LTspice®操作方法：使用.STEP指令执行重复分析

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Figure 1

   

摘要

在LTspice中，.STEP指令可以方便地对电路参数值进行扫描，并将结果叠加显示在同一波形窗口中。通过这种方式，用户可以快速了解电路行为并做出设计取舍。

引言

LTspice 支持通过试错法（即修改电路元件并观察改变后的结果）来优化电路设计决策。这种检查通常手动进行，但借助LTspice中的.STEP指令，用户可以运行一个电路的不同参数的仿真，并在同一波形窗口中查看全部结果。

使用参数来定义元件值

要使用.STEP指令，首先应定义需要进行步进控制的参数。图1给出了一个示例：一个脉冲作用于RC电路，在波形上观察OUT处的响应。此示例电路可通过点击 Step-Example.asc下载。

按Alt + R运行仿真，或从菜单中选择Simulate（仿真）-> Run/Pause （运行/暂停）。点击OUT节点，在波形查看器中绘制结果波形。

R1设置为固定值1k，但C1已设置为变量X。X周围的大括号用于向LTspice表明，X是一个变量（图2）。要更改元件值，请右键点击该值，或右键点击元件符号，以调出更全面的元件属性视图。

原理图中的.PARAM指令用于设置X的值：

.PARAM X 0.1u

使用.STEP扫描参数值

要将此原理图转换为一个遍历多个X值的仿真，请按住Shift键并点击.PARAM指令，将其注释掉。注释掉的指令在原理图中显示为蓝色。

然后，按下相应按钮以添加一条新指令。（或从菜单中选择 Edit（编辑）-> SPICE Directive（SPICE指令））。

步进值可指定为一个列表：

.STEP PARAM X LIST 0.1u 0.2u 0.3u

步进值也可指定为一个范围：

.STEP PARAM X 0.1u 0.3u 0.1u

在第二个语法示例中，X以0.1u的步长在0.1u到0.3u的范围内步进。两个示例均使得X取三个值：0.1u、0.2u和0.3u。更多.STEP语法示例可在LTspice帮助手册的.STEP部分中找到。

查看结果并添加步进图例

运行仿真并在波形查看器中绘制OUT波形。应绘制三个独特的波形。

右键点击波形查看器并选择Notes & Annotations（注释与标注）-> Annotate Steps（标注步进）。在波形查看器中放置步进图例（图3）。

点击迹线标签V(out)以显示光标。使用上下箭头键在步进迹线之间切换，右键点击光标可显示如图4所示的步进信息。

在同一仿真中步进控制多个参数

将第二个.STEP指令添加到原理图时，LTspice会针对两个参数的每种可能组合运行仿真。要了解此行为，请添加第二个.STEP指令，扫描参数Y，并将R1的值设置为{Y}。Y的一个扫描示例如下：

.STEP PARAM Y LIST 500 800 1.1k

运行仿真并查看更新后的波形（图5）。

C1和R1各有三个步进值，因此总共运行九次仿真并显示于波形查看器中。步进图例已更新，以显示每次仿真运行中使用的参数值。

使用表来遍历参数值组合

添加多个.STEP指令是遍历多种场景组合的有效方法，但若将单个.STEP指令与参数表相结合，设计人员便能采用更有针对性的扫描策略，在减少仿真次数的同时覆盖更广泛的参数范围。示例电路可通过点击Step-Table-Example.asc下载。

要逐步遍历一个数值表，请放置一条.STEP指令，对用于表示表格位置的参数进行扫描：

.step param n 1 5 1

结合多个.PARAM指令，这些指令将参数值定义为一个表：

.param X=table(n, 1, 0.1u, 2, 0.2u, 3, 0.3u, 4, 0.4u, 5, 0.5u)
.param Y=table(n, 1, 100, 2, 200, 3, 500, 4, 800, 5, 1k)

此示例共运行五次仿真，结果汇总于表1中。

结语

将.STEP指令与多种分析方法相结合，是一项有用的LTspice技能，能够帮助用户更深入地理解电路行为并做出设计取舍。

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