LTspice能打破物理学吗？

不要沮丧——它是压缩的

很难创建如图1所示的更简单的电路。它只是一个电流源和一个电阻器：

图1 简单电路

LTspice文件：模拟器选项.zip

我们的电路见解告诉我们，我们希望看到一个20mV的峰值波形位于负9V DC偏移上，但我们实际得到的看起来像是无稽之谈：

图2 异常输出

您在这里看到的是LTspice对原始数据文件的有损压缩的伪影 - 与JPEG（有损）与.TIFF（无损）图像没有什么不同。LTspice默认使用压缩，所以诀窍是关闭它，看看会发生什么。尽管您可以在模拟器选项（“工具”>“控制面板”>“压缩”）中执行此操作，但当您重新启动LTspice时，压缩设置将重置为默认值。要确保您的原理图保留压缩设置，请使用 SPICE 指令'.选项 plotwinsize=0' 以关闭压缩。现在我们得到了我们所期望的。

图 3 按预期输出

精度总是伴随着权衡，因此在这种情况下，.raw文件的大小从 7kb 膨胀到 72kb。在这种情况下，仿真速度和波形显示时间相对微不足道，但对于涉及更多仿真，关闭压缩可能会导致文件.raw非常大，显示速度很慢，因此请谨慎使用此提示。

重要提示#1：如果出现奇怪的波形，请使用.选项 plotwinsize=0 关闭压缩。

轻松的FFT

EngineerZone 上有很多关于 FFT（快速傅立叶变换）仿真的问题。这里没有挑出一个具体的例子，而是另一个简单的电路来展示一些陷阱。

图4 另一个简单电路

LTspice文件：FFT.zip

运行瞬态仿真后，要从绘图窗格中查看FFT，请单击查看FFT，>然后选择V（输出）并单击确定。

图 5 外观奇怪的 FFT

我们预计在1kHz时会有一个漂亮的尖锐峰值，但峰值很宽，频谱中有很多混乱。部分问题在于没有足够的信息来生成良好的FFT。我们可以将仿真时间从 10ms 增加到 50ms，以便为我们提供更多数据。结果如下图 6 所示。现在我们有一个更尖锐的峰值，但我们仍然在噪底中有一些摆动，但现在它们看起来比以前更糟。

图 6 更长的模拟时间

我们可以做的其他事情是通过减少时间步长来增加FFT的数据点数量。右键单击模拟命令并将最大时间步长设置为 10ns。由于保存的数据量增加，模拟将需要更多时间才能完成。

图 7 调整最大时间步长

现在我们的本底噪声较低，但仍有一些高频尖峰。是什么原因造成的？LTspice是否会给我们的纯1kHz正弦波信号增加噪声？

图 8 带压缩的 FFT

到现在为止，你的直觉已经发挥作用，你开始认为这些可能是压缩伪影。让我们看看当我们使用 .选项 plotwinsize=0 指令。

图 9 未压缩的 FFT

嗯，它看起来更好，但它不是我们期望的纯1kHz正弦波。但是，我们的军械库中还有一个工具可以提供帮助。默认情况下，LTspice使用单精度计算，但我们可以要求模拟器使用带有numdgt选项的双精度数字，将其设置为数字>6。

图 10 使用双精度

最后，一个以1kHz为中心的纯正弦波，本底噪声中没有哈希值！

重要提示#2：如果仍然得到奇怪的波形，请使用.选项 numdgt=15 使用双精度

结论

分享了一些方便的技巧，以便在我们需要显示合理波形的准确性时提高仿真的准确性。LTspice会违反物理定律吗？LTspice为工程师解决了问题，你得到的结果通常足够接近所有实际目的。