在上一篇教程 LTspice 入門教程1 中我們通過一個分壓電路學習了 LTspice 軟件的基本使用,有些讀者說波形圖是一條直勾勾的線,很沒意思。這一節我們整點彎的。
我們通過一個經典的無源 RC 低通濾波器電路繼續學習 LTspice 軟件的使用。
1. 繪制電路圖
首先我們我們在 LTspice 中新建一個電路圖,在電路圖中中繪制出無源 RC 低通濾波電路,并且給電路添加一個標題 "無源 RC 低通濾波器電路":
無源 RC 低通濾波器電路
設置器件參數
通過在器件上單擊鼠標右鍵,調出器件參數設置窗口,設置器件參數如下圖:
設置器件參數
在 voltage 符號上單擊鼠標右鍵,在彈出的窗口中點擊 Advacned 按鈕:
高級設置
彈出 Independent Voltage Source 窗口:
Independent Voltage Source 窗口
既然是濾波,我們得需要一個 AC 信號。
在上面的窗口中 設置 AC 信號的幅值為 1 伏,其他的不要動:
設置交流信號幅度值
設置完參數后點擊 OK 按鍵,電路如下:
帶參數的電路圖
2. 開始仿真
設置仿真命令
依次點擊菜單:Simulate -> Edit Simulation Cmd, 調出仿真命令設置窗口:
仿真命令編輯窗口
我們選擇 AC Analysis(交流小信號仿真), 掃描類型選擇 Decade , 將點數設置為 20,將起始頻率設置為 1 Hz, 結束頻率設置為 1 MHz:
交流小信號仿真
設置完成后,點擊 OK 按鈕,找個地方把仿真命令 .ac dec 20 1 1MEG 放起來:
添加了仿真命令的電路圖
點擊運行按鈕開始仿真。
3. 仿真過程
點擊運行按鈕后,啥也沒有。把鼠標放到電容前面的節點,鼠標會變成紅色的電壓探頭,點擊一下,波形窗口中看到了出現了伯德圖(Bode plot):
選擇測量點才能看到伯德圖
實線代表信號的幅度。虛線是以度數表示的信號的相移(滯后或是超前輸入信號)。 相移在振蕩器、射頻電路、高頻數字電路等設計中很有用,本文不做討論。
我們只關注波特圖的幅度,因為這將告訴我們不同頻率下的輸出電壓和輸入電壓的關系。
默認的縱軸上的刻度單位為分貝(Decibel),我們改成電壓。
把鼠標光標移動到左邊的縱軸上,當光標變成黃色的刻度尺后,單擊鼠標右鍵,彈出縱軸設置窗口,在設置中將 Representation 由 Decibel 改為 Logarithmic, 并且把刻度的最大值改為 2 伏,最小值保留不變:
設置刻度值
設置完成后波形窗口中的伯德圖變為:
刻度值改為電壓
可以從伯德圖中看到在信號頻率很低時,(輸出)信號的幅度還是 1 伏,沒有衰減:
低頻信號無衰減
隨著信號頻率的增大,信號慢慢有一些衰減。
通過在波形圖中的觀測點標題 Vn(n002) 上單擊鼠標左鍵,添加一個測量光標。可以看到當信號的幅度變為 0.7 伏時,信號的頻率為 162 赫茲:
截止頻率時信號衰減為 0.7 伏
截至頻率為 162 Hz
和理論計算的截止頻率結果 159 赫茲非常接近:
理論計算結果為 159 Hz
移動光標查看 10 kHz 時信號的幅度大約為 16 毫伏:
10 kHz 信號衰減到 16 mV
可以看到信號在 10 kHz 時已經衰減得不成樣子了,所以,這個低通濾波電路對 kHz 級的信號有很好的過濾效果,但確不影響低頻信號。
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