LTspice电路仿真软件安装教程及典型电路测试

LTspice电路仿真软件安装教程及典型电路测试

LTspice是一款功能强大的免费电路仿真软件，广泛应用于电子工程和电路设计领域。本文将详细介绍LTspice的安装步骤，并通过多个典型电路的仿真测试案例，帮助读者更好地理解和掌握电路设计和仿真技术。

背景介绍

LTspice是一款Windows下的免费电路仿真软件，由Linear Technology公司（现为Analog Devices的一部分）开发。它是一款强大高效的免费SPICE仿真器软件，具有原理图采集和波形观测功能，能够改善模拟电路的仿真效果。其原理图捕获图形界面使用户能够探测原理图并生成仿真结果，这些结果可以通过内置波形查看器进一步观察分析。

与其他SPICE解决方案相比，LTspice的增强功能和模型改善了模拟电路仿真。LTspice的作者Mike Engelhardt在LTspice简介中介绍了他开发这款可以自由使用软件的想法。1975年不到20岁的他就开始编写用于环形加速器中的非弹性原子核相对论动力学仿真软件。有着几十年开发物理仿真软件的经验的他认为最好的仿真软件应该来自于实际关注和使用该软件的人，而并非软件公司。他自认为开发的LTspice的性能可以胜过任何销售的商业软件，目的就是为了让任何人在任何代价下都可以使用到高性能的SPICE程序。LTspice可以用于室内IC设计，也称为Linear Technology Co.为开发高性能模拟器件的发展战略。

LTspice与众不同之处就是它是一款自由软件，Linear Technology公司无偿向所有人提供免费下载，在功能上与IC设计专业软件没有任何裁剪。从2016年开始LTspice XVII开始允许下载使用。

安装步骤

以下是LTspice的安装步骤：

1. 下载完成软件包解压后，如下图所示，双击LTspice64.msi。
2. 点击Next。
3. 如下图所式进行操作。
4. 如下图所式进行操作。
5. 选择自定义安装，点击Next。
6. 点击Install。
7. 正在安装过程中，休息一会儿。
8. 如下图进行操作，点击Finis即可。
9. 安装成功了，运行界面如下图所示。
10. 打开一个例子，如下图所示。

电路仿真测试案例

一、单管放大电路

这是一款基于结型场效应管的前置音频放大器，原理图如下图所示，电路设计的比较讲究，包括输入保护二极管(D2)，内部带宽限制电容(C2)等。电路增益主要有 R5, R6 的比值决定，放大倍数为：19.5。

电路输入输出正弦波形如下图所示。这里并没有直接从LTspice波形窗口截图，而是从其输出的文本波形文件中获得波形电压数据，使用MATPLOTLAB绘制出来，这样可以显示的更加清楚。

实际上，看到上面的电路以及仿真结果，它与普通的电路模拟程序也没有什么大的差别。不过能够反映出这款软件来出自于物理仿真开发者倾心之作的狂热喜爱作品，上面仿真软件还可以使用具有实际物理外形的布线图来进行绘制，并且具有相同的仿真能力。看到这一点，不仅令人为此点赞。

不仅仅如此，下面这款BTL音频放大电路也可以实际元器件搭建出电路图进行仿真。这样就可以做到不仅仅原理上相同，而且电路的物理外观也达到了相近。

二、精密整流电路

下面是LTspice搭建的精密整流电路。

这是在100Hz下输入波形与输出波形。

作为仿真软件，不仅可以对低频情况下的输出波形能够给出正确的波形，同时在高频情况下，也需要把电路中元器件的杂散分布参数所带来的影响进行仿真。下面将输入信号的频率提高到5kHz，电路给出的仿真数据显示出该电路在高频下整流波形出现的失真。

三、多谐振荡器

下面是利用两个NPN晶体管2N3904搭建的多谐振荡器。

下图给出了电路从上电开始到振荡的过渡过程，过渡过程大约是5ms左右。细心的人可能观察到，电路中R3与R4的电路阻值并不相同。

如果将R3的阻值修改成与R4相同，都是100k，电路会怎样？下面给出了R3，R4都是100k情况下电路启动过程，可以看到电路整个启动过程增加到27ms。所以电路中原来设置R3，R4不对称是为了加快电路的启动过程。

四、Clapps三点电容振荡器

下面是基于结型场效应管2N5484搭建的Clapps三点电容高频振荡电路。

下面是仿真结果，给出了振荡电路整个其中过程的电压波形。我有一个疑问，这个起振过程究竟与实际上波形是否是一致的呢？

在电路中D2起到输出限幅作用。下面给出了电路中D2接入和不介入，电路输出波形幅值的影响。

五、线性电路

LTspice还可以对使用Laplace描述的线性电路进行仿真。下图给出了一个由压控电压源组成的电路，它的传递函数如下：

电路输入一个方波信号，电路的输出波形如下：

总结

本文对LTspice仿真软件进行了初步测试，对于部分输出结果进行讨论。通过多个电路的仿真测试案例，展示了LTspice的强大功能和实用性。无论是电子工程专业的学生还是电路设计工程师，都可以通过LTspice进行电路仿真和设计验证，提高工作效率和设计质量。