本章重點介紹 LTspice 的使用，並比較其他 SPICE 工具。
一、LTspice 入門
下載安裝
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介面三大區
- 原理圖編輯
- 模擬控制
- 波形檢視
基本流程
- 畫原理圖（component → wire）
- 設值（電阻、電壓源等）
- 加 directive（如 .tran 1ms）
- Run
- 點訊號看波形
二、常用元件
| 元件 | 快捷鍵 |
|---|---|
| Resistor | R |
| Capacitor | C |
| Inductor | L |
| Diode | D |
| Voltage source | F2 → voltage |
| Ground | G |
| Wire | F3 |
電壓源類型
- DC
- AC
- PULSE（方波）
- SINE
- PWL（任意波形）
三、模擬類型
.op（DC 工作點）
.op
.dc（DC 掃描）
.dc V1 0 5 0.1
.ac（AC 頻率響應）
.ac dec 100 1 1Meg
.tran（時域）
.tran 1ms
.tran 0 10ms 1ms 10us ; 起始 0、結束 10ms、跳過 1ms 顯示、最大步進 10us
.noise（雜訊）
.noise V(out) V1 dec 10 1 100k
.step（參數掃描）
.step param R1 100 10k 100
.step param L list 10u 22u 47u
.four（傅立葉）
.four 1k V(out)
四、進階技巧
子電路（Subcircuit）
定義可重用模組：
.subckt mybuffer in out
...
.ends
引入 IC 模型
.include LM358.lib
* 然後可使用 LM358 元件
行為模型（Behavioral）
B1 out 0 V=5*sin(2*pi*1k*time)
Worst-Case 與 Monte Carlo
.step param run 1 100 1
* 在參數中用 mc 函數
.param Rval = mc(1k, 0.1) ; 1k ±10%
五、典型模擬範例
RC 低通
V1 in 0 AC 1
R1 in out 1k
C1 out 0 1u
.ac dec 100 1 1Meg
.end
二極體整流
V1 1 0 SIN(0 5 60)
D1 1 2 1N4148
R1 2 0 1k
C1 2 0 100u
.tran 100ms
.end
共射放大器
V1 vcc 0 12
V2 in 0 SIN(0 10m 1k)
R1 vcc b 200k
R2 b 0 39k
R3 vcc c 4.7k
R4 e 0 1.2k
C1 in b 1u
C2 c out 1u
C3 e 0 100u
RL out 0 100k
Q1 c b e BC547
.tran 5ms
.end
六、其他 SPICE 工具
TINA-TI
- TI 提供
- 整合 TI 元件庫
- 介面友善
Microcap
- 經典商用
- 已開源化
ngspice
- 開源
- 命令列為主
- 自動化測試流程
Qucs / Qucsator
- 開源
- 初學者友善
七、SPICE 模擬注意事項
1. 收斂問題
複雜電路可能不收斂： - 增加 GMIN - 減小步長 - 加微小電阻 - 改演算法（Trap → Gear）
2. 元件模型
- 用廠商 datasheet 提供的 .lib
- 通用模型可能精度不足
3. 寄生
- SPICE 不模擬 PCB 寄生
- 需手動加 L、C
- 高頻必須
4. 模擬 vs 實測
- 模擬是「理想化」結果
- 實測為準
- 模擬輔助 debug
八、本章總結
✅ 您應該掌握：
- [x] LTspice 基本操作
- [x] 各種模擬類型
- [x] 子電路、IC 模型引入
- [x] Worst-Case 與 Monte Carlo
- [x] SPICE 工具家族
- [x] 模擬限制