Ltspice компьютерное моделирование электронных схем dvd

Добавлено 2017-08-10 12:07:01 от Booba: 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 содержание 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.
Для производителей электронных устройств, а также студентов и преподавателей технических университетов.

Прилагаемый DVD содержит видеоуроки для освоения симулятора, примеры из книги и авторскую библиотеку ШИМ-контроллеров.

Автор: Валентин Володин
Издательство: БХВ-Петербург
Жанр: Электроника
Формат: DJVU
Качество: Скан с OCR
Иллюстрации: Черно-белые
Размер 10 Мб, 336.7 Мб

В данной статье расскажем про программу для проектирования электрических схем LTSpice IV и XVII версий. Разберем как пользоваться данным ПО, его основные элементы и функции. В конце статьи вы сможете посмотреть обучающие видео уроки, скачать по прямой ссылке программу двух версий и русификатор к ним.

Описание и возможности LTspice (SwitcherCAD)

Программа LTspice является инструментом для всестороннего анализа электрических и электронных схем. В статье не рассматриваются вопросы, связанные с теорией, используемой для моделирования реальных систем, мы сосредоточимся только на результатах, полученных от пользователя, которому не нужно знать все эти теории.

Программа LTspice предоставляет помимо стандартного набора, ряд дополнительных инструментов, которые помогут вам вывести схемы и выбрать варианты моделирования, а также окончательную презентацию результатов. Некоторые из них активны только в коммерческой версии программы, но их блокировка лишь немного ограничивает функциональность программы.

Программа имеет очень простой и интуитивно понятный редактор. Вам не нужно знать язык Spice для моделирования, хотя в некоторых случаях это может облегчить вашу работу. Каждая симуляция начинается с построения схемы. Для этого используется встроенный графический редактор. Пользователь с помощью мыши и команд, содержащимися в меню или запускаемыми с помощью сочетаний клавиш, выбирает элементы из библиотек, встроенных в программу, и объединяет их, создавая принципиальную схему (рис. 1). Для каждого элемента назначаются поля, описывающие схематическое обозначение и номинальное значение (сопротивление, ёмкость, тип интегральной схемы, тип диода и т. д.).

Рис. 1. Схематично смоделированная система, созданная во встроенном редакторе программы LTSpice.

Библиотека элементов в LTspice

Основные элементы электрической цепи расположены на панели инструментов, такие как:

• резистор («R»);
• конденсатор («C»);
• катушка («L»);
• контрольная точка (земля — ​​«G»);
• диод («D»);
• обозначение, которое отличает точку на диаграмме (кнопка F4);
• значок, который открывает меню широкой группы выбора других электрических и электронных компонентов.

Среди прочего, эта группа включает в себя:

• Транзисторы NPN и PNP;
• источники напряжения и тока, включая переключатели напряжения тока;
• импульсные генераторы по стандартам ISO;
• линии задержки;
• полевые транзисторы;
• стабилитроны;
• варакторы и т. д.;

Сопоставимые каталоги содержат компараторы, модели логических элементов. Однако, они эквивалентны коммерческим узлам, интегральным схемам, используемым в инверторах и блоках питания, в этой специальной группе содержатся системы фильтрации. В отдельном каталоге мы находим несколько элементов с различными приложениями, включая электроника «555».

Наибольший интерес, вероятно, будет вызван очень богатым набором операционных усилителей, состоящих из элементов линейной технологии, и постоянно расширяющаяся группа сборок Analog Devices.

Так же для моделирования доступны:

• Оптоэлектронные элементы;
• Опорные источники и специальные элементы, в том числе схемы, управляющие последовательностью включения напряжения питания;
• Контроллеры клавиатуры;
• ЦАП-преобразователи;
• Модель VCO;
• Модулятор;
• Система выборки и удержания, и многое другое.

Программа автоматически дает нумерацию элементов, но — внимание! — в случае дублирования меток, назначенных отдельным узлам схемы, они не различают их, что может вызвать ошибки. После того, как вы нарисовали полную схему тестируемой модели, симуляция может быть начата немедленно. Вначале проверяется правильность схемы. Если обнаружена ошибка, программа сигнализирует, и дальнейшие действия приостанавливаются.

Как пользоваться программой LTspice/SwitcherCAD

Перейдем непосредственно к инструкции использования программы и как создать свою первую схему, после установки данного ПО на свой компьютер.

Создание нового файла

После запуска программы нас встретит стартовое окно (рис. 3). Для создания новой схемы необходимо в верхней части панели инструментов кликнуть на иконку , альтернативная версия создания новой схемы: File (Файл) => New Schematic (Новая схема). Программа автоматически присваивает название файлу — Draft(порядковый номер), которое можно поменять при помощи команд: File (Файл) => Save As (Сохранить как), и в открывшимся окне прописать произвольное название вашего файла.

Рис. 3. Стартовое окно LTSpice.

Как только мы создали новый файл, на панели команд появились новые меню: Edit, Hierarchy, Simulate и Window, и рабочее поле редактора поменяло цвет на серый (рис. 4). При нажатии комбинации клавиш «Ctrl+G» или команд View (Вид) => Show Grid (Показать сетку) появится сетка на рабочем поле.

Рис. 4. Скриншот создания нового файла в LTSpice.

Полный список компонентов

В правой части панели инструментов можно найти часто используемые компоненты, такие как:

• резистор ;
• конденсатор ;
• индуктивность ;
• диод ;

Для открытия полного списка компонентов можно выполнить одно из следующих действий: кликнуть на иконку ; нажать клавишу «F2»; выполнить команду Edit (Редактировать) => Component (Компонент), которая открывает окно Select Component Symbol. После того, как вы нашли нужный Вам компонент следует нажать кнопку OK (рис. 5).

Рис. 5. Выбор компонента из диалогового окна Select Component Symbol.

Как зеркально отобразить элемент в LTspice

При необходимости повернуть или зеркально отобразить компонент на рабочем поле применяется сочетание клавиш «Ctrl+R» или нажатие иконки на панели инструментов. Так же на этой панели есть стандартные функции редактирования, например:

• удаление одного и более элементов (вызывается клавишей F5 или нажатием на иконку );
• копирование одного и более элементов (вызывается клавишей F6 или нажатием на иконку );
• поиск элемента в схеме (нажатие на иконку );
• перемещение одного и более элементов (вызывается клавишей F7 или нажатием на иконку );
• перетаскивание одного и более элементов, отличается от предыдущего тем, что перетаскивает элемент или группу элементов без разрыва цепи (вызывается клавишей F8 или нажатием на иконку );
• возврат к прошлому состоянию (вызывается клавишей F9 или нажатием на иконку );
• возврат к последующему состоянию (вызывается сочетанием клавиш «Shift + F9» или нажатием на иконку ).

Так же, на схеме обязательно должен быть элемент «Земля» , с которым будут связаны все элементы вашей схемы, иначе программа не даст смоделировать процесс. Для того, чтобы связать все элементы цепи, вам необходимо нажать на иконку карандаша или же через команду Edit (Редактирование) на панели управления.

Далее разберём какие анализы можно проводить в программе LTSpice.

Что можно проанализировать с помощью моделирования

Хотелось бы сказать все, но, конечно, это не так. Тем не менее, объем анализа включает все наиболее важные параметры каждой электрической цепи:

• «Transient» — анализ переходных процессов, в результате которого исследуется поведение электрической цепи при подачи питания. Пользователь определяет время моделирования, опуская исходный фрагмент заданной длины, в котором могут возникать переходные процессы. Есть еще несколько вариантов выбора (рис. 6).

Рис. 6. Измерение отклика системы на вынужденный сигнал.

• «AC Analysis» — анализ переменного тока или исследование частотной характеристики системы. Указывается тип развертки частоты (Octave, Decade, Linear, List), количество точек, начальная и конечная частота (рис. 7). На диаграммах показаны амплитудные и фазовые характеристики напряжения или тока в указанной точке схемы.

Рис. 7. Частотный анализ системы.

• «DC sweep» — постоянная кривая переходного тока U wy = f (U in ). Параметры этого измерения: источник или источники входного сигнала и выходной узел, который обычно является выходом системы. В этом моделировании все конденсаторы открыты, а индуктивность закорочена (рис. 8).

Рис. 8. Анализ переходных характеристик.

• «Noise» — шум. Анализ шума линеаризованной схемы для фиксированной рабочей точки постоянного тока. Параметры этого измерения: выходной узел, источник входного сигнала, тип развертки (Octave, Decade, Linear, List), количество точек, начальная и конечная частота (рис. 9). В результате моделирования получены характеристики шума как функции частоты.

Рис. 9. Анализ шума тестируемой системы.

• «DC Transfer» — функция передачи постоянного тока для малых сигналов, приводящая к значению усиления, входному и выходному импедансу (рис. 10).

Рис. 10. Анализ «переноса постоянного тока».

• «DC op pnt» — постоянная рабочая точка. Напряжения рассчитываются во всех узлах тестируемой цепи и токов во всех ветвях (рис. 11). Информация об этих параметрах представлена в сводке в таблице. После наведения курсора на выбранный узел схемы, в нижнем углу экрана отображается информация о напряжении в этом узле, и после нажатия на это напряжение постоянно помещается на диаграмме. Чтобы получить информацию о ветвящихся токах аналогичным образом, необходимо сделать то же самое, указывая на элемент схемы в выбранной ветви. В дополнение к току дается мощность, рассеиваемая в этом элементе.

11(а).

11(b).

Рис. 11. Расчет постоянной текущей точки a) для значений фиксированного элемента, b) для значений параметрических элементов.

Обучающие видео уроки по LTspice

В первом видео уроке мы познакомим вас с данной программой и расскажем про основные функции программы, а так же рассмотрим панель инструментов.

В видео уроке 2 мы расскажем как создать новый файл и подробнее поговорим про панель инструментов.

Видео урок 3 является продолжением предыдущего урока. В этом видео так же расскажем про то, как устанавливать номиналы компонентов.

В видео уроке 4 поговорим про различные виды исследования электронных схем в программе LTspice.

LTspice скачать бесплатно через торрент и по прямой ссылке с русификатором

Скачать LTspice IV можно по прямой ссылке.

Скачать LTspice XVII можно по прямой ссылке.

Скачать универсальный русификатор можно по прямой ссылке.

Для русификации скопируйте скаченный файл в каталог, в который установили программу (по умолчанию C:Program FilesLTCLTSpiceIV) и запускаем данный файл вместо основной программы.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

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

ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ В LTSPICE
1.1. Коротко о SPICE
1.2. Общая структура и соглашения файла списка соединений (netlist)

ГЛАВА 2. НАЧАЛО РАБОТЫ
2.1. Установка и запуск программы LTspice
2.2. Быстро осваиваем LTspice

ГЛАВА 3. СХЕМНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИМУЛЯТОРА LTSPICE
3.1. A — специальные функции
3.1.1. Элементы INV, BUF, AND, OR и XOR
3.1.2. Элементы DIFFSCHMITT, DIFFSCHMTBUF, DIFFSCHMTINV, SCHMITT, SCHMTBUF и SCHMTINV
3.1.3. Элемент VARISTOR
3.1.4. Элементы MODULATE и MODULATE2
3.2. B — функциональные источники напряжения или тока
3.3. C — конденсатор
3.4. D — диод
3.5. E — источник напряжения, управляемый напряжением (ИНУН)
3.5.1. Первый тип ИНУН
3.5.2. Второй тип ИНУН
3.5.3. Третий тип ИНУН
3.5.4. Четвертый тип ИНУН
3.5.5. Пятый тип ИНУН
3.6. F — источник тока, управляемый током (ИТУТ)
3.6.1. Первый тип ИТУТ
3.6.2. Второй тип ИТУТ
3.6.3. Третий тип ИТУТ
3.7. G — источник тока, управляемый напряжением (ИТУН)
3.7.1. Первый тип ИТУН
3.7.2. Второй тип ИТУН
3.7.3. Третий тип ИТУН
3.7.4. Четвертый тип ИТУН
3.7.5. Пятый тип ИТУН
3.8. H — источник напряжения, управляемый током (ИНУТ)
3.8.1. Первый тип ИНУТ
3.8.2. Второй тип ИНУТ
3.8.3. Третий тип ИНУТ
3.9. I — источник тока
3.9.1. Источник импульсного тока
3.9.2. Источник синусоидального тока
3.9.3. Источник экспоненциального тока
3.9.4. Одночастотный FM источник тока
3.9.5. Источник тока, зависимый от приложенного напряжения
3.9.6. Источник тока, программируемый пользователем
3.9.7. WAV-файл как источник токового сигнала
3.10. J — полевой транзистор с управляющим p-n-переходом
3.11. K — коэффициент связи
3.12. L — индуктивность
3.12.1. Первый способ задания нелинейной индуктивности
3.12.2. Второй способ задания нелинейной индуктивности
3.13. M — MOSFET. Полевые транзисторы с изолированным затвором
3.14. O — линия передачи с потерями
3.15. Q — BJT (биполярный транзистор)
3.16. R — резистор
3.17. S — ключ, управляемый напряжением
3.18. T — линия передачи без потерь
3.19. U — однородная RC-линия
3.20. V — источник напряжения
3.20.1. Источник импульсного напряжения
3.20.2. Источник синусоидального напряжения
3.20.3. Источник экспоненциального напряжения
3.20.4. Источник FM напряжения
3.20.5. Источник напряжения, программируемый пользователем
3.20.6. WAV-файл как источник сигнала напряжения
3.21. W — ключ, управляемый током
3.22. X — подсхема
3.23. Z — MESFET-транзистор

ГЛАВА 4. ДИРЕКТИВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ LTSPICE
4.1. AC — анализ частотных характеристик для малого сигнала
4.2. BACKANNO — связать имена выводов с токами
4.3. DC — анализ по постоянному току
4.4. END — конец задания
4.5. ENDS — конец описания подсхемы
4.6. FOUR — выполнить анализ Фурье
4.7. FUNC — функция, определяемая пользователем
4.8. FERRET — загрузить файл из Интернета
4.9. GLOBAL — определить глобальные узлы
4.10. IC — задание начальных условий
4.11. INCLUDE — включить другой файл
4.12. LIB — подключить библиотеку
4.12.1. Зашифрованные библиотеки
4.13. LOADBIAS — загрузить из файла состояние схемы
4.14. MEASURE — измерить при определенных пользователем условиях
4.14.1. Первый тип директивы .MEASURE
4.14.2. Второй тип директивы .MEASURE
4.15. MODEL — описание модели схемного элемента
4.16. NET — вычислить параметры четырехполюсника
4.17. NODESET — начальная инициализация узловых потенциалов
4.18. NOISE — выполнить анализ шума
4.19. OP — найти рабочую точку по постоянному току
4.20. OPTIONS — установить параметры моделирования
4.21. PARAM — параметры, определяемые пользователем
4.22. SAVE — ограничение количества сохраненных данных
4.23. SAVEBIAS — сохранить рабочую точку на диск
4.24. STEP — вариация параметров
4.25. SUBCKT — определение подсхемы
4.26. TEMP — вариация температуры
4.27. TF — найти передаточную функцию по постоянному току
4.28. TRAN — выполнить анализ переходного процесса
4.29. WAVE — вывести сигнал в WAV-файл

ГЛАВА 5. РЕДАКТОР СХЕМ
5.1. Окно редактора схем
5.1.1. Панель команд редактора схем
5.1.2. Панель инструментов редактора схем
5.1.3. Панель состояния редактора схем
5.2. Размещение компонентов в окне редактора схем
5.2.1. Редактирование параметров компонента
5.2.2. Редактирование видимых атрибутов компонента
5.2.3. Редактирование всех атрибутов компонента
5.3. Соединение компонентов и наименование цепей
5.4. Меню Control Panel
5.4.1. Вкладка Compression
5.4.2. Вкладка Save Default
5.4.3. Вкладка SPICE
5.4.4. Вкладка Drafting Options
5.4.5. Вкладка Netlist Options — опции списка соединений
5.4.6. Вкладка Waveforms
5.4.7. Вкладка Operation
5.4.8. Вкладка Hacks
5.4.9. Вкладка Internet
5.5. Окно Color Preferences
5.6. Команда Export Netlist

ГЛАВА 6. ПЛОТТЕР
6.1. Окно плоттера
6.2. Выбор данных
6.2.1. Прямое зондирование схемы
6.2.2. Выбор напряжений и токов из окна Select Visible Waveform
6.2.3. Добавление напряжений и токов из окна Add Traces to plot
6.3. Настройка диаграмм и измерения в окне плоттера
6.4. Изменение масштаба изображения
6.5. Обработка данных
6.6. Функции, определяемые пользователем
6.7. Управление осями
6.8. Подокна плоттера

ГЛАВА 7. ПОПОЛНЕНИЕ БИБЛИОТЕКИ МОДЕЛЕЙ
7.1. Пополнение библиотеки схемными компонентами, имеющими стандартную модель
7.2. Пополнение библиотеки схемными компонентами, имеющими модель в виде подсхемы
7.3. Создание модели схемного компонента с использованием иерархической схемы
7.3.1. Иерархические схемы
7.3.2. Создание модели TL494 в виде иерархической схемы
7.4. Редактор символов
7.4.1. Окно редактора символов
7.4.2. Панель команд редактора символов
7.4.3. Панель инструментов редактора символов
7.4.4. Создание изображения символа
7.4.5. Добавление выводов
7.4.6. Добавление атрибутов
7.4.7. Видимость атрибутов
7.5. Проверка схемного компонента, созданного в виде иерархической схемы
7.6. Создание модели схемного компонента с использованием подсхемы
7.6.1. Преобразование иерархической схемы в библиотечную подсхему
7.6.2. Редактирование символа схемного компонента
7.6.3. Проверка схемного компонента, созданного в виде подсхемы

ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПРИ ПОМОЩИ LTSPICE
П1.1. Принцип подобия электрических и магнитных цепей
П1.2. Дуальность физических цепей
П1.2.1. Модель неразветвленной магнитной цепи
П1.2.2. Моделирование разветвленной магнитной цепи
П1.2.3. Моделирование сложной магнитной цепи
П1.2.4. Выводы
П1.3. Адаптация модели для магнитных цепей, работающих с частичным или полным подмагничиванием
П1.4. Создание модели интегрированного магнитного компонента

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО LTSPICE
П2.1. Параметры командной строки программы LTspice
П.2.2. Перечень схемных элементов симулятора LTspice

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. СТРУКТУРА ИНФОРМАЦИИ, ПРЕДСТАВЛЕННОЙ НА КОМПАКТ-ДИСКЕ, ПРИЛАГАЕМОМ К КНИГЕ
П3.1. Каталог Lessons
П3.2. Каталог Models
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ