Simulačný program LTspice IV

Simulačné programy sú dnes veľmi rozšírené a ich počet stále narastá. Aj veľké firmy vyrábajúce polovodičové súčiastky a integrované obvody zistili, že použitie simulačných programov na prezentáciu a propagáciu svojich výrobkov je veľmi efektívny nástroj. A tak má dnes Analog Devices na svojich stránkach skrátenú verziu simulačného programu MultiSIM, firma Texas Instruments má obmedzenú verziu programu TINA 9, firma Linear Technology svoj vlastný simulačný program LTspice IV [1]. Všetky sú voľne prístupné. V tomto článku chcem čitateľom časopisu DPS Elektronika od A do Z priblížiť simulačný program LTspice IV.

Obr. 1 Editačné okno súčiastok

Po otvorení programu sa objaví pracovná plocha a lišta slúžiaca na voľbu súčiastok a rôznych funkcií, ktoré slúžia na ovládanie a používanie programu. Program otvoríme tak, že klikneme na File a potom na New schematic. Zviditeľní sa lišta, zmení sa farba plochy a objaví krížik, ktorý ovládame myšou. Pod povelom Edit je kreslenie spojov a voľba súčiastok. Po umiestnení súčiastok na plochu sa po kliknutí na Draw Wire objaví nitkový kríž, ktorým spájame súčiastky tak, že umiestnime kríž na štvorec predstavujúci vývod súčiastky a klikneme ľavým tlačidlom. Potom ťaháme myšou nad ďalší štvorec. Každú zmenu smeru musíme potvrdiť kliknutím ľavého tlačidla myši. Nevýhodou je to, že program nedokáže nájsť sám cestu medzi dvoma bodmi, ktoré chceme spojiť, ako je to napríklad v MultiSIM-e.

Obr. 2 Schéma zapojenia

V lište je symbol zeme, ktorej môžeme priradiť označenie po kliknutí pravým tlačidlom myši. Podobne sa zaobchádza s ďalšími symbolmi v lište, ktoré reprezentujú rezistory, kondenzátory, cievky, diódy i ostatné súčiastky. Klikneme ľavým tlačidlom myši, umiestnime súčiastku na plochu a skončíme kliknutím na pravé tlačidlo myši. Priblížením krížika k súčiastke sa krížik premení na ruku. Klikneme pravým tlačidlom myši a objaví sa editačné okno súčiastky. Napríklad po otvorení diód sa objaví editačné okno, v ktorom môžeme otvorením Pick New Diode otvoriť zoznam diód. Otvorením symbolu označeného Componets sa objaví okno, v ktorom sú všetky súčiastky programu. Nevýhodou programu je to, že všetky súčiastky, aktívne aj pasívne, sú v jednom zozname, čo niekedy robí problémy, pretože nie vždy je jasné, čo sa pod skratkou skrýva. Napríklad pod f sa skrýva Linear current dependent current source. Všetky položky, ktoré sú umiestnené v hranatých zátvorkách, sa aktivujú dvojklikom ľavým tlačidlom, ostatné jedným. Samozrejme, že skoro všetky súčiastky sú z produkcie Linear Technology.

Veľkou nevýhodou programu je skutočnosť, že neobsahuje žiadne meracie prístroje. Pod povelom Simulate je simulácia, ktorá po otvorení umožňuje transientnú, striedavú, jednosmernú, šumovú, jednosmernú prenosovú analýzu a zistenie jednosmerného pracovného bodu. Všetky analýzy majú svoje editačné okno, ktoré sa objaví po označení Simulate – Run. Potom treba zadať potrebné hodnoty simulácie a označiť OK. Oproti ostatným simulačným programom je počet analýz obmedzený, ale pre bežnú prax je postačujúci.

Pri analýzach používame napäťovú a prúdovú sondu. Napäťová sonda má podobu meracieho hrotu a prikladá sa do bodu, v ktorom chceme napríklad zobraziť priebeh napätia. Prúdová sonda má podobu klieští, ktoré umiestnime na súčiastku, ktorou chceme prúd zobraziť. Výhodou programu je veľmi rýchle zobrazenie priebehov alebo charakteristík bez toho, aby sme museli voliť čísla výstupov. Program obsahuje veľké množstvo príkladov. Vybral som transientnú analýzu astabilného preklápacieho obvodu, napäťovou sondou vybral priebehy na kolektore a báze Q1 a prúdovou sondou prúd tečúci cez rezistor R2.

Všetky priebehy sa zobrazia v jednom okne a treba ich rozdeliť pridaním ďalších okien. Ale to už je nad rámec tohto článku. Podobne aj voľba farieb priebehov. Všetky priebehy a schéma zapojenia s hodnotami súčiastok sú na obr. 3. Pri simulácii príkladov nie je potrebné voliť parametre analýzy.

Obr. 3 Priebehy napätí a prúdu a schéma zapojenia

Grafické zobrazenie schém a priebehov ponechávam na vkus každého čitateľa, resp. používateľa programu.

Nemal som v úmysle podať čitateľom časopisu DPS Elektronika od A do Z podrobný manuál na používanie simulačného programu LTspice IV. Skôr iba naznačiť základné pokyny pre tých, ktorí si chcú program prevziať a po vyskúšaní aj používať. Stále tvrdím, že ideálny simulačný program pre elektroniku neexistuje. Sú iba lepšie a horšie programy, viac alebo lepšie vybavené knižnicami súčiastok, analýzami, prístrojmi a inými, niekedy až zbytočne luxusnými doplnkami.

Verím, že sa nájde veľa čitateľov, ktorí si simulačný program LTspice IV osvoja a budú používať vo svojej praxi. Všetkým želám veľa úspechov.