如何使用LTspice生成波特图

对于电气工程、控制工程甚至机电一体化动态系统的开发，通常必须知道系统输出端对输入谐波激励（正弦振荡）的稳态响应。这称为系统的频率响应。它用波特图表示。为此，幅度响应和相位响应由系统的传递函数确定，并绘制为增益和相位作为频率函数的图形。使用对数刻度。振幅响应以分贝为单位，因此可以通过叠加简单的子图来构建复杂的波特图。如果存在多个部分传递函数，则其幅度响应的实际乘法将通过分贝标度简化为加法。即使没有对数刻度，相位响应也可以加法叠加。对数表示的进一步优点是图的频率范围更大，整个曲线上的相对精度相同。

使用LTspice模拟频率响应

电路的频率响应可以用LTspice模拟。借助这款功能强大的模拟电路仿真软件，时域中的信号也可以转换为频域。此外，还可以执行小信号分析和蒙特卡罗模拟。由于其与SPICE的兼容性，LTspice可以处理许多电子元件。®

要使用LTspice获得电路的频率响应或其波特图，从一个简单的电路示例开始会有所帮助。图1所示为二阶低通滤波器。输入和输出节点被赋予标签，以便稍后在模拟窗口中显示模拟。

图1.二阶低通滤波器电路示例。

电路将受到正弦波的激励。这需要 AC 扫描，可以在“模拟>编辑模拟 Cmd”菜单中的“AC 分析”选项卡下找到。此处也输入了模拟参数。波特图中的 x 轴应具有对数刻度。在“扫描类型”下，应选择值“十年”。其余参数信息应根据需要添加。

此外，对于交流分析，应定义激励电路的输入电压。在菜单项“小信号交流分析”下的电压源参数中，指定了所需的幅度（此处为1 V）。现在可以运行实际模拟（模拟>运行）。模拟成功完成后，将自动打开一个空的探针编辑器。选择电路（输出）中的所需节点后，幅度和相位显示为频率的函数。

系统的频率响应由输出信号与输入信号的比值产生;显示器仍然必须稍微调整。为此，必须在表达式编辑器中以比率 V（输出）/V（输入）的形式给出函数。现在，电路的频率响应将正确显示幅度响应和相位响应。

图2显示了二阶低通滤波器的频率响应与频率的关系。左侧 y 轴的幅度增益以分贝为单位，右侧 y 轴上的相移以度为单位。

图2.二阶低通滤波器的频率响应与频率f的函数关系。

要从图中读取确切的值，可以添加可以沿图形移动的光标。有必要单击图表顶部的波形节点标题。如果双击，您将获得两个光标，它们将给出每个光标位置的绝对值以及两个光标位置之间的差异在单独的窗口中。

结论

使用LTspice可以相对容易地模拟电路的频率响应。LTspice中显示的标准波特图是频率f的函数。如果图应以角频率ω显示，则必须使用此处未讨论的修改方法。

审核编辑：郭婷