使用LTspice的电路图层次化设计

在上篇《活学活用 LTspice 进行电路设计 — 用 Laplace 仿真运放模型》中，我们使用了 Laplace 方程仿真滤波器和运算放大器。本文将介绍绘制分层电路的方法。当绘制的电路原理图变得复杂时，可以通过层次化设计将一部分电路组件化，使得原理图更加简洁明了。另外，这个组件电路也可以用于其他的原理图设计。 

绘制分层电路的方法

使用 Voltage-controlled Voltage Source 放大器电路图为例，开始绘制分层 (组件) 电路。首先，在新的原理图创建如下图 (图1) 所示的电路。

图1 创建的放大器电路图 (Ideal_amp.asc)

Voltage-controlled Voltage Source 的使用方法，请参阅之前的文章《活学活用 LTspice 进行电路设计 — 用 Voltage-controlled Voltage Source 仿真放大器》。这里的要点是在受控电压源的公式中设置变量 “gain”，使其在组件化后可以任意变更该值。这里变量名为 “gain”只是举例，也可以取作其他的变量名。

标记输入 / 输出端子，这里设置 "+" 输入端子为 “POS”， "-" 输入端子为 “NEG”，输出端子为 “OUT”。以下对创建的原理图组件化，在 Edit 菜单中按照 “Hierarchy→Open this Sheet’s Symbol→Couldn’t find…[YES]” 的流程执行时，将如下图 (图2) 所示自动创建符号。

图2 自动创建的符号

我们还可以使用菜单上的 “Draw”、“Delete” 等编辑形状，比如编辑成运算放大器的形状，如下图 (图3) 所示：

图3 完成的符号 (Ideal_amp.asy)

使用已创建的组件

接下来，让我们检查已创建组件的运行情况。使用 2 个已创建组件设计一个 20 倍的放大电路。点击 “New Schematic”，在 “Select Component Symbole” 对话框中选择已创建的组件。如下图 (图4) 所示：

图4 选择组件

设置组件的放大系数。在组件上单击右键后，会出现下图 (图5) 的 “Navigate/Edit Schematic Block” 对话框，在 “PARAM” 将其设定为 “gain=10”。同样，另一个组件为 “gain=2”。

图5 放大增益设置

绘制好的电路图如下图 (图6) 所示，检查运行情况时，在输出 (OUT) 端可以观察到比输入信号 (IN) 大20倍的信号。

图6 电路图和仿真结果 (example1.asc)

总结

本文介绍了将电路图层次化设计的方法，这不仅提高了电路图的可读性，而且还使同一电路组件在仿真模拟中能够多次被使用，非常方便和灵活。

　　审核编辑：汤梓红