Erzeugung eines passenden Symbols fr den Transformator 36 6.3. Einpuls-Gleichrichter mit Trafo 38 6.4. Verwendung der Diode 1N4007 in der Gleichrichterschaltung 39 6.5. Zweipuls-Gleichrichter mit Trafo 41 7. Drittes Pr

6、ojekt: Drehstrom 43 7.1. Programmierung eines Drehstromsystems 43 7.2. Drehstrom-Gleichrichterbrcke ( Lichtmaschine im Auto) 44 8. Viertes Projekt: Darstellung von Bauteil-Kennlinien 46 8.1. Ohmscher Widerstand 46 8.2. Diode 47 8.3. NPN-Transistor 48 8.4. N-Kanal-Sperrschicht-FET 50 2 9. Fnftes Proj

7、ekt: Schaltungen mit Transistoren 51 9.1. Einstufiger Verstrker 51 9.1.1. Ansteuerung mit einem Sinus-Signal 51 9.1 .2. Simulation des Frequenzganges (AC-Sweep“) 53 9.2. Zweistufiger gegengekoppelter Breitbandverstrker 54 9.2.1. Pflichtenheff 54 9.2.2. Simulations-Schaltung und Simulations-Vorgaben

8、55 9.2.3. Simulation in der Time Domain (= im Zeitbereich) 55 9.2.4. DC-Bias (= Gleichstrom-Analyse) 56 9.2.5. AC-Sweep (= Frequenzgang von 1 Hz bis 200 MHz) 58 9.3. Der Parameter-Sweep 59 10. Sechstes Projekt: OPV-Schaltungen 61 10.1. Einstieg: Umkehrender Verstrker 61 10.2. Einsatz eines SPICE-Mod

9、ells als Subcircuit“ aus dem Internet 63 10.2.1. Breitband-Gainblock fr 1 kHz bis 30 MHz mit 0PA355 63 10.2.2. Simulation mit dem erstellten 0PA355-Subcircuit-Modell 63 10.3. Verwendung von Labels 66 11. Siebtes Projekt: DC-DC-Konverter 68 11.1. Bereitstellung des Power-MOSFETs IRFZ44N“ 68 11.2. Der

10、 Step-Up-Konverter ( = Aufwrtswandler) 70 11.3. Der Flyback-Konverter ( = Sperrwandler) 72 11.4. Der Step-Down -Konverter ( = Abwrtswandler) 74 12. Achtes Projekt: Phasenanschnitt-Steuerung mit Thyristor 76 12.1. Das eingesetzte Thyristor-Modell 76 12.2. Schalten von Ohmschen Lasten 77 12.3. Schalte

11、n von induktiven Lasten 78 12.4. Zndung des Thyristors ber einen Gate-Transformator 79 13. Neuntes Projekt: Echos auf Leitungen 80 13.1. Leitungen - nurzwei Drhte? 80 13.2. Echos 82 13.3. Simulation des vorigen Rechenbeispiels mit LTSpice 84 13.4. Leerlauf oder Kurzschluss als Last am Kabelende 87 1

12、3.5. Verwendung von Kabel mit Verlusten (Beispiel: RG58 1 50Q) 89 13.5.1. Wie simuliere ich RG58-Kabel? 89 13.5.2. Simulation der Kabeldmpfung bei 100MHz 90 13.5.3. Speisung der RG58-Leitung mit einer Pulsspannung 93 13.5.4. Ein Kurzschluss am Ende der RG58-Leitung 94 14. Zehntes Projekt: S-Paramete

13、r 95 14.1. Jetzt nochmals Echos, aber mit System 95 14.3. Praxisbeispiel: 110MHz Tschebyschef Tiefpassfilter (LPF) 98 15. Elftes Projekt: Double Balanced Mixer (= Ringmodulator) 102 15.1. Etwas Grundlagen und Informationen 102 15.2. Standardschaltung des Ringmodulators 103 15.3. Die erforderlichen b

14、ertrager 104 15.4. Simulation des DBM-Verhaltens 105 3 16. Zwlftes Projekt: Digitale Schaltungssimulation 106 16.1. Was man vorher wissen sollte 106 16.2. Einfacher Anfang: die Umkehrstufe ( NOT oder Inverter) 107 16.3. Der AND-Baustein 108 16.4. Das D-Flipflop 109 16.5. Dreistufiger Frequenzteiler

15、mit D-Flipflops 110 17. Dreizehntes Projekt: Rausch-Simulation 111 17.1. Etwas Grundlagen 111 17.1.1. Rauschen“ -woher kommt das? 111 17.1.2. Weitere Rauschquellen 113 17.1.3. Rauschtemperatur und Noise Figure eines Twoports 114 17.2. Simulation der Spektralen Rauschleistungs-Dichte 114 17.3. Simula

16、tion der Noise Figure in dB 117 4 1.简介 这个软件是由LINEAR公司提供的免费模拟软件,目前最新版本4,LTspice IV 操作简单,入门容易.许多设计公司都喜欢用它.凌力尔特公司 (Linear Technology Corporation) 推出 LTspice IV ，这是其免费 SPICE 电路仿真软件 LTspice/SwitcherCADIII所做的一次重大更新。LTspice IV 具有专为提升现有多内核处理器的利用率而设计的多线程求解器。另外，该软件还内置了新型 SPARSE 矩阵求解器，这种求解器采用汇编语言，旨在接近现用 FPU (浮

17、点处理单元) 的理论浮点计算限值。当采用四核处理器时，LTspice IV 可将大中型电路的仿真速度提高 3 倍。 对于 SPICE 仿真器而言，并行处理是一项长期存在的挑战。LTspice IV 运用了专有的方法，这些方法实现了任务的高效并行处理，如果运行单线程任务将只需短短 5us 时间便可完成。 LTspice IV 还拥有集成电路图捕获和波形观测功能。虽然它与开关模式电源设计配合使用 (它与 1000 多款开关模式稳压器和控制器一起交付)，但 LTspice IV 并不是一种 SMPS 专用型 SPICE 程序，而是一款通用型 SPICE，内置新型 spice 元件，因此其速度之快足以

18、满足 SMPS 交互式仿真的要求。LTspice IV 不受元件或节点数目的人为限制。 LTspice IV 的工作性能优于目前其他市面上供应的SPICE 程序。2. 安装没有比这更简单了:下载之后 ()点击, *LTspiec.exe 即可.3. 第一个练习点击文件打开子目录 Examples“ 然后选下一个子目录 Educational“选择文件(= astable.asc“).- 出现该图在锤子旁边有一小人.单击它便开始运行模拟出显下图,上半部是输出图画区.这时候还是空的.你也可通过点击Windows 的窗口来改B变排列新的排列如下:3.2 如果你想知电路中的某点对地的电压波型.只要把鼠

19、标移放在该点上,这时候鼠标变成一电测笔.点一下即可得出该点的电压波形图了.很简单吧.你再测Q1和Q2 的基极和集电极的电压就有下图.有三种方式:1:在线路里每个节点自动编号.它在NETLIST 里.你可点VIEW下的SPICE NETLIST.有下图.这就是以上电路的网表.每个元件一行,起点和终点和数值.2: 你可把光标放在你要测的点,当它变为电笔时你可从左下角读出节点.3:当你想看的图相太多时图窗各色的曲线太多这时,你可多开几个窗口.把光标放到黑底图表上,不是电路图.点鼠标.右键可出现一菜单.选Add Plot Pane.可开新的一窗口.当鼠标对曲线图或电路图点左键时该窗边变为深蓝色.如果你

20、按F5光标变剪刀.你可剪掉你不要的东西.要去掉剪刀可按键盘上的.ESC 键.或右键.3.4曲线颜色可变.先点曲线Vn005名.用右键!.Trace Color 里颜色即可.3.5. 改变模拟时间.这句表明从零开始到场25毫秒结束. 起始值一般为零.下图为Q2集电极电压从零到50毫秒.点放大镜可选你要从什么时间开始到什么时候为止,放大.下图是从30 到.35毫秒.点叉为恢复.3.6. 细看电流,电压的曲线1:用放大镜.看.下边.2 b ) Switch from Autorange to Manual Limits.设纵向为0 到1.5V2.1 把鼠标放在左边纵轴点右键出现一菜单见上图.把Aut

21、oranging钩去掉用.选.Manual limits.你可对水平和垂直轴给你要的单位.垂直轴变了.0到.1.5V.3.8. 求曲线上的值.你可点曲线名.出现虚白交叉线.中点为所求的值.你还可再你可点曲线名选第二条虚白交叉线从俩虚白交叉线可看出数据的差异.3.8一般来说压是对地.如果你想知某元件两端的电压差该如何呢.设一参考点.先点小人.然后在电路图的.空白处点右键.找黑白电笔.Set probe reference.也可从VIEW找.按键盘上ESC可去黑白电笔.3.8. Current MeasurementsMake the circuit diagram window active.(

22、.by a left mouseclick on it.) and move the cursor exactly over the component of which you want to know the current. The cursor changes to a current sensor and with a left mouseclick on the component you will see the trace current displayed in the waveform viewer.Example:Current in resistor R1 (Colle

23、ctor resistor of the left transistor, Q2):3.9. Changing Component ValuesNow we want to repeat the simulation with different component values. Let every capacitor be C = 1000pF and both base resistors of the transistors R3 = R4 = 221( .Close the Waveform Viewer (if it is open) and activate the schema

24、tic window. For each component place the cursor exactly on its value field (the cursor will change to an I beam) and right click with the mouse. A dialogue box will appear so you can modify the value. Close each change with OK.This is the new circuit to be simulated.and this should be the simulation

25、 result after selecting the collector of Q2 to view the trace:Use the zoom function or modify the simulation time to see the details or to measure the new oscillation frequency.4. 我的第一个.RC-低通模拟任务. + 是转动元件.90度.大手是移动元件.选电压源.,铅笔为画线用.点C可给予数据.我们给以10 nF对电源,你看你是在时间域里还是在频率域里模拟.在此基础上定数值.我们的RC电路是想.在时间域对电压响应.O

26、K完后,把长方行.tran 2ms贴到线路图的电压源下.现在我们设计电压源的参数.理想下电压从零到1V 用.右键点电压源选好ADVANCED在0秒为零伏到.1纳秒电压升到达1伏.OK 完把长方行PWL()贴电压源傍.按下小人即可你想有个开关过程不是吗，没问题,我们再回到ADVANCED里的.P去.0 0 (Null Volt beim Startpunkt)1n 1 (1 Volt nach einer Nanosekunde)加设置1m 1 毫秒后还是)1.000001m0 (毫秒后的纳秒回到零.)4.3.3. Die Impulsantwort 脉冲响应在一未知系统输入一迪拉克脉冲加入Po

27、int.0 Im 1,000001 m 10000001,OOlOOlm 10000001,001002m 0 4.4. 正弦周期信号输入. 设有一.Sinus signal f= 1591 Hz 模拟后有下图案 绿色信号为70%的.兰色信号并且.相移45%.4.5 方波信号输入.选择并选参数如下Von = 1 Volt (= 电压最大.) Tdelay =0 (= 脉冲上升延迟) Trise = 1 纳秒钟 (=脉冲上升 ) Tfall = 1 N纳秒钟(=脉冲下降) Ton = 295,6 微秒钟 (=脉冲宽度.) Tperiod = 591,3 (= 周期.) Ncycles 不动. (= Zahl der Zyklen, wenn ein Burstsignal erzeugt werden soll) 这是方波的语法PULSE(O 1 DIn In 295.6u 591.3u) 模拟后有下图案 4.4.3. 三角波信号.f= 1691 Hz 我们把上升295.6微和下降时间295.6微秒钟.都变大. 脉冲宽变为极小1纳 就有三角波了.