負荷電流I1を5mA～50mAまで変化させても、出力電圧5Vの変動は0.064V以下であることが観測できます。 1周期が25usなので、40kHzでON/OFFしていることが分かります。, 以上のように、LTspiceはフリーソフトではあるものの、様々な電子回路をシミュレーションができることがわかります。, 「電子回路シミュレータLTspice実践入門」という本を読めば、整流回路やLED点灯回路、トランジスタ回路はシミュレーションできるようになります。, 基本的な解析方法としてDC解析、AC解析、トランジェント解析があります。
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ひとつのSpiceシミュレータを習得すれば、別のSpiceシミュレータを習得するのは容易になります。, 最近は通信講座も増えており、 https://engineer-climb.com/%e6%8a%b5%e6%8a%97%e3%81%ae …, 以前の記事で「ノイズ対策における抵抗の役割」を紹介しました。
https://engine …, 前回までで、QucsStudioを使ってシミュレーションを実行し、グラフを編集しました。
出力電圧V(out)は2.49V～2.53V、インダクタ電流I(L1)は0.1A～0.4Aの範囲内で変化しており、周期は1usecであることから、1MHzでスイッチングしていることが観測できます。, タイマーICを利用したパルス生成回路のシミュレーションです。 オペアンプを使用したローパスフィルタ回路のシミュレーションは、この解析方法で実行しています。, オシロスコープのように、時間変化に対する信号を観測できます。 前回の記事をご覧になっていない方は、ぜひそちらから …, さて、今回からいよいよ回路シミュレーションをはじめていきます。
CRローパス・フィルタの伝達関数と応答. LSI周りのアナログ回路をシミュレータで理解する ―― RCフィルタ，降圧型，DC-DCコンバータ，アクティブ・フィルタなど .
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出力電圧V(out)は0.0Vと5.0VでON/OFFしているのことが観測できます。
R1、R2、Rc、Reの抵抗のばらつきを±5%に設定し、モンテカルロ解析を実行すると、抵抗のばらつきの影響により出力信号V(out)がばらつくことが観測できます。, 部品のばらつき計算をするには、品質工学あるいは統計学の知識が必要になり、出力信号に与える影響を机上計算で求めるには多くの労力と時間を要します。 })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');
これらは全てSpiceをベースとした電子回路シミュレータであり、
これらは、先ほど紹介した「電子回路シミュレータ LTspice XVIIリファレンスブック」という本でも説明されているため、簡単に説明します。, テスターやデジタルマルチメータのように、直流の電圧と電流を観測できます。 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}). フィルタ設計ツールを使用すると、包括的なマルチ・ステージ・アクティブ・フィルタ・ソリューションを短時間で設計、最適化、シミュレーションできるようになります。, アクティブ・フィルタは現代の電子機器において不可欠です。すべてのデータ・アクイジション・システムにおいて、ADC 前段のアンチエイリアス・フィルタとして、または DAC 後段のアンチイメージング・フィルタとして、帯域幅を制限した信号を得る目的でアクティブ・フィルタが必要とされるからです。また、計測機器では、正確な信号測定のためにアクティブ・フィルタが使用されます。1Hz 未満から 10MHz の範囲のカットオフ周波数の場合には、部品仕様値やサイズが大きくなりすぎ、パッシブ・フィルタが使えないために、アクティブ・フィルタが使用されます。この種の設計と検証は、場合によっては面倒かつ時間を要することがあります。ツールを今すぐ起動する。, Lowpass（ローパス）、Highpass（ハイパス）、Bandpass（バンドパス）、Bandstop（バンドストップ）のフィルタ・タイプを使用して、パルス応答、セトリング・タイム、最小コスト、パスバンド・リップル、ストップバンド減衰の最適化により、設計に最適なフィルタ応答を決定します。, サレンキー、複数フィードバック、ベインターの各トポロジーを使用してフィルタを設計し、ゲイン帯域幅、電流、コスト、その他のパラメータ間のトレードオフの評価により、設計に最適なオペアンプを選択します。, 閉ループ周波数応答、ステップ応答、正弦波応答の分析オプションを使用したモンテカルロ分析とコーナー分析です。.
D. (株)シーモスデザインでLTspiceの基礎を身につけるのもありですね。, 半波整流回路のシミュレーションです。V(ac24v)の信号（赤線）は回路図上の「AC24V」の波形であり、V(out)の信号（青線）は回路図上の「OUT」の波形です。 コンデンサC1が330uFよりも3300uFのときの方が、出力電圧V(out)は整流されていることが観測できます。, LED点灯回路のシミュレーションです。 CRローパス・フィルタの計算をします．フィルタ回路から伝達関数を求め，周波数応答，ステップ応答などを計算します． 計算サンプル.
トランジスタ応用回路 4.1 ゲイン可変！周波数逓倍から変調！検波まで！6石乗算回路 4.2 抵抗とコンデンサでスピード調整！2石ギッコン・バッコン回路 4.3 三角波やのこぎり波で電子制御!！ カットオフ周波数可変フィルタ 5. V(out)の信号（青線）は回路図上の「OUT」の波形です。
今回は「QucsStudio」と「Qucs」に付属しているツールを使って、伝送線路 …, 以前、フリーのツールとして「AppCAD」の機能を紹介しましたが、さらに無償ツールのご紹介です。
AC信号は、プラス側だけでなくマイナス側の振幅もあります。前回は入力信号の振幅がすべてプラス電圧の範囲で振れるように直流の電圧を加えて入力信号としています。今回は、電源電圧の真ん中の電圧を仮想グラウンドとして、振幅を大きく振らせるようにします。 LT1006を使用した非反転増幅器の例を次に示します。, R3、R4の抵抗で電源電圧を分圧して、その電圧を仮想GND電圧としてOPアンプのプラス端子に加えます。この回路の負帰還回路の-マイナス入力とGNDとの間は、直流的にはコンデンサC2で切断されています。そのため、直流の増幅度は1で、出力の直流分の電圧は入力電圧と同じ電源電圧の1/2となります。C1、C3の内側の入力、出力のAC信号は、電源電圧の1/2の電圧の仮想GNDの電圧を中心に上下に振れた信号となります。, 負帰還回路は直流分はGNDからコンデンサで切り離されているので、入力、出力が同じ大きさ増幅度1となります。交流成分はコンデンサC2で負帰還回路がGNDに接続されています。C2のインピーダンスが十分小さくなる周波数の範囲では、, V(IN)の波形は、緑色の波形で0Vを中心に、±0.3Vのピークの正弦波となっています。この波形がC1を通過して青色の波形V(IN2)になります。2.5Vを中心に±0.3Vのピークの正弦波となります。 -INの波形はV(IN2)の波形と同じになるので、V(IN2)の下に重なっています。, OPアンプの出力V(OUT2)は赤の波形で、2.5Vを中心に約±1.6Vのピークの正弦波になっています。その後、C3を通過した出力V(OUT)の0Vを中心に、約±1.6Vのピークの正弦波になります。 単電源のOPアンプの増幅器は、電源電圧の1/2の電圧を仮想GNDとしてプラス電源の範囲で増幅処理を行っています。回路の入力、出力の部分ではC1、C3のコンデンサで直流回路、交流回路の直流分の分離を行い、交流分は通過させています。, を選択し、次に示すようにEdit Simulation Commandのウィンドウを表示し、AC Analysisのタグを選択します。10Hzから10MHzの範囲の周波数特性を調べます。, 今回は、INの±0.3V正弦波の信号が、回路の中のそれぞれのポイントでどのような結果になるか調べました。測定ポイントはIN2、OUT2、OUTです。, 入力信号がC1のコンデンサを通過してOPアンプの入力電圧となるIN2の周波数と信号の大きさの関係は、次のようになります。 C1とR3、R4で構成されたローカット・フィルタを通過するために、カットオフ周波数が約32Hzで低い周波数成分がカットされます。カットオフ周波数fcは、次の式で得られます。, ここで、CはC1、RはR3、R4が平行に接続されたものとみなせます。R4はプラス電源を通してGNDに接続しています。電源のインピーダンスは非常に低いものとみなせるので、R3、R4の合成抵抗は、, で31.83Hzになります。 カットオフ周波数の入力信号に対して‐3dB（0.707倍）となります。入力信号が300mVとわかるように、縦軸をマウスの右ボタンでクリックして、次に示す縦軸の表示の設定画面を表示しLinearを選択しました。Top、Tickなどの設定値はデフォルトで適切な値が設定されていました。, dB表示からリニアの表示に変更され、入力信号が300mVあることが容易に確認できました。, 青色のV(out2)でOUT2のシミュレーション結果を示しています。 V(in2)に比べカットオフ周波数が700Hzくらいになっています。これらは負帰還回路のコンデンサC2によるインピーダンスの増加が増幅度の低下を招き、IN2より低域がカットされた結果となっています。, コンデンサC2の影響を受けない場合の周波数特性を確認するために、グラフに増幅回路の増幅率(22k+100k)/22kをIN2に乗算した結果を表示します。グラフの画面をマウスの右ボタンでクリックして、表示されるリストからAdd Tracesを選択し、次の画面を表示します。, 茶色のラインが、計算で得られたC2の影響を受けない場合の結果です。低域部での茶色のカーブと青のカーブの差はコンデンサC2による低域のカットのためです。高域部での差は、OPアンプの周波数特性により高域の増幅度が減少しているためです（青色のOUT2の100kHz付近からの出力波形）。, コンデンサのC2の値をC1の影響に比べ十分小さな影響しか与えないようにするために、容量を0.1μから10μFに変更してシミュレーションを行うと、次のような結果を得られました。低域部の青のラインに茶色のラインが重なってコンデンサの影響が無視できます。, C3で直流分をカットした出力を緑色で示します。C3とR5ではOUTに対してローカット・フィルタの構成になっています。カットオフ周波数も318Hzなので、大きくカットされています。, 単電源で駆動するOPアンプの場合は、直流カット用のコンデンサはローカットのフィルタの役割も果たします。そのために低域の周波数特性が問題になる場合、コンデンサの容量は注意して選びます。 カットオフ周波数からコンデンサ、抵抗、入出力抵抗を考慮してそれぞれ決めることができます。一方シミュレーションのステップ・コマンドで可能性のある範囲のコンデンサの値を変化させて容易に適切な値を選定することもできます。 アナログデバイセズのADALM2000が、2019/3/27から秋月電子通商でも12,580円で入手できるようになりました。次回、今回のシミュレーション結果を、ADALM2000を用いて実際の回路で確認します。, (1) LTC1144 (2) LTC1144 (2) (3) LTC1144 (3) (4) LTC3261（1） (5) LTC3261（2） (6) LTC3202（1）.