LTspice. Компьютерное моделирование электронных схем

Купить бумажную книгу и читать

Название: LTspice. Компьютерное моделирование электронных схем

Автор: Володин В.Я.

Издательство: БХВ-Петербург

Год: 2010

Страниц: 392

ISBN: 978-5-9775-0543-7

Формат: PDF

Размер: 11 Мб

Язык: русский

Серия: Электроника

Руководство для эффективного освоения бесплатного SPICE-симулятора LTspice, предназначенного для компьютерного моделирования электронных схем, является наиболее полным описанием программы, пользующейся заслуженной популярностью как среди любителей, так и среди профессионалов. Содержит рекомендации, позволяющие быстро начать работать с симулятором, и в то же время включает полное описание интерфейса, библиотеки схемных элементов и директив моделирования.

Рассматриваются процесс настройки схемных элементов, связь текстового описания схемных элементов с графическим интерфейсом программы, редактор схем, редактор символов и плоттера. Подробно описаны вопросы создания и тестирования нелинейных индуктивностей и трансформаторов, вызывающие наибольшие затруднения у начинающих.

Большое внимание уделено процессу адаптации сторонних моделей, а также созданию собственных моделей схемных компонентов. Приводится методика моделирования электромагнитных компонентов с разветвленным сердечником. Изложение сопровождается большим количеством практических примеров и иллюстраций, облегчающих усвоение сложного материала. Прилагаемый DVD содержит видеоуроки для освоения симулятора, примеры из книги и авторскую библиотеку ШИМ-контроллеров.

Для разработчиков электронных устройств, а также студентов и преподавателей технических университетов.

DVD отсутствует.

Оглавление

ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ В LTSPICE 1

1.1. Коротко о SPICE 2

1.2. Общая структура и соглашения файла списка соединений (netlist) 3

ГЛАВА 2. НАЧАЛО РАБОТЫ 9

2.1. Установка и запуск программы LTspice 9

2.2. Быстро осваиваем LTspice 11

ГЛАВА 3. СХЕМНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИМУЛЯТОРА LTSPICE 47

3.1. A — специальные функции 47

3.1.1. Элементы INV, BUF, AND, OR и XOR 48

3.1.2. Элементы DIFFSCHMITT, DIFFSCHMTBUF, DIFFSCHMTINV, SCHMITT, SCHMTBUF и SCHMTINV 51

3.1.3. Элемент VARISTOR 52

3.1.4. Элементы MODULATE и MODULATE2 54

3.2. B — функциональные источники напряжения или тока 55

3.3. C — конденсатор 69

3.4. D — диод 74

3.5. E — источник напряжения, управляемый напряжением (ИНУН) 81

3.5.1. Первый тип ИНУН 81

3.5.2. Второй тип ИНУН 81

3.5.3. Третий тип ИНУН 82

3.5.4. Четвертый тип ИНУН 83

3.5.5. Пятый тип ИНУН 83

3.6. F — источник тока, управляемый током (ИТУТ) 80

3.6.1. Первый тип ИТУТ 80

3.6.2. Второй тип ИТУТ 80

3.6.3. Третий тип ИТУТ 81

3.7. G — источник тока, управляемый напряжением (ИТУН) 82

3.7.1. Первый тип ИТУН 83

3.7.2. Второй тип ИТУН 83

3.7.3. Третий тип ИТУН 84

3.7.4. Четвертый тип ИТУН 84

3.7.5. Пятый тип ИТУН 85

3.8. H — источник напряжения, управляемый током (ИНУТ) 86

3.8.1. Первый тип ИНУТ 87

3.8.2. Второй тип ИНУТ 87

3.8.3. Третий тип ИНУТ 87

3.9. I — источник тока 89

3.9.1. Источник импульсного тока 91

3.9.2. Источник синусоидального тока 93

3.9.3. Источник экспоненциального тока 95

3.9.4. Одночастотный FM источник тока 96

3.9.5. Источник тока, зависимый от приложенного напряжения 97

3.9.6. Источник тока, программируемый пользователем 97

3.9.7. WAV-файл как источник токового сигнала 98

3.10. J — полевой транзистор с управляющим p-n-переходом 98

3.11. K — коэффициент связи 102

3.12. L — индуктивность 106

3.12.1. Первый способ задания нелинейной индуктивности 109

3.12.2. Второй способ задания нелинейной индуктивности 112

3.13. M — MOSFET. Полевые транзисторы с изолированным затвором 120

3.14. O — линия передачи с потерями 131

3.15. Q — BJT (биполярный транзистор) 134

3.16. R — резистор 150

3.17. S — ключ, управляемый напряжением 151

3.18. T — линия передачи без потерь 154

3.19. U — однородная RC-линия 156

3.20. V — источник напряжения 159

3.20.1. Источник импульсного напряжения 162

3.20.2. Источник синусоидального напряжения 163

3.20.3. Источник экспоненциального напряжения 165

3.20.4. Источник FM напряжения 166

3.20.5. Источник напряжения, программируемый пользователем 167

3.20.6. WAV-файл как источник сигнала напряжения 168

3.21. W — ключ, управляемый током 168

3.22. X — подсхема 170

3.23. Z — MESFET-транзистор 174

ГЛАВА 4. ДИРЕКТИВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ LTSPICE 179

4.1. AC — анализ частотных характеристик для малого сигнала 180

4.2. BACKANNO — связать имена выводов с токами 185

4.3. DC — анализ по постоянному току 185

4.4. END — конец задания 189

4.5. ENDS — конец описания подсхемы 190

4.6. FOUR — выполнить анализ Фурье 190

4.7. FUNC — функция, определяемая пользователем 191

4.8. FERRET — загрузить файл из Интернета 192

4.9. GLOBAL — определить глобальные узлы 193

4.10. IC — задание начальных условий 193

4.11. INCLUDE — включить другой файл 195

4.12. LIB — подключить библиотеку 195

4.12.1. Зашифрованные библиотеки 196

4.13. LOADBIAS — загрузить из файла состояние схемы 197

4.14. MEASURE — измерить при определенных пользователем условиях 197

4.14.1. Первый тип директивы .MEASURE 198

4.14.2. Второй тип директивы .MEASURE 200

4.15. MODEL — описание модели схемного элемента 202

4.16. NET — вычислить параметры четырехполюсника 203

4.17. NODESET — начальная инициализация узловых потенциалов 205

4.18. NOISE — выполнить анализ шума 206

4.19. OP — найти рабочую точку по постоянному току 210

4.20. OPTIONS — установить параметры моделирования 211

4.21. PARAM — параметры, определяемые пользователем 216

4.22. SAVE — ограничение количества сохраненных данных 220

4.23. SAVEBIAS — сохранить рабочую точку на диск 222

4.24. STEP — вариация параметров 224

4.25. SUBCKT — определение подсхемы 227

4.26. TEMP — вариация температуры 228

4.27. TF — найти передаточную функцию по постоянному току 228

4.28. TRAN — выполнить анализ переходного процесса 231

4.29. WAVE — вывести сигнал в WAV-файл 235

ГЛАВА 5. РЕДАКТОР СХЕМ 237

5.1. Окно редактора схем 238

5.1.1. Панель команд редактора схем 238

5.1.2. Панель инструментов редактора схем 248

5.1.3. Панель состояния редактора схем 251

5.2. Размещение компонентов в окне редактора схем 252

5.2.1. Редактирование параметров компонента 253

5.2.2. Редактирование видимых атрибутов компонента 255

5.2.3. Редактирование всех атрибутов компонента 255

5.3. Соединение компонентов и наименование цепей 257

5.4. Меню Control Panel 259

5.4.1. Вкладка Compression 260

5.4.2. Вкладка Save Default 261

5.4.3. Вкладка SPICE 263

5.4.4. Вкладка Drafting Options 265

5.4.5. Вкладка Netlist Options — опции списка соединений 268

5.4.6. Вкладка Waveforms 269

5.4.7. Вкладка Operation 271

5.4.8. Вкладка Hacks 273

5.4.9. Вкладка Internet 274

5.5. Окно Color Preferences 275

5.6. Команда Export Netlist 276

ГЛАВА 6. ПЛОТТЕР 279

6.1. Окно плоттера 279

6.2. Выбор данных 286

6.2.1. Прямое зондирование схемы 286

6.2.2. Выбор напряжений и токов из окна Select Visible Waveform 290

6.2.3. Добавление напряжений и токов из окна Add Traces to plot 291

6.3. Настройка диаграмм и измерения в окне плоттера 292

6.4. Изменение масштаба изображения 294

6.5. Обработка данных 294

6.6. Функции, определяемые пользователем 301

6.7. Управление осями 302

6.8. Подокна плоттера 305

ГЛАВА 7. ПОПОЛНЕНИЕ БИБЛИОТЕКИ МОДЕЛЕЙ 307

7.1. Пополнение библиотеки схемными компонентами, имеющими стандартную модель 308

7.2. Пополнение библиотеки схемными компонентами, имеющими модель в виде подсхемы 309

7.3. Создание модели схемного компонента с использованием иерархической схемы 317

7.3.1. Иерархические схемы 318

7.3.2. Создание модели TL494 в виде иерархической схемы 318

7.4. Редактор символов 332

7.4.1. Окно редактора символов 333

7.4.2. Панель команд редактора символов 333

7.4.3. Панель инструментов редактора символов 335

7.4.4. Создание изображения символа 336

7.4.5. Добавление выводов 337

7.4.6. Добавление атрибутов 340

7.4.7. Видимость атрибутов 343

7.5. Проверка схемного компонента, созданного в виде иерархической схемы 345

7.6. Создание модели схемного компонента с использованием подсхемы 349

7.6.1. Преобразование иерархической схемы в библиотечную подсхему 349

7.6.2. Редактирование символа схемного компонента 352

7.6.3. Проверка схемного компонента, созданного в виде подсхемы 352

ПРИЛОЖЕНИЯ 355

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПРИ ПОМОЩИ LTSPICE 357

П1.1. Принцип подобия электрических и магнитных цепей 358

П1.2. Дуальность физических цепей 361

П1.2.1. Модель неразветвленной магнитной цепи 362

П1.2.2. Моделирование разветвленной магнитной цепи 365

П1.2.3. Моделирование сложной магнитной цепи 368

П1.2.4. Выводы 369

П1.3. Адаптация модели для магнитных цепей, работающих с частичным или полным подмагничиванием 369

П1.4. Создание модели интегрированного магнитного компонента 373

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО LTSPICE 379

П2.1. Параметры командной строки программы LTspice 379

П.2.2. Перечень схемных элементов симулятора LTspice 380

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. СТРУКТУРА ИНФОРМАЦИИ, ПРЕДСТАВЛЕННОЙ НА КОМПАКТ-ДИСКЕ, ПРИЛАГАЕМОМ К КНИГЕ 384

П3.1. Каталог Lessons 384

П3.2. Каталог Models 384

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 385