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利用者:加藤勝憲/LTspice

LTspice
ファイル:Linear Technology Corporation logo.svg
作者 Mike Engelhardt[1]
開発元 リニア・テクノロジー[1] アナログ・デバイセズ[2]
初版 1999年10月
(24年前) (1999-10)[1]
最新版
17.1.15（Windows版） / 17.1.5（MacOS版）[3] / 2023年11月15日 (2023-11-15)[3]
対応OS Windows 7, 8, 8.1, 10, macOS 10.10+
プラットフォーム IA-32, x86-64
サイズ Windows (58 MB), MacOS (30 MB)
対応言語 英語、日本語
種別 EDAソフト
ライセンス フリーウェア[4][5]
公式サイト LTspice webpage
テンプレートを表示

LTspiceは、 コンピューター用ソフトウェアで、SPICEベースのアナログ電子回路シミュレーターである。半導体メーカーのリニア・テクノロジー社によって開発され、リニア社がアナログ・デバイセズ社に買収されてからは、アナログ・デバイセズ社に承継された[2]。このソフトウエアは、業界で最も広く配布され、使用されているSPICEソフトウェアである[6][4][5]。LTspiceはフリーウェアで、各機能に制限（機能の制限、ノードの制限、コンポーネントの制限、サブ回路の制限）はない[6][7]。

アナログ・デバイセズ、リニア・テクノロジー、マキシム・インテグレーテッド、およびサードパーティからのSPICE用マクロモデルライブラリが付属している。

概要

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LTspiceは、電子回路の電子回路図を入力する回路図キャプチャ、強化されたSPICEタイプのアナログ電子回路シミュレータ、およびシミュレーションの結果を表示する波形ビューアを提供している[2]。トランジェント、ノイズ、交流、直流、DC 伝達関数、DC 動作点に基づく回路シミュレーション解析を実行し、フーリエ解析と同様にプロットできる[8]。また、コンポーネントの熱放散を計算し、効率レポートを生成することもできる。DC-DC コンバータのスイッチモード電源(SMPS) のシミュレーションを高速化するための拡張機能と専用モデルがある[2][9]。

LTspiceはプリント回路基板(PCB) レイアウトを生成しないが、ネットリストを PCB レイアウト ソフトウェアにエクスポートできる[10]。 LTspiceは単純な論理ゲートのシミュレーションをサポートしているが、論理回路のシミュレーション用に特別に設計されたわけではない。

高周波エレクトロニクス、パワーエレクトロニクス、オーディオエレクトロニクス、デジタルエレクトロニクスなどの分野で多くのユーザーに使用されている。

LTspice / SwitcherCAD III

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1999年にLTspiceIII が公開され、 Windows 95、98、98SE、ME、NT4.0、2K、XP で動作した[1]。当初、1999年10月にリニア・テクノロジー社の Field Application Engineers (FAE) に社内でリリースされ、その後CDROMメディアを介して顧客訪問中に配布された[1]。2001年6月に、リニア・テクノロジー社の Web サイトから一般にダウンロードできるようにリリースされた[9][1]。当初はMicrosoft Windows プラットフォームでのみ実行できたが、2003年以降、Wine Linuxの Windows互換レイヤーで実行できるようになった[11]。

LTspiceIV

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2008年に LTspiceIV がリリースされ[7][1] [12]。Pentium 4プロセッサと同様の最小限の命令セットを含むプロセッサを搭載した Windows 2K、XP、Vista、7 で実行するように設計されていた[13]。LTspiceは当初はSwitcherCAD と呼ばれていたが、IV のリリース時にその名前は削除された[1]。ネイティブの Apple macOS 10.7+ アプリケーションが 2013年に発表された[14]。

LTspiceXVII

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2016年に LTspiceXVII がリリースされ[6]、 Windows 7、8、8.1、10、およびmacOS 10.9+ の 32 ビット版または 64 ビット版で動作するように設計されている[2]。

LTspiceIV から LTspiceXVII への主な変更点の概要は次のとおり。

  • 64 ビットの実行可能ファイルの追加[6]。
  • 回路図、ネットリスト、プロットにUnicode文字を追加[6]。
  • IGBT 、ダイオード ソフト リカバリ、任意ステート マシンのデバイス方程式を追加[6]。
  • ユーザー定義のシンボルとライブラリ ディレクトリの検索パス設定を LTspiceコントロール パネルに追加。
  • Microsoft Windows で回路図のサムネイルとプレビューがサポートされた[6]。
  • ほとんどのSPICEコマンドのエディターを追加[6]。
  • マルチモニターのサポート[6]。

アップデート

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毎月、新しい SPICEモデル、修正された SPICEモデル、またはソフトウェアの変更を含む LTspiceの更新がリリースされている。ユーザーは、「ツール」 プルダウン メニューから 「同期リリース」 を選択することにより、いつでも手動で LTspiceを更新できる。 「ヘルプ」 プルダウン メニューの 「変更ログを表示」 を選択すると、LTspiceXVII が最初にリリースされてからのすべての SPICEモデルとソフトウェアの変更のリストが表示される[3]。

2017年 3 月、リニア・テクノロジー社はアナログ・デバイセズ社に統合され、アナログ・デバイセズ コンポーネントの SPICEモデルが徐々に LTspiceに徐々に追加された。

2021年8月、 マキシム・インテグレーテッド社はアナログ・デバイセズ社と合併し、マキシム・インテグレーテッドコンポーネントの SPICEモデルが LTspiceに徐々に追加された。

Windows XP と MacOS 10.9、および古いバージョンの Windows と MacOS 用の更新プログラムは提供されなくなった。

デバイス モデル

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多数のマクロモデルの提供

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LTspiceには、何千ものサードパーティ製マクロモデル（コンデンサ、ダイオード、インダクタ、抵抗器、トランジスタ、フェライト ビーズ、光アイソレータ、 555 タイマーなど）と、アナログ・デバイセズおよびリニア テクノロジーの部品のマクロモデル（ ADC 、アナログスイッチ、コンパレータ、 DAC 、フィルタ、オペアンプ、タイマー、電圧リファレンス、電圧スーパーバイザ、電圧レギュレータ、0.01% クワッド抵抗ネットワークなど)が公開されている[2][7]。デバイス ライブラリでのアナログ・デバイセズの部品番号は「AD」、リニア・テクノロジーの部品は「LT」で始まる[15]。

独自のマクロモデルの定義が可能

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LTspiceを使用すると、ユーザーは LTspiceに同梱されているデバイス モデルから選択できるだけでなく、独自のデバイス モデルを定義できる[16]。

操作性の改善点

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LTspiceXVII から、コントロールパネルの設定が追加され、ユーザーがサード パーティのデバイス シンボルとライブラリの検索ディレクトリを指定できるようになった。LTspice-> Tools -> Control Panel -> Sym. & Lib. Search Paths . [17]

固有の SPICEモデルを説明するテキストは、SPICEディレクティブの.opボタンを使用して LTspice回路図に直接配置できる[18]。この方法の利点は、回路図ファイルを配布するときに、サードパーティ製モデルが回路図の一部として自己完結していることである。同じ.modelをコンピュータのASCIIテキスト ファイルにコピーすることもできまる[19]が、回路図を別のコンピュータにコピーすると、回路図と共に「移動」することはない。たとえば、次のダイオードの部品番号は、現在の LTspiceデバイス ライブラリには含まれていない。

.model 1N4004 _WIKI D(Is=500p Rs=0.12 N=1.6 Tt=4u Cjo=40p M=0.35 BV=400 Ibv=5.00u Mfg=BobCordellBook Type=Silicon) [20][21]
.model 1N4007 _WIKI D(Is=7.02767n Rs=0.0341512 N=1.80803 Tt=1e-07 Cjo=1e-11 Vj=0.7 M=0.5 Eg=1.05743 Xti=5 Fc=0.5 BV=1000 Ibv=5e-08 Mfg=OnSemiconductor Type=Silicon) [22] [23]
.model 1N5408 _WIKI D(Is=63.0n Rs=14.1m N=1.70 Tt=4.32u Cjo=53.0p M=0.333 BV=1000 Ibv=10.0u Mfg=DiodesInc Type=Silicon) [24] [25]

番号規則

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LTspiceでは、数値は 4 つの異なる方法で表現できる。整数（つまり 1000）、実数（つまり 1000.0）、科学的電子表記（つまり 1e3、1.0e3）、スケール ファクタ表記（つまり 1K、1K0）である[26]。

数値の後の最初の文字が、科学的 e 表記法またはスケール係数接頭記号 (表の左の列) の文字 " e " でない場合、後続の文字は無視される[26]。たとえば、5 は 5V / 5Volt / 5 Volts / 5 Hz / 5ヘルツ.と同じように扱われる。

倍率

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整数と実数は、スケールファクター (乗数) 接頭記号をサポートする[26]。これらは、主にメトリック規則に基づいている。

接頭記号 (左の列) は、大文字/小文字/大文字と小文字を混在させることができ、大文字と小文字を区別しない[26]。たとえば、1MEG / 1meg / 1Meg は 1000000 を表し、1k / 1K は 1000 を表す。

接頭記号 (左の列) の後に追加されたテキストはすべて無視される[26]。たとえば、2Meg Hz / 2Mega Ohmは 2000000 を表し、3m V / 3mOhm は 0.003 を表、4uF / 4uヘンリーは 0.000004 を表す。

LTspiceでは、任意の接頭記号 (左の列) を実数の小数点に置き換えることができる。これは、印刷された回路図の一般的な形式である[26][17]。たとえば、4K7 は 4700 を表し、1u8 は 0.0000018 を表す。

スパイス
接頭記号[26] 		倍数 単位 10のべき乗 数値 注意事項とよくある間違い
T テラ 兆 10 12 1000000000000
G ギガ 十億 10 9 1000000000
MEG メガ 100万 10 6 1000000 m / meg / milの間違った使い方は、すべての SPICEプログラムでよくある間違い。
k キロ 千 10 3 1000 LTspiceでは ( kの代わりに) Kの間違った使用が許容される。
m ミリ 1000分の1 10 -3 0.001 「1m」と「1M」は「1 メガオーム」を意味するのではなく、「 1MEG 」が正しい[26]。
uまたはµ マイクロ ミリオン 10 −6 0.000001 古い SPICEソフトウェアはµ (ミュー) 文字をサポートしていない[17]。
n ナノ 10億番目 10 −9 0.000000001
p ピコ 兆番目 10 −12 0.000000000001
f フェムト 千兆回 10 −15 0.000000000000001 「1f」と「1F」は「1ファラッド」という意味ではなく、「1」が正しい[26]。
mil thou 25.4×10 -6 0.0000254 milは 1/1000インチ(0.001") で、25.4μm である[26]。

互換性

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LTspiceはもともと Berkeley SPICE3f5 ソースコードに基づいていたが[1]、もはやそうではなく、競合他社の SPICEプログラムにも移植性のない機能がある。

一部の SPICEプログラムでサポートされていない可能性のある LTspice機能:

  • 回路図、ネットリスト、プロットのUnicode文字[6]。これは LTspiceXVII の新機能であり、古いバージョンの LTspiceは Unicode をサポートしていない[6]。
  • Unicode (U+00B5) µマイクロ(10 -6 ) スケール ファクターとして使用される ASCII (hex 75) u文字の代替記号としてのマイクロ文字。 LTspice-> Tools -> Control Panel -> Netlist Options -> Convert ' µ ' to 'u'オプション設定を参照[17]。
  • Unicode (U+2212) − ASCII (hex 2D) の代替記号としてのマイナス文字−マイナス/ダッシュ/ハイフン文字[3]。
  • 小数点を置き換える接頭記号。 LTspice-> Tools -> Control Panel -> SPICE-> Accept 3K4 as 3.4K 3.4K のオプション設定を参照のこと[17]。

LTspiceは次の機能をサポートしていない：

  • LTspiceは、「atto」 10 −18 、「peta」 10 15 、または「exa」 10 18のスケール係数をサポートしていない。
  • HSPICEは、「atto」 10 −18 'a'をサポートする。LTspiceやその他の SPICEソフトウェアと互換性を持たせるには、 'e-18'に置き換える必要がある。
  • HSPICEは、「meg」 10 6の同義語として'X'をサポートする。LTspiceやその他の SPICEソフトウェアと互換性を持たせるには、 'e6'または'MEG'に置き換える必要がある。

ノード名の規則

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LTspiceでは、 Label Netツール ボタンまたはF4キーを使用して、回路図上のノード/ネット (接続ポイント) にラベルを付けることができる。 "Label Net" ウィザードには、ラベル、2 つの定義済みグラフィック シンボル (GND、COM)、またはユーザー定義のノード/ネット名の 3 つの選択肢がある[27]。

2 つのグラフィック シンボルは、次のことを表す。

  • GND - グランド シンボルは、特別なグローバル ネット名「0」を持つノードを割り当てる[27]。
  • COM - COM シンボルは、特別な意味を持たない「COM」というネット名を持つノードを割り当てる[27]。

歴史的に、 SPICEおよび古いバージョンの LTspiceソフトウェアは、ノード/ネット名に対して印刷可能なASCII文字のみをサポートしていたが、LTspiceXVII はUnicode文字のサポートを追加した[6]。

ユーザー定義の名前は、テキスト名の前に追加できる 2 つのオプション機能をサポートしている。

  • _ -アンダースコアにより、オーバーバーが名前全体の上に配置される。これは通常、アクティブな低信号を意味する。たとえば、「_RESET」は回路図では「 RESET 」と表示される[28]。
  • $G_ - これは、回路階層のどこで名前が発生しても、ノードがグローバルであることを意味する。たとえば、「$G_ENABLE」/「$G_ERROR」である。グラウンド記号も同様に処理されるが、先頭に「$G_」が追加されていない[27]。

ノード/ネット名が回路図に配置されると、5 つの異なる視覚的表現のいずれかになる。 2 つは自動的に決定され、残りの 3 つは 「ラベル ネット」 ウィザードの「ポート タイプ」フィールドで選択される[27]。

  • None - ベア テキスト。これがデフォルトである[29]。
  • Global - テキストの周囲の「長方形」。これは、"$G_" で始まるグローバル ネット名に対して自動的に表示される[29]。
  • Input - テキストの周りの「三角形の端を持つ長方形」。これは、「ラベル ネット」 ウィザードの 「ポート タイプ」 フィールドで選択される[29]。
  • Output - テキストの周りに「もう一方の端に三角形がある長方形」。これは、「ラベル ネット」 ウィザードの 「ポート タイプ」 フィールドで選択される[29]。
  • Bidirectional - テキストの周囲に「両端に三角形がある長方形」。これは、「ラベル ネット」 ウィザードの 「ポート タイプ」 フィールドで選択される[29]。

ファイル形式

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LTspiceファイルの多くはASCIIテキスト ファイルとして保存され、任意の ASCIIテキスト エディタプログラムで表示または編集できる。 ASCII ファイル形式の副次的な利点の 1 つは、印刷されたドキュメント、書籍、雑誌、データシート、研究論文、宿題に回路図を掲載できることである。これにより、読者は電子ファイルを配布しなくても LTspiceファイルを再作成できる。

LTspiceのファイル拡張子: [30]。

  • .asc -回路図。これは、 SPICEテキストベースのコマンドに基づくネットリストで構成されている[30]。
  • .asy - 回路図に表示される電子記号[30]
  • .cir - 外部ネットリスト入力[30]
  • .fft - FFTバイナリ出力[30]
  • .lib - モデル ライブラリ サブサーキット[31]
  • .plt -波形ビューアのプロット設定[30]
  • .raw - バイナリ出力、オプションの ASCII 出力[30]
  • .sub - サブサーキット[31]
  • .lib / .sub / .mod / .model - デバイス モデル。あらゆるファイル拡張子が許可されているが、ユーザーは一般的な拡張子に引き寄せられる傾向がある[30]。

例

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次の例は、それぞれを 2 つの異なるテキスト ファイルにコピーすることで表示できる。それぞれについて、この記事から灰色のボックス内のテキストをコピーし、ASCIIテキスト エディターに貼り付けて、テキスト ファイルとして保存する。両方のファイルは同じ「ベース名」を持ち、同じディレクトリにある必要がある。これを確認するには、LTspiceで「asc」ファイルを開き、LTspiceソフトウェア内の「実行」ボタンをクリックする。

  • LTspice_RC.asc
  • LTspice_RC.plt

回路図ファイル

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LTspiceの回路図は、ファイル名拡張子が「 asc 」の ASCII テキスト ファイルとして保存される[30]。

次の例は、4 つの回路図シンボルを含む単純なRC 回路の小さなLTspice回路図ファイルの内容を示している。下の 3 つの TEXT 行は、1) 停止時間パラメータが 10 msの過渡シミュレーション ディレクティブ ( .tran 10mS )、2) RC「出力」ネットの初期状態をゼロ ボルトに設定するSPICEディレクティブ ( .ic v(OUT)=0V ) である。 .ic v(OUT)=0V )、および 3) テキスト コメント (タイトル)。

Version 4
SHEET 1 880 680
WIRE 224 96 128 96
WIRE 128 160 128 96
WIRE 224 192 224 176
WIRE 288 192 224 192
WIRE 224 208 224 192
WIRE 128 288 128 240
WIRE 224 288 224 272
WIRE 224 288 128 288
WIRE 224 304 224 288
FLAG 224 304 0
FLAG 288 192 OUT
IOPIN 288 192 Out
SYMBOL res 208 80 R0
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 1K
SYMBOL cap 208 208 R0
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 1uF
SYMATTR SpiceLine V=50
SYMBOL voltage 128 144 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
WINDOW 0 7 10 Left 2
WINDOW 3 -20 57 Left 2
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value 10V
TEXT 120 344 Left 2 !.tran 10mS
TEXT 120 376 Left 2 !.ic v(OUT)=0V
TEXT 8 72 Left 2 ;RC Circuit - LTspice - Wikipedia

プロット ファイル

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LTspice波形ビューアのプロット設定は、「 plt 」というファイル名拡張子を持つ ASCII テキスト ファイルとして保存される[30]。このオプションのプロット ファイルが存在する場合、「実行」 ボタンが押された後にすべてのプロット プレーンが自動的に表示される。それ以外の場合は、波形を表示するために各ネットをクリックする必要がある。 Windows でプロット ファイルを作成するには、プロット グラフが表示されたら、右クリックして 「ファイル」 を選択し、「プロット設定の保存」 を選択する[32]。

上記の回路図の次の例は、 V (out) および I(R1 ) プロット グラフの上部にある。

[Transient Analysis]
{
  Npanes: 1
  {
   traces: 2 {524290,0,"V(out)"} {34603011,1,"I(R1)"}
   X: ('m',0,0,0.001,0.01)
   Y[0]: (' ',0,0,1,10)
   Y[1]: ('m',0,0,0.001,0.01)
   Volts: (' ',0,0,0,0,1,10)
   Amps: ('m',0,0,0,0,0.001,0.01)
   Log: 0 0 0
   GridStyle: 1
  }
}

参照

[編集]

脚注・参考文献

[編集]
  1. ^ a b c d e f g h i “LTspice Genealogy - The Heritage of Simulation Ubiquity”. LTwiki. December 2, 2018時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。
  2. ^ a b c d e f “LTspice”. Analog Devices. December 3, 2018時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。 引用エラー: 無効な <ref> タグ; name "LTspice-homepage"が異なる内容で複数回定義されています
  3. ^ a b c d “LTspice - Change Log”. Analog Devices. September 4, 2021時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。 引用エラー: 無効な <ref> タグ; name "LTspice-ChangeLog"が異なる内容で複数回定義されています
  4. ^ a b Mike Engelhardt: LTspice IV Help → F.A.Q. → License and Distribution. (Help of software version 4.19u of 4 September 2013)
  5. ^ a b Mike Engelhardt: LTspice IV Help → Introduction → License Agreement/Disclaimer. (Help of software version 4.19u of 4 September 2013)
  6. ^ a b c d e f g h i j k l “LTspice XVII Introduction”. LTwiki. December 2, 2018時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。 引用エラー: 無効な <ref> タグ; name "ltwiki-XVII-intro"が異なる内容で複数回定義されています
  7. ^ a b c “Linear released LTspice IV for multicore processors”. EE Herald (February 13, 2009). December 2, 2018時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。 引用エラー: 無効な <ref> タグ; name "EEherald-100659"が異なる内容で複数回定義されています
  8. ^ “Simulation Command”. LTwiki. May 13, 2019時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。
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  10. ^ “PCB Netlist Extraction”. LTwiki. May 13, 2019時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。
  11. ^ news:sci.electronics.cad: LTspice/SwitcherCAD III now runs on Linux accessdate=September 27, 2013
  12. ^ Pell (January 13, 2009). “Free SPICE software exploits multicore processors”. EE Times. January 17, 2011閲覧。
  13. ^ news:sci.electronics.cad: Announce: Multi-threaded LTspice accessdate=September 27, 2013
  14. ^ “LTspice IV Is Now Native on Mac OS X”. Evaluation Engineering (November 9, 2013). 2023年11月8日閲覧。
  15. ^ “General Ordering Information”. Linear Technology (September 18, 2008). October 3, 2016時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。
  16. ^ “Third-party Models”. LTwiki. May 13, 2019時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。
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  18. ^ [1]{{YouTube}}のエラー: 引数が不足しているか、引数名を間違えています。
  19. ^ Thomas Mosteller (2017年). “Importing Third-Party SPICE Models (slides)”. Analog Devices. March 8, 2020時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。
  20. ^ “SPICE Models”. Cordell Audio. March 8, 2020時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。
  21. ^ “Cordell Audio SPICE Model Library”. Cordell Audio (April 20, 2011). March 8, 2020時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。
  22. ^ “1N4007 Datasheet”. ON Semiconductor. March 8, 2020時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。
  23. ^ “Standard.dio library”. LTwiki. March 8, 2020時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。
  24. ^ “1N5408 Datasheet”. Diodes Inc. March 8, 2020時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。
  25. ^ “Spice Model Library”. Diodes Inc. March 8, 2020時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。
  26. ^ a b c d e f g h i j “LTspice - General Conventions”. LTwiki. December 5, 2018時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。 引用エラー: 無効な <ref> タグ; name "ltwiki-xvii-conventions"が異なる内容で複数回定義されています
  27. ^ a b c d e “Label a node name”. LTwiki. December 9, 2018時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。 引用エラー: 無効な <ref> タグ; name "ltwiki-ltspice-nodename"が異なる内容で複数回定義されています
  28. ^ “LTspice: Undocumented Shortcuts”. Analog Devices. December 9, 2018時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年11月8日閲覧。
  29. ^ a b c d e “Port Type drawing”. LTwiki. December 9, 2018閲覧。
  30. ^ a b c d e f g h i j What are the different LTspice file types; LTwiki.
  31. ^ a b Subcircuit structure guide; Audio perfection.
  32. ^ Save Plot Configurations; LTwiki.

関連文献

[編集]
  • SPICE Differentiation; Mike Engelhardt; Linear Technology; LT Journal of Analog Innovation; 7 pages; January 2015.
  • The LTspice IV Simulator: Manual, Methods and Applications; Gilles Brocard; Würth Elektronik; 744 pages; 2013; ISBN 978-3899292589. (Table of Contents)
  • Semiconductor Device Modeling with SPICE; 2nd Ed; Giuseppe Massobrio and Paolo Antognetti; McGraw Hill; 479 pages; 1993; ISBN 978-0070024694. (Table of Contents)
Books with LTspice chapters

外部リンク

[編集]

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