推荐视频： LTspice 官方教程:LTspice官方教程 运放电路仿真实战系列(全16节)-哔哩哔哩

一：LTspice简介

1.1 推荐先简单运用

《硬件电路仿真-LTspice官方软件使用-电阻分压仿真》

• 仿真之后，最好在面包板上进行实际的电路验证，然后再画PCB板。
• 仿真是很多大公司工作流程中必不可少的一环。
• LTSPICE 在内部用于IC设计，任何版本都不会被人为限制功能，因为其免费，国外很多高校都在用。

1.2 课程配套资料

• 点我进官网：下载
• 或者扫描二维码下载
  
  
  

1.3 仿真过程

• 从绘制电路到转换成SPICE网表到仿真器进行仿真到显示结果，交互求解

1.4 SPICE模型

• SPICE模型并非基于三极管或MOS管的模型，所以与真实芯片是不一样的。
• SPICE模型是行为级的模型，根据真实芯片的各项指标来进行建模。
• 仿真结果的准确度，取决于仿真模型的建模是否与真实芯片完全一致。
• 官网可以下载模型

1.5 LTSPICE工具栏和快捷键

• CTRL+L:调出运行日志
• F2：Component器件，在工具栏长得像芯片那个
• 标题栏Simulate到Control Panel

1.6 LTSPICE数量级

二：基本功能（探索功能如何使用）

2.1 瞬态分析(.tran)

• 最常用的仿真分析类型，类似于示波器功能，仿真电路在时域的行为。
• 探头测电压：把光标放在某个器件上会出现一个探头
  钳表测电流：出现一根线加一个圈
  ALT键测功率：出现一个温度计
• 双击打开ADA4622文件会基本功能操作就是完成任务
• Timestep
  采样数据点有很多很多个，点与点之间的时间差，Timestep类似于像素分辨率这个说法

• 如果在100us的时间里面，时间差（Timestep）取10u,那么这个采样点可能只有9个或者10个采样点
  

2.2 交流分析（.ac）

• 瞬态分析在时域上分析，那么交流分析是在频域上分析
  打开文件ADA4522，打开设置参数，.ac或者点击文件名字，右击打开，打开AC Analysis,设置参数
  -Decade:它会让你去输入每十倍频程里有几个数据点，起始频率不能是0，
  
• 在做频域分析时，很重要的一点时要给电路一个激励，选中电源，右击打开，设置1v,交流振幅

• 两条曲线一条是幅频，一条是相频
  

• Octave：每二倍频有多少个频点
• Linear:就是说从起始频率到终止频率一共有多少个频点
• List:比如说我们想知道一个电路在某个频点，比如在100hz时，它的一个特性

• 交流分析（.ac）

• 类似于频谱仪或网分功能，仿真电路频域性能。可用于得到频响，作稳定性分析等。
• 用来做小信号交流分析：找到电路直流工作点，并建立电路中所有非线性元件的线性小信号模型，用独立的电压源或电流源作为激励信号，在频域对小信号电路模型进行计算

带宽：在电子学/通信和计算机网络中常见的术语，它描述了信号传输或处理系统的能力范围或效率。大致分为以下几种:

• 1.频率带宽：指在一个频率范围内，系统能够有效处理或传输信号的范围。这种带宽以赫兹（hz）为单位，表示从最低频率到最高频率的范围。
• 2.数据带宽：指在单位时间内，系统可以传输的数据量。它通常以比特每秒（bps）、千比特每秒（kbps）、兆比特每秒…
• 3.信号带宽：指信号的频谱范围，即信号中所包含的所有频率成分的范围。对于一个具体的信号，其带宽是指信号频率的最高值和最低值之差。

2.3 直流参数扫描（.dc）

变化信号源的直流值，进行直流分析。
用于仿真放大器的输入输出关系图，或是三极管的特性曲线。
扫描方式有：线性、2倍频程、10倍频程以及列表方式

2.4 噪声分析（.noise）

在频域作噪声分析，横轴是频率，纵轴是噪声密度。
CTRL+V（OUT）显示均方根噪声uVrms

按住CTRL，鼠标点击，得到结果，所以在这样一个电路里面，输出的总噪声是52.805uVrms

• 噪声分析2
  需求：在100hz~10khz带宽内放大1uv信号到1v,也就是说放大100万倍（1个Million）
• 输入级用LT6018，超低噪声的运放搭建仪表放大器，增益是1000，后面是用4个ADA4084搭建一个带滤通滤波器，实现从100hz到10khz之内的带通滤波，同时提供额外的增益，使得整体的这个总增益是一个Million,也就是100万倍

2.5 传递函数分析（.tf）

• 计算小信号直流传递函数，传递函数顾名思义就是看输出与输入之间的一个关系。
• 我们希望达到的一个结果是：当信号从+IN输进去时，输出与输入的关系是1倍的关系；当信号从-IN输进去时，输出与输入的关系是-1倍的关系
  

2.6 直流工作点计算（.op）

• .op可以单独操作，但一般不这样用。
  在.tran/.ac/.dc/.noise分析中，一般采用Newton-Raphson(牛顿迭代法)来计算直流工作点，失败后采用其他方法进行计算（一般用Gmin递进的方法去找直流工作点）。
• Gmin是什么？它是一个参数，用于控制电路仿真的数值稳定性和收敛性。具体来说，Gmin是一个小的电导值，通常用于在电路中引入一个很小的导电路径，防止电路在仿真时出现分母为零的情况，或者防止电路的某些节点电压无法确定。
• Gmin的作用？1.提高仿真稳定性2.防止数学问题（如果在电路中存在非常小的电阻值或高阻抗节点，可能会导致数学计算上的问题。Gmin可以提供一个最小的导电路径，防止这些问题）
• Gmin Stepping:最小电导递进去，去寻找直流工作点

2.7 仿真不收敛(Non-Convergence)

• 仿真不收敛顾名思义：有的情况下，不会出结果，或者说可能会出结果，但是会花很长的时间去计算分析。
• 仿真原理：交互求解。先假设电路节点电压→根据电路阻抗计算电流→用电流反推节点电压→如此反复直到所有的节点电压稳定到软件设定的特定容差范围内（Retol,Vntol,Abstol,etc）

• 如果节点电压不能稳定下来，直流工作点分析会报错，“No convergence in DC analysis”/“Singular Matrix”/“Gmin/Source Stepping Failed”.这时AC分析或瞬态分析都会停下来，因为这两种分析的前提是能找到电路的稳定的直流工作点。
• 瞬态分析时，上述的交互求解过程中在每个时间步进（timestep）都需要稳定下来，如果某个timestep没有稳定，软件会减少timestep重新求解，因为减少timestep导致整体分析时间超时，这时软件会报错“Time step too small",仿真停止。

• 仿真不收敛例子123456

三：导入Spice模型

3.1 导入Spice模型(1)

• 以ADA4084为例，从寻找模型到验证电路成功，步骤如下：

• 1.当发现有一些器件没有包括在LTSpice的元件库里面，这时需要去网上找这个器件有没有spice模型，如果有，可以把它下载下来然后到LTspice里面
• 2.进入ADI官网,搜索ＡＤＡ４０８４，这是一款低噪声轨到轨双极性运放
  3.寻找需要的模型下载，存放路径一定要英文文件夹
  上图为各个引脚含义，99是正电源，50是负电源，45是output

4.创建模型
上图就是导入到LTspice里面之后的一个外观，保存在LTspice的元件库
把刚才自己创建的模型复制到软件自带元件库，一刷新就不见了

所以在使用引入模型时采用绝对路径的办法就能找到最开始自己创建的模型外观不好看，再搞一个封装，鼠标右击显示“MOVE”
5.验证是否工作，打开ADA4077-2模型默认电路，拿ADA4084代替4077

复制，切换下一个标签页CTRL+TAB

• 6.最终结果，给大家介绍了怎么把spice模型导入到LTspice里面
  

3.2 导入Spice模型（2）

• 采用.lib的方式把它们Load进来
• 目标：只要有模型，只要在厂家的网站上能找到spice模型，就可以通过.lib的方式，把它Load到LTspice里面来进行仿真
• 图标.op从这里打开点击完之后，Browse,去找事先已经下载到电脑上的ADA4084模型在哪里
  此时模型已经load进来，再RUN
  
  以上，完，欢迎评论区补充

道友：知世故而不世故，历圆滑而弥天真，善自嘲而不嘲人，处江湖而远江湖。