LTspice/SwitcherCAD

[Phantomas]

SPICE-симулятор для проведения компьютерного моделирования работы аналоговых и цифровых электрических цепей.

LTspice (он же SwitcherCAD) представляет собой универсальную среду для проектирования и создания электрических схем с интегрированным симулятором смешанного моделирования. Программа позволяет быстро менять компоненты и параметры электронных схем, испытывать работоспособность новых вариантов, находить оптимальные решения. Возможна загрузка списка соединений, сгенерированного другими инструментами для рисования схем или созданного вручную (расширения *.sp, *.cir, *.net или *.but). От аналогичных программ (Microcap, OrCAD) рассматриваемое ПО отличается малым объемом необходимого дискового пространства и более высокой скоростью моделирования процессов.

LTspice содержит полную библиотеку компонентов компании Linear Technology Corporation (пассивные элементы и интегральные схемы, включая редкие модели импульсных контроллеров и регуляторов). Поскольку программа использует стандартные SPICE-модели электронных деталей, к имеющейся базе можно добавлять библиотеки сторонних производителей, а также создавать свои собственные модели. Редактор имеет иерархическую структуру, рисование электронных цепей средней и большой сложности выполняется с помощью создания подсхем. Глубина иерархии и размер схемы ограничиваются только ресурсами компьютера.

Данный симулятор позволяет проводить:
• амплитудно-частотный анализ, при этом необходимо установить количество точек данных между линиями, тип шкалы, нижнюю и верхнюю частоты;
• анализ переходных процессов;
• спектральный анализ, который возможен лишь после исследования переходных процессов;
• анализ гармоник, включающий вычисление уровней и общего коэффициента гармонических искажений в процентах;
• спектральный анализ шумовых характеристик в выбранной точке схемы, а также шумовые характеристики, приведенные к входу.

Кроме этого в LTspice можно построить семейство амплитудно-частотных характеристик при пошаговом изменении номинала выбранного элемента. Результаты всех моделирований отображаются в графическом окне, при этом существует возможность их дальнейшего анализа.

В отличие от других программ LTspice способен записывать в wav-файл сигнал из любой точки цепи. Частота дискретизации и количество разрядов устанавливаются пользователем, а полученный файл может редактироваться в специализированной программе. Данные из файлов с расширением *.wav, помимо внутренних источников, генерируемых программой, могут являться входными сигналами рабочих схем.

Для проектирования печатных плат предусмотрено построение списка соединений с функцией упорядочивания следования имен выводов. Из недостатков LTspice необходимо отметить довольно ограниченное количество библиотек элементов.

Программный комплекс LTspice разработан в компании Linear Technology. Организация была основана в 1981 году и базируется в городе Милпитас (Калифорния, США). Компания проектирует, производит и продает линейные интегральные микросхемы – источники и регуляторы напряжения, компараторы, усилители, линейные регуляторы, зарядные устройства батарей, монолитные фильтры, Ethernet-контроллеры, конвертеры DC-DC и данных. Ее продукция используются в мобильных телефонах, сетевых решениях, ноутбуках и настольных компьютерах, устройствах контроля безопасности, медицинских устройствах, автомобильной электронике, системах спутниковой навигации и управления производственными процессами.

Дистрибутив программы включает в себя готовые примеры схем и руководство пользователя.

Язык интерфейса LTspice – английский.

Рассматриваемое ПО регулярно обновляется и поддерживает все операционные системы семейства Microsoft Windows.

Распространение программы: бесплатная

Официальный сайт LTspice/SwitcherCAD: https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators.html#

Форматы файлов LTspice: ASC

P.S. Для LTspice XVII: архив надо распаковать и заменить папку находящуюся по адресу Мои документы\LTspice XVII\lib папкой из архива. Оригинальную папку lib желательно сохранить.
Для LTspice IV: архив надо распаковать и заменить папку находящуюся по адресу ..\LTspice IV\lib . Оригинальную папку lib желательно сохранить.

Краткое руководство на русском языке: http://valvolodin.narod.ru/articles/LTspice.pdf

Краткий видео урок по основным моментам использования программы:

Экспресс урок LTspiceIV.mp4

Посмотреть и скачать с Яндекс Диска

disk.yandex.ru

 

[Sagittarius]

Для работы с моделями усилителей обычно нужен один упрощённый пакет директив:
;ac oct 1000 1 500meg. Этой директивой проверяем АФЧХ усилителя и режимы работы его транзисторов по переменному и постоянному току кликами на точках/линиях для получения данных об изменении напряжения на них с изменением частоты, а также наблюдения вклада каскадов в общее усиление.
.OPTIONS plotwinsize=0
.OPTIONS numdgt=7 Эти две директивы повышают точность вычислений.
.four 20kHz 20 v(1)
.four 20kHz 20 v(2)
.four 20kHz 20 v(n...) Эти директивы позволяют видеть общие искажения усилителя и вклад отдельных каскадов отмеченных контрольными точками(1,2,3...) по значению Кг на их входах.
ЛТС понимает только первую букву после цифрового значения: m или n, а вторая и далее ему безразлична, поэтому уточнять, что речь идёт о миллисекундах ms ему не надо. А вот мегомы он без подсказок не понимает, надо уточнять тремя буквами: meg.

Частота генератора сигнала настраивается на 20 кГц.
На этой частоте лучше проявляются все типы искажений, а глубина ООС уменьшается. Если получен низкий Кг/Кими для частот 20 кГц и 19+20 кГц с наихудшей глубиной ООС, можно быть уверенным, что на других частотах искажений будет меньше. Это правило безоговорочно годится для распространённых усилителей с горизонтальной АЧХ, как с ООС, так и без неё, а вот в УК, УЗ и УВ усиления на НЧ требуется больше, глубина ООС на НЧ падает и необходима дополнительная проверка на частотах 20 и 19+20 Гц.

Пакет
;ac oct 1000 1 500meg
.OPTIONS plotwinsize=0
.OPTIONS numdgt=7
.four 20kHz 20 v(1)
.four 20kHz 20 v(2)
.four 20kHz 20 v(n...)
можно скопировать и вставить в модель ЛТС через меню редактирования:

 

[Phantomas]

.tran 0 5m 1m 5n
;ac oct 20 1 100meg
.four 20kHz 20 v(1)
.four 20kHz 20 v(2)
.OPTIONS plotwinsize=0
.OPTIONS numdgt=7

Это то что я в большинстве случаев использую. Иногда приходится корректировать тут: .tran 0 5m 1m 5n Если графики невменяемые получаются.

 

[Sagittarius]

Шаг расчёта 5 нс излишне мелкий, 50 - 100 нс вполне подходит и даёт те же результаты. А вот полное время расчёта и время сохранения расчёта в рав-файл нужно сделать побольше на случай проверки усилителей с разделительными конденсаторами на входе, меж каскадами и в ООС, а также с плохими интеграторами с малой тау.

 

[Sagittarius]

Скомпилированные библиотеки
Вверху списка транзисторов и диодов расположены наиболее адекватные и часто применяемые модели от Корделла, где-то в середине списка - модели советских транзисторов (подозреваю, их мог написать Агеев - от него можно ждать чего угодно ). В разделе ОУ есть несколько не входящих в стандартный пакет моделей, ещё не всё систематизировано. Хуже всего с полевиками: я сбросил все модели полевиков в один файл, теперь ЛТС ругается на множественные определения, а я подчищаю совпадения. Полевики можно заменить своими.

 

[Phantomas]

Шаг расчёта 5 нс излишне мелкий, 50 - 100 нс вполне подходит и даёт те же результаты. А вот полное время расчёта и время сохранения расчёта в рав-файл нужно сделать побольше на случай проверки усилителей с разделительными конденсаторами на входе, меж каскадами и в ООС, а также с плохими интеграторами с малой тау.

Да, так и есть в общем случае. В моем случае этого было достаточно. А вообще там сразу видно, мало или много, надо просто понимать куда смотреть . Правило такое, если есть сомнения, ставь больше время расчета от начала записи в файл и делай меньше шаг, правда и время расчета увеличивается.... Меньше шаг - меньше "страшных" артефактов справа на мегагерцах

 

[Phantomas]

Скомпилированные библиотеки
Вверху списка транзисторов и диодов расположены наиболее адекватные и часто применяемые модели от Корделла, где-то в середине списка - модели советских транзисторов (подозреваю, их мог написать Агеев - от него можно ждать чего угодно ). В разделе ОУ есть несколько не входящих в стандартный пакет моделей, ещё не всё систематизировано. Хуже всего с полевиками: я сбросил все модели полевиков в один файл, теперь ЛТС ругается на множественные определения, а я подчищаю совпадения. Полевики можно заменить своими.

Что то у меня ссылка не работает :-\
А библиотеки я сам отсортирую. В LTspice IV в папке с библиотеками лежала программка на питоне для автоматического слияния библиотек, но там ошибка в ней. У себя я исправил ее и теперь автоматическое слияние делаю.

 

[Sagittarius]

Ссылку щас подправил.

 

[Sagittarius]

Вот, например, как можно снять семейство АЧХ с живого усилителя из-под ООС:

Обозначено несколько точек:
а - на выходе элемента сравнения Е1 с Ку=1 выделяется дифференциальное напряжение меж входами первого дифкаскада.
b - на выходе элемента сравнения Е2 с Ку=1 выделяется дифференциальное выходное напряжение первого дифкаскада / входное напряжение второго каскада УН.
c - выходное напряжение УН.
d - выходное напряжение ВК.

Получается вот такое семейство АЧХ:

Отношение b/a даёт АЧХ входного дифкаскада,
отношение c/b - АЧХ выходного каскада УН,
отношение d/c(ф) - АЧХ ВК,
отношение d/а - АЧХ усиления холостого хода, до введения ООС.

 

[Sagittarius]

я исправил ее и теперь автоматическое слияние делаю.

Вот я тоже нарвался на неисправную прогу, которая ничего не сортирует. Поделись своей?

 

[Phantomas]

FAQ: Как пользоваться скриптом объединения библиотек standard-merge.py

В пакете программ LTspice IV поставляется скрипт объединения библиотек standard-merge.py, но в нем содержится несколько ошибок и он фактически не работает, во вложении можно скачать исправленную версию.
Перед использованием скрипта standard-merge.py надо установить пакет интерпретатора языка Python версии 2 скачать отсюда:
https://www.python.org/downloads/. Обратите внимание Python версии 3 со скриптом не работает!

1. Переименовать оригинальный файл standard.(bjt|dio|jft|mos) в standard.(bjt|dio|jft|mos).0 - то есть дописываем в конце точку и нолик.
2. Кладем в папку файлы с моделями и называем их standard.(bjt|dio|jft|mos).{1,2,3,4,...} для примера файлы с биполярными транзисторами называем standard.bjt.1 следующий файл standard.bjt.2 и так далее.
3. Если вы добавляете библиотеки например только MOSFET транзисторов, то временно переименуйте остальные библиотеки standard.(bjt|dio|jft|mos) например добавив 1 перед названием файла. Иначе будут созданы пустые файлы библиотек standard.(bjt|dio|jft|mos) с размером 1 Кб , а оригинальные будут переименованы в standard.(bjt|dio|jft|mos).bak . (Исправить проблему легко. Удалите файлы с размером 1 Кб и переименуйте standard.(bjt|dio|jft|mos).bak в standard.(bjt|dio|jft|mos) )
3. Запускаем скрипт standard-merge.py . Он обрабатывает ваши файлы (объединяет в один файл и удаляет дубликаты) и создает файл с именем standard.(bjt|dio|jft|mos) .

Обратите внимание, что если у вас есть одинаковые модели в старых и новых библиотеках, то в итоговый файл будет сохранена модель из новой библиотеки т.е. из той что имеет номер 1, 2, 3.... и т.д. Преимуществом обладает библиотека с большим номером.

P.S. Скрипт standard-merge.py будет работать и с библиотеками LTspice XVII, но имейте ввиду, что библиотеки с какими работает программа LTspice XVII находятся в папке Мои Документы\LTspiceXVII\lib
P.P.S. Так как скрипт довольно примитивный, он не может учесть всех факторов, поэтому перед его использованием всегда сохраняйте копию папки \cmp

 

[Sagittarius]

Виктор, расскажите пожалуйста, как этим "непотребством" пользоваться :

-1/(1-1/(2*(I(Vi)@1*V(x)@2-V(x)@1*I(Vi)@2)+V(x)@1+I(Vi)@2))

Очень просто. Надо вынести схему расчёта и формулу в отдельный файл, см. аттач, чтоб была.

По мере надобности скопировать её оттуда и вставить в исследуемую схему. Генератор напряжения включить последовательно цепи ООС, а генератор тока - параллельно нагрузке/выходу. Получится такая вот схема:



Или вот.



Открываем меню симуляции:



И в подменю АС-анализа:



задать количество точек на октаву/декаду и диапазон частот, в котором глубина ООС нас интересует. Важно, чтобы в схеме не было более источников входного сигнала, или в настройках у имеющихся источников удалить единицы здесь:



Тогда они дезактивированы и можно работать далее.

При копировании измерительных источников тока и напряжения к их обозначениям добавились порядковые единицы.



Чтобы ЛТС не искал источников без единиц, и не ругался, что это ему подсунули



следует эти единицы убрать.

Запускаем АС-анализ, копируем комментарий
-1/(1-1/(2*(I(Vi)@1*V(x)@2-V(x)@1*I(Vi)@2)+V(x)@1+I(Vi)@2))

открываем координатную сетку АФЧХ, и правым кликом на ней меню:



Добавить трассу.

ЛТС спросит, какую именно:



На что мы ему вставляем ответ, скопированный из комментария в поле схемы.

-1/(1-1/(2*(I(Vi)@1*V(x)@2-V(x)@1*I(Vi)@2)+V(x)@1+I(Vi)@2))

И ЛТС нам чертит красивую кривулю: глубина ООС вс частота сигнала:



Ну, а дальше мы изменяем в соответствии со своим вкусами типы ОУ, сопротивления резисторов и ёмкости конденсаторов, чтобы получить кривулю, достойную наших знаний в теории частотной коррекции.

 

[Sagittarius]

Кстати, слово "непотребство" можно было применять к этой формуле безо всяких кавычек. Если корректировать АЧХ усилителя, пользуясь только ею, можно нарваться на большие неприятности: отлаженная по Тиану модель в режиме обычного исследования АЧХ - от источника сигнала на входе - может показать признаки генерации. Поэтому, ИМХО, кривые Тиана нужны только для презентаций графиков глубины ООС. Окончательное слово в выборе коррекции остаётся за АЧХ обычного режима, а правил "красоты" и устойчивости всего два:
1. АЧХ должна быть похожей на клинок катаны - меча самурая, и не иметь бугров возбуда.
2. ФЧХ не должна иметь участков резкого изменения скорости спада, а также подъёмов и седловин.

Схема усилителя

Правильная АЧХ.

Жестокий возбуд.

Жестокий возбуд.

Более-менее правильно. Мелкие проблемки, надо устранять.

 

[Lazertok]

Цитата:

 

[Lazertok]

к посту выше по зелёному:
- А можно это как-то увидеть/измерить по Вашей методике в ЛТС на примере своих схем в сравнении с известными?.
- В свою очередь, по своим схемам, постараюсь тоже самое сделать в Мультисиме.
п.с. чтобы к окулисту не ходить
п.с. предлагаю крутануть новую схему Замоткина http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=46428&page=5&p=2381091&viewfull=1#post2381091
красивые графики по ИНИ кажет, к тому же у меня тоже есть схемка с подобным "шунтом", но уже на МОП в ВК.
п.с. и + файл СIR от туда
П.С даже заинтриговало - о прослушке в железе (усь из симулятора однако!!!)

 

[Lazertok]

К схеме в первом посту темы на Веге
к другим схемам в теме - пока нет

 

[S-word]

Я надеялся, что Вадим после Натали двинет дальше. К сожалению, он остался верным семьянином.

 

[Phantomas]

Сделал видео урок для продвинутых:


Сборка LTspiceIV в шапке темы . Просто распакуйте архив в любое удобное место и запустите файл scad3.exe. Пишите вопросы и замечания.

 

[Vikep]

Фантомас пожалуйста перезалейте свою библиотеку-не могу её распаковать ни winrar ни 7zip или есть какаято хитрость,тогда ткните меня носом.Да кстати а у вас есть там в библиотеке модели двуанодных стабилитронов?

 

[Phantomas]

Фантомас пожалуйста перезалейте свою библиотеку-не могу её распаковать ни winrar ни 7zip или есть какаято хитрость,тогда ткните меня носом.Да кстати а у вас есть там в библиотеке модели двуанодных стабилитронов?

Все что закачиваю я перепроверяю, на всякий случай еще раз проверил - все работает, скачивается и распаковывается. Проблема скорее всего в том, что у Вас не докачивается до конца файл, попробуйте перезакачать архив, как вариант попробуйте скачать его в другом браузере. У меня установлен архиватор WinRAR 5.31, с помощью него я запаковывал. Двуанодные стабилитроны(трансилы?) встречал, правда не знаю на сколько широкий ассортимент имеется в базе.