分段線性(PWL)函數(shù)是一系列直線段,可用于在LTspice?中創(chuàng)建電壓或電流波形。PWL段通過(guò)時(shí)間/數(shù)值對(duì)進(jìn)行定義,是瞬態(tài)仿真中用于描述電壓或電流波形的眾多方式之一。

要將PWL函數(shù)添加到新布置的電壓源或電流源,請(qǐng)右鍵單擊原理圖中的電壓源或電流源符號(hào)。接下來(lái),點(diǎn)擊Advanced(高級(jí))查看所有設(shè)置,并選擇Functions(函數(shù))部分中的PWL(t1 v1 t2 v2…)。

圖1. 定義PWL函數(shù)中的時(shí)間和數(shù)值點(diǎn)

定義PWL波形

選擇 PWL(t1 v1 t2 v2…)之后,在輸入字段中輸入時(shí)間/數(shù)值對(duì)(僅輸入所需數(shù)量的參數(shù)對(duì))。如果需要4個(gè)以上的點(diǎn),請(qǐng)點(diǎn)擊 Additional PWL Points(更多PWL點(diǎn))。完成后點(diǎn)擊OK(確定)。

LTspice會(huì)利用Advanced(高級(jí))設(shè)置對(duì)話框中輸入的值構(gòu)造一個(gè) PWL語(yǔ)句:

PWL (0 0 1m 1 2m 1 3m 0)

圖1和圖2顯示了一個(gè)包含四個(gè)點(diǎn)對(duì)的示例及相應(yīng)的PWL函數(shù)語(yǔ)法。

PWL-Examples.asc是一個(gè)LTspice原理圖文件,包含了本文中的此示例和其他示例。

圖2. 原理圖中顯示的電壓源的相應(yīng)PWL語(yǔ)法

在PWL波形中使用相對(duì)時(shí)間值

時(shí)間值也可采用相對(duì)前一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的增量形式定義,只需在時(shí)間前添加“+”號(hào)即可。

PWL (0 0 +1m 1 +1m 1 +1m 0)

圖3同時(shí)顯示了絕對(duì)時(shí)間和相對(duì)時(shí)間,其生成的波形相同。

圖3. 使用絕對(duì)時(shí)間和相對(duì)時(shí)間生成的相同PWL波形

定義重復(fù)PWL波形

LTspice允許在Advanced(高級(jí))對(duì)話框中編輯時(shí)間/數(shù)值對(duì)。要探索PWL的其他語(yǔ)法元素,請(qǐng)右鍵單擊原理圖中的PWL語(yǔ)句以繼續(xù)編輯。要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)重復(fù)PWL波形,請(qǐng)?jiān)赑WL語(yǔ)句中添加REPEAT和ENDREPEAT。

要使圖3中的示例波形重復(fù)一定次數(shù),請(qǐng)使用REPEAT FOR X:

PWL REPEAT FOR 5 (0 0 1m 1 2m 1 3m 0) ENDREPEAT

要使圖3中的示例波形重復(fù)無(wú)限次,請(qǐng)使用REPEAT FOREVER:

PWL REPEAT FOREVER (0 0 1m 1 2m 1 3m 0) ENDREPEAT

圖4顯示了原始PWL示例、該波形重復(fù)五次的版本以及無(wú)限重復(fù)的波形(右鍵單擊波形查看器并選擇Add Plot Pane Above/Below)(在上方/下方添加繪圖窗格)可創(chuàng)建多個(gè)繪圖窗格)。

圖4. 使用REPEAT FOR和REPEAT FOREVER參數(shù)構(gòu)建的PWL波形

使用觸發(fā)條件啟動(dòng)PWL序列

圖5顯示了一個(gè)依賴(lài)觸發(fā)條件的PWL波形示例。在此示例中,當(dāng)觸發(fā)表達(dá)式(V(trig) > 1)為真時(shí),波形序列開(kāi)始。當(dāng)表達(dá)式為假時(shí),波形停止。

在此示例中,當(dāng)觸發(fā)條件為真時(shí),波形會(huì)重復(fù):

PWL REPEAT FOREVER (0 0 1m 1 2m 1 3m 0) ENDREPEAT TRIGGER V(trig)>1

拉伸或縮小PWL波形

PWL參數(shù)TIME_SCALE_FACTOR和VALUE_SCALE_FACTOR可用于拉伸或縮小波形。圖6顯示了原始波形及周期長(zhǎng)度減半、幅度加倍的波形:

PWL TIME_SCALE_FACTOR=0.5 VALUE_SCALE_FACTOR=2 REPEAT FOREVER (0 0 1m 1 2m 1 3m 0) ENDREPEAT

圖6. 在時(shí)間和電壓(或電流)值維度上對(duì)波形進(jìn)行縮放

使用文本文件來(lái)定義PWL波形

為構(gòu)建具有大量點(diǎn)的波形,從文本文件導(dǎo)入這些點(diǎn)有助于保持原理圖簡(jiǎn)潔,避免雜亂。文件名在PWL語(yǔ)句中指定:

PWL REPEAT FOREVER FILE=data.txt ENDREPEAT

圖7以一個(gè)導(dǎo)入的無(wú)限重復(fù)波形為例,展示了其文本文件和相應(yīng)的波形。有關(guān)導(dǎo)入波形數(shù)據(jù)的更多信息,包括FILE、SCOPEDATA和WAVEFILE導(dǎo)入語(yǔ)法,請(qǐng)參見(jiàn)LTspice手冊(cè)。

圖7. 從文本文件導(dǎo)入波形數(shù)據(jù)

LTspice手冊(cè)的“電壓源”和“電流源”部分介紹了PWL函數(shù),可供進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)瞬態(tài)仿真需要任意源波形時(shí),PWL函數(shù)支持靈活定義(或?qū)?波形數(shù)據(jù)。