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LTSpice中使用Laplace公式

2016年11月13日 没有评论

ltspice有几个比较独特的电压源,可以用表达式的方式来实现所需的目的,典型的有B source, 和E source. 官方自带的手册没有详细的说明,可以在ltwiki找到undocumented 说明。

本文还是以之前这篇文章的RC充电电路为例,这个例子比较简单,又有明确的解析解。 电路的表达除了可以时域,还可以频域。往往频域分析更为简单。通常可以用laplace变换,比傅里叶变换更优的地方在于可以很好的表达初始状态,这方面知识在电路原理或者电路分析的书上都可以找到,在此不详叙述。

rc_cir

时域仿真原理图如上图。如果转到频域,电阻还是R,但是电容则为\frac{1}{sC},C为电容值,s等效于j\omega

b点电压值,其传递函数为

 H(s)= \frac{Vb}{Va} = \frac{\frac{1}{sC}}{R+\frac{1}{sC}} = \frac{1}{1+RCs}

所以可以通过下面的E元素,VCVS(压控电压源)来表示laplace变换

rc_laplace

仿真波形如下,和RC电路吻合

voltage_plot

但是laplace也有其缺点,比如需要FFT运算,在仿真时间会长和速度也会慢一些。

分类: Spice 标签: ,

推荐免费的spice仿真器LTspice

2010年8月16日 6 条评论

用过的spice有很多种,最早用的是Pspice,那个时候已经被orcad收购了,集成在一起。现在orcad也被cadance收购了,但是Pspice到不如以前用起来方便了。业界公认最精确的工具是Hspice,但是缺点是没有图形化的原理图编辑工具,总不至于所有的电路都自己手工编写网表吧。他们都是商业软件,也就是说要收钱的。开源的Spice也有,比如ngspice。ngspice是免费的开源的spice仿真器,源代码完全公开,是研究spice算法的好东西,但是问题是同样没有原理图编辑界面,要自己写网表,文档也不算很完备。另外一个问题是,开源的软件,并不能像商业软件一样保证精确度,没有像商业软件那样有很完备的测试。

我心目中比较好的spice仿真器要满足:

  • 有原理图编辑界面
  • 有查看输出波形的工具
  • 能方便的输出网表文件
  • 精确度要足够的高

最终发现了LTspice这个比较好的spice仿真器,LTspice是Linear公司的免费spice仿真器。商业公司的,精确度有所保证;有原理图编辑界面,也可以导出网表,而且这一切都是免费的。LTspice的下载地址如下:

http://www.linear.com/designtools/software/

下面做一个RC充电电路的例子,原理图如下:

rcschematic

导出的网表文件如下:

* C:\Program Files\LTC\LTspiceIV\Draft2.asc
C1 Vout 0 1n
R1 Vout Vin 100
V1 Vin 0 PWL(0 0 1n 1) Rser=0
.tran 0 500n 0 10p
.backanno
.end

仿真出的结果如下图,一个典型的RC充电电路。

rcwave

同样,LTspice也是可仿真传输线的,下面仿真一个无损传输线反射的例子:

tlineschematic

输出的网表如下:

* C:\Program Files\LTC\LTspiceIV\Draft3.asc
T1 Vin 0 Vout 0 Td=250p Z0=50
R1 Vin N001 25
V1 N001 0 PWL(0 0 10p 1)
R2 Vout 0 75
.tran 0 1n 0 1p
.backanno
.end

波形如下,分别显示了加入一个10ps上升沿阶跃波时候源端和终端在反射的情况:

tlinewave

当然ADS和Hspice也可以做同样的事情。这里是我做的Hpsice传输线仿真的视频教程:http://www.signal-integrity.org/post/hspice-tline-sim.html

总结:

TLspice是一款免费,小巧,功能强大的商业免费spice仿真器,有兴趣可以试一试。

Hspice仿真理想传输线教程

2010年2月24日 2 条评论

这是我做的用Hspice做的理想传输线仿真的简单例子,原理图如下。

hspice-tline-1

仿真网表的代码如下:
TRANSMISSION-LINE Simple term
V1 1 0 PULSE(0 1 0 1PS)
R1 1 2 50
T1 2 0 3 0 Z0=75 TD=250PS
.TRAN 1PS 3NS
.END

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