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回路シミュレータLTspiceで学ぶ電子回路

回路シミュレータLTspiceで学ぶ電子回路

  • 著者渋谷 道雄
  • 定価3,456円 (本体3,200円+税)
  • 判型B5変
  • 440頁
  • ISBN978-4-274-06850-8
  • 発売日2011/07/26
  • 発行元オーム社

LTspiceを使って電子回路を学ぶ!!

本書はLTspice(回路シミュレータのフリーソフト)を使って電子回路を学ぶものです。電子回路の理論についても解説します。回路の実例は、スイッチング電源、オペアンプ、その他の電子回路など。その中でスイッチング電源に重点を置きますが、LTspiceがスイッチング電源に向いているという理由のほか、スイッチング電源の需要が伸びてきていることもあり、解説を十分にしていきます。
まえがき
LTspice 作者によるまえがき(英文PDF 版「Preface 」からの抄訳)
LTspice の歴史的背景
LTspice Ver.III からVer.IV への主な改良点
サンプルファイルについて
第1部 LTspice 基礎編
第1章 まず使ってみよう
1.1 ダウンロードとプログラムの更新
ソフトウェアのダウンロードとインストール
プログラムの起動
プログラムとデータの更新
公式マニュアルについて
LTspice IV の特長
本書での表記に関するルール(慣習的な用法を含む)
必要なハードウェアとOS
Linux 上での利用
1.2 クイック・スタート・ガイド
使い始める前の初期設定
簡単シミュレーションと波形観測
マウスカーソルを使ったグラフの簡単な読み取り
グラフ・カーソルを使ったグラフの読み取り
効率のレポート
部品電力の瞬時値のグラフ表示
BOM(部品表)のレポート
部品のパラメータ編集(簡単な例題)
部品の付け替え(負荷応答特性の例)
Op.Amp. の.tran 解析の例題
Op.Amp. の.AC 解析の例題
回路図・波形表示・ネットリストのカラー設定・編集
ホット・キーの設定・編集
ファイル・メニュー
第2章 回路図入力
2.1 基本的な回路図編集
回路図作成に関するルール
2.2 新しい部品の配置
部品・配線の配置・編集
回路図のコピー
ビジブル・アトリビュート編集
部品を特徴づけるパラメータ編集
汎用のアトリビュート編集
配線
ノードにラベルを付ける
バス配線
PCB ネットリストの出力
2.3 回路要素
回路要素の記述に関する解説
素子を記述する「構文」(Syntax)
電源関連素子
電源関連オプション
受動部品
能動素子
スイッチ素子
伝送線路
特殊機能
2.4 階層化(ハイアラキ)
新しいシンボルの作成
ピンの追加
階層化の簡単な例題
シンボルの自動生成
Column ラプラス変換とフーリエ変換
第3章 シミュレーション・コマンドとスパイス・ディレクティブ
3.1 解析命令のドット・コマンド
.TRAN 解析(時間に対するトランジェント(過渡応答)解析)
.AC 解析(周波数応答を調べる・小信号AC 解析)
.DC 解析(直流スイープ(掃引)解析)
.NOISE 解析(ノイズ解析)
.OP 解析(動作点解析)
.TF 解析(直流小信号伝達関数解析)
3.2 スパイス・ディレクティブ
3.3 コメント(Comment)
3.4 使用頻度の高いドット・コマンド
.OPTIONS(シミュレーションのオプション設定)
.INCLUDE(ほかのファイルのインクルード(読み込み))
.LIB(ライブラリの読み込み)
.MODEL(SPICE モデルの定義)
.PARAM(ユーザ定義パラメータ)
.STEP(パラメータ掃引)
.SAVE(保存データの指定)
.TEMP(温度掃引)
3.5 サブサーキットに関するドット・コマンド
3.6 その他のドット・コマンド
.BACKANNO
.END(ネットリストの終了)
.FOUR
.IC(初期状態の設定)
.NODESET(初期の動作点の値を与える)
.SAVEBIAS(動作点の保存)
.LOADBIAS(以前解析したDC 解を読み込む)
.NET(.AC 解析における、回路網パラメータの計算)
.FUNC(ユーザ定義関数)
.FERRET(URL で与えられるファイルのダウンロード)
.WAVE(選択したノードの.wav ファイルへの書き出し)
.NODEALIAS
第4章 波形ビューワ
4.1 プロット・ペイン(波形表示窓)
4.2 データ・トレースの選択
プロット環境と条件の保存
4.3 波形の演算
4.4 ユーザ定義関数
4.5 軸のコントロール
x 軸の変数設定
群遅延グラフ表示
高速フーリエ変換(FFT)表示
ステップ実行時のトレースの選択
表示データ圧縮の影響
4.6 ファスト・アクセス・ファイル・フォーマット
4.7 グラフ読み取り・演算コマンド
.MEASURE コマンド
第5章 コントロールパネル
5.1 コントロールパネル概要
5.2 各パネルの設定
Operation
Hacks
Internet
Netlist Options
Waveforms
Compression
Save Defaults
SPICE
Drafting Options
第6章 簡単な回路例
6.1 R・C・L のV-I 特性
抵抗
キャパシタ(コンデンサ)
インダクタ(コイル)
【補足】RLC 直列回路のステップ応答
6.2 C・L の交流特性
C(キャパシタンス)の周波数特性とRC フィルター
L(インダクタンス)の周波数特性とRL フィルター
6.3 能動素子のV-I 特性
バイポーラ・トランジスタ
電界効果トランジスタ(FET)
6.4 トランジスタ交流増幅器
1 段トランジスタ交流増幅器
2 段トランジスタ交流増幅器
6.5 CMOS ロジック回路
NOT(否定(インバータ))
NAND(2 入力・論理積の否定)
NOR(2 入力・論理和の否定)
第7章 スイッチング電源トポロジー
7.1 Buck(降圧)コンバータ
7.2 Boost(昇圧)コンバータ
同期整流
逆起電力
7.3 フライバック・コンバータ
7.4 SEPIC コンバータ
7.5 Cuk コンバータ
7.6 Buck-Boost(昇降圧)コンバータ
7.7 フォワード・コンバータ
第8章 Op.Amp. を使った回路
8.1 Op.Amp. とは
理想的Op.Amp. と現実のIC の違い
Op.Amp. を利用した典型的な増幅回路
8.2 Op.Amp. の.AC 解析の例題
Op.Amp. のマクロ・モデルを使った基本的シミュレーション
利得のあるハイパスフィルター
利得のあるローパスフィルター
Op.Amp. を利用したシュミット回路
第9章 参考回路例
9.1 Educational フォルダにある回路例
RC ノッチフィルター
Howland 定電流回路
バンド・ギャップ・リファレンス
9.2 ロジック・シミュレーション例
LTspice のロジック・ライブラリ
2 進カウンタ(バイナリ・カウンタ)
加算器
9.3 その他の応用回路例
サウンド・ファイルの出力例
WAVE ファイルを読み込み周波数解析
第10章 SPICE モデルの取り扱い
10.1 テキスト・ドリブン形式の表記法
テキスト・ドリブン形式で表記する意味と歴史的背景
テキスト・ドリブン形式で表記するための基本的文法
テキスト・ドリブンの例題
10.2 SPICE Model を回路図中に取り込む(A )
モデル・ファイル(.MODEL)の扱い方
SUBCKT(テキスト・ファイル)で記述されたFET の例
10.3 SPICE Model を回路図中に取り込む(B )
サブサーキット(SUBCKT)の扱い方
10.4 SPICE Model を回路図中に取り込む(C )
Op.Amp. のサブサーキット(SUBCKT)の扱い方
10.5 ディスクリート部品のライブラリの編集
第11章 その他の情報
11.1 スイッチング電源設計のポイント
配線の基本 ― 太く短く
平滑コンデンサのESR とESL
PCB 上の配線長とビア・コンタクト
11.2 スイッチング電源評価のポイント
正しく波形を測定する
フェライトビーズの効果
Boost やSEPIC で、SW 端子電流を測る ― 逆起電力に注意
入力の電源スイッチでON/OFF を繰り返していたらIC が壊れた
適切なスナバが付いていない
IC が破壊したときの問題点の切り分け
11.3 SMPS の周波数応答特性(FRA )
周波数応答解析(FRA)
スパイス・ディレクティブによる計算の補足説明
11.4 コマンド・プロンプトからのバッチ処理
大量のシミュレーションの連続実行
11.5 エラー・メッセージ
"Timestep too small" と表示されてシミュレーションが停止する
シミュレータを疑う前に
11.6 LTspice で使える関数
11.7 旧デモファイルを利用する
有用なインターネット・サイトおよび参考図書
ユーザーズ・グループ
索引

 本書は、必ずLTspiceをダウンロードしてからお使いください。
 ここでは、各章で解説した例題の回路ファイルとシミュレーション・データファイルなどを、圧縮ファイル(zip形式)で提供しています。ダウンロード後、解凍してご利用ください(LT_Files_DATA.zip;約1.6MB)。

  • 本ファイルは、本書をお買い求めになった方のみご利用いただけます。本書をよくお読みのうえ、ご利用ください。また、本ファイルの著作権は、本書の著作者である、渋谷道雄氏に帰属します。
  • 本ファイルを利用したことによる直接あるいは間接的な損害に関して、著作者およびオーム社は、いっさいの責任を負いかねます。利用は利用者個人の責任において行ってください。また、ソフトウェアの動作・実行環境、操作についての質問には一切お答えすることはできません。