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LTspice 电路仿真入门

我们在早期阶段做了一些事情 STM32 结合各种传感器的嵌入式程序开发,已基本完成。目前,我们需要建立自己的传感器模块。由于传感器模块涉及一些电路结构,我们需要在实际批量生产前进行一些电路模拟实验,以验证我们的电路结构是否合理高效。在此基础上,我们需要学习电路仿真软件 ——

文章目录

    • 1. LTspice 介绍
    • 2. 电路仿真
        • 2.1 电压源
        • 2.2 电流源
        • 2.3 RC 放电电路
        • 2.4 回顾电压源
        • 2.5 待续

1. LTspice 介绍

市场上有很多种电路仿真软件,我们选择 LTspice 因为他 。我们直接在官网下载 LTspice ,安装、启动、使用。

这里引用官网 LTspice 一段介绍作为参考: LTspice高性能SPICE模拟器软件,包括原理图捕获图形界面。通过探测原理图来产生模拟结果LTspice内置波形检查器易于探索。与其他一起SPICE与解决方案相比,LTspice模拟电路和模型改进了模拟电路模拟。

2. 电路仿真

电路模拟实际上涉及到很多关于电路原理的基本知识。如果没有或不记得相关电路元件的基本工作原理,就会有模棱两可的理解问题。因此,我们需要学习和使用它 LTspice 继续学习或复习电路原理的基本知识。在这里,我们选择打开一节来记录学习或复习电路原理的基本知识。(电路原理以基本电路元件为主)

2.1 电压源

电压源,即理想的电压源,在现实生活中并不存在。所以为什么我们经常提到这个名字,称我们实验中使用的电源为电压源。这是因为我们实验中使用的电源内阻很小,而外部负载阻抗很大,所以电源内阻比负载阻抗很小。在这种巨大的内外阻抗差距下,当我们改变外部阻抗时,负载电流发生变化,电源两侧的电压不会发生变化。因此,电压源有一个特点,

2.2 电流源

电流源,即理想的电流源,在现实生活中也不存在。与负载相比,我们实验中使用的电流源具有较大的内阻抗。当内外阻抗差异如此之大时,负载阻抗发生变化,电路中的电流不会发生变化,因为电路中的电流由电流源(电压/电阻)决定。因此,电流源有一个特点, 综上所述,我们可以发现,。电流源内阻无限大,电压源内阻无限小。

如何在实验室中制造理想的电流源和电压源也是一个值得思考的工程问题。

2.3 RC 放电电路

我们用 LTspice 做一个RC放电电路如下: 电容器在初始状态下 C1 为1v,R1 为 1K,电容从 0ms 随时开始放电,得到以下放电曲线:

电容 C1 开始放电,两侧电压 v 逐渐下降。与此同时,由于电容不断放电,电容电压下降,R1保持不变,电路中的电流逐渐下降。mA 到 0mA)

接下来,我们将考虑是什么影响了电容 C1 放电速度。根据电路原理,教科书中的片如下: 我们发现,电容器 C1 放电速度和时间常数 τ(tao)相关,τ 的定义为:τ = R*C。据此理论,电容大约在 3τ 此时点放电结束。

我们回到 LTspice 做的RC通过公式计算放电电路3τ = 3 * R * C = 3 * 1K * 1u = 3ms。也就是说 C1 在3ms基本放电结束时,C1 接近两端电压 0V,这证实了书中的理论与我们模拟的现象是一致的。

如何加速电容? C1 我们需要降低放电速度 τ,也就是降低 R*C 的值。在保证一个变量不变的情况下,降低另外一个。

换个想法,由 R 和 C 组成的电路可以实现滤波效果。为什么?在标准正弦波上添加此电路可以衰减正弦波,正弦波会逐渐减弱 也就是说,它起到了滤波的作用。如下图所示:

2.4 回顾电压源

我们通常在实验室会使用电压源产生一些直流电压,或者产生一些变化的电压,如:方波,三角波,正弦波。他们的仿真方式很简单,直接选择电压源符号,并配置波形参数即可,我们绘制得到如下图:

直流电压 0.5V (红色),在整个 10ms 时间内呈直线。 方波(天蓝),2ms 高电压是一个周期 0.5V 持续 1ms , 低电压 0V 持续1ms。 三角波 (蓝色),2ms上升沿是一个周期 1ms,下降沿也为 1ms。 正弦波 (粉色),1ms频率为一个周期 1KHz。

这种非常标准的电压波形似乎很容易绘制。那么,如果我们想绘制特定函数的波形呢?例如,我们想要一个测试我们的系统输入。此时,我们需要以函数的形式定义输入。首先,根据电路理论,我们知道阶跃函数是 u(t)。我们在LTspice选择组件库 ,并给他一个阶跃函数:V=u(time)。为便于观察,我们将函数写为:V=0.5*u(time-2m),将电压幅值设置为0.5V,向右移动2阶跃信号ms,绘制以下阶跃信号波形:

到目前为止,我们通过自定义 V=f(t) 任何函数的电压波形都可以作为系统输入来测试我们的系统性能。

2.5 待续

标签: 二极管能不能通过三角波

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