如何在 LTSpice 中模擬電子電路
1 分鐘
- 為何選擇 LTSpice？
- 安裝 LTSpice：
- 在 LTSpice 中建立線路圖：
- 執行模擬：
- 分析模擬結果：
- 進階功能：
- 結論
LTSpice 是由 Analog Devices 開發的一款功能強大且免費的 SPICE 模擬器，廣受工程師、業餘愛好者與學生用來在實際製作前模擬電子電路並分析其行為。本指南提供在 LTSpice 中進行電路模擬的逐步方法。若想進一步了解 PCB 及其製造，請參閱我們最新的 詳細文章。
這裡我們將設計一個 BJT 放大器電路，採用分壓偏壓法。更多細節會在後續文章中探討。本文不會深入說明放大器的設計流程，而是專注於使用此工具進行電路模擬。電路取自電子學標準教科書，元件值可調整以增加或降低增益。
為何選擇 LTSpice？
- 免費且功能豐富：相較於許多付費模擬工具，LTSpice 免費提供強大的功能組合。
- 精準的模擬引擎：針對類比與混合訊號電路進行最佳化。
- 龐大的元件庫：內建 Analog Devices 元件模型，並支援自訂模型。
- 易於使用：直覺的圖形介面讓初學者與專業人士都能輕鬆上手。
安裝 LTSpice：
- 下載：前往 Analog Devices 官網並進入 LTSpice 下載頁面。
- 安裝：執行下載的安裝程式，依照畫面指示完成安裝。
- 啟動：開啟 LTSpice 即可開始設計與模擬電路。
在 LTSpice 中建立線路圖：
1) 開啟新線路圖：點選 File > New Schematic。
2) 加入元件：
- 點選「元件（AND 閘符號）」按鈕或按 F2 開啟元件庫。
- 在線路圖區域點擊以放置所需元件。
3) 連接元件：
- 使用「連線」工具，點選鉛筆圖示或按 F3。
- 在元件接腳間點擊並拖曳以建立連線。
4) 加入接地：每個電路都需要接地參考。按 F2，搜尋「GND」並放置於線路圖中。
5) 設定元件值：在電阻、電容等元件上按右鍵即可更改數值。
執行模擬：
1) 加入電壓源：
- 按 F2，搜尋「Voltage」並放置於線路圖中。
- 按右鍵設定為 DC、AC 或暫態分析。
2) 定義模擬參數：
點選 Simulate > Edit Simulation Cmd。
選擇分析類型：
暫態分析：時間域模擬，觀察電路隨時間的行為。
AC 分析：頻率域響應分析。
DC 掃描：直流參數變化分析。
3) 執行模擬：
- 點選「執行（跑步人圖示）」或按 Ctrl+R。
- 點擊電路節點或放置探針即可檢視波形。
分析模擬結果：
- 點擊導線或元件端點即可繪製電壓波形。
- 在波形上按右鍵可自訂外觀與刻度。
- 使用 FFT（快速傅立葉轉換）工具進行頻域分析。
- 比較多個訊號以分析相位差及其他特性。
進階功能：
- 自訂元件：匯入第三方 SPICE 模型，使用預設庫中沒有的元件。
- 蒙地卡羅分析：分析因元件容差導致的電路性能變化。
- 參數掃描：自動研究元件值變化對電路的影響。
結論
LTSpice 是電子電路模擬的必備工具，免費提供強大功能。依照上述步驟，您可在實際製作前有效率地設計、測試與分析電子電路。掌握 LTSpice 將提升您原型製作與最佳化電子設計的能力。
LTspice 的多功能性使其成為業餘愛好者與專業人士不可或缺的工具。透過精通其模擬功能，您能最佳化設計、降低原型成本並確保可靠性。準備好實驗了嗎？試著模擬一個全波整流器或溫度感測電路吧。
持續學習
GPT-6 Astra 在 EasyEDA Pro 中設計 PCB：成功之處、失敗環節與經驗總結
重點摘要 測試內容：讓 GPT-6 Astra 存取本機安裝的原生 EasyEDA Pro 3.2.149，並根據四行書面需求，設計一個 TPA3116D2 立體聲擴大機。 產出成果：完成一片 44 × 34 mm、包含 40 個表面黏著元件（SMD）的雙層 PCB，以及內嵌元件庫、可編輯的原生 EasyEDA Pro 專案。 出現問題的環節：第一次完整匯入後，專案正常開啟，外觀看起來也合理，但初次原生驗證仍回報了涉及 120 個 PCB 焊墊的 50 項關聯不符。 修正方式：為每個匯入的封裝指定唯一名稱與識別碼後，全部 50 項訊息均已清除。問題源於 EasyEDA Pro 在匯入時，將元件庫名稱相同、但原本應保持獨立的封裝，視為同一個封裝。 尚未證實的事項：電路板僅通過軟體檢查，尚未製造、組裝或量測，因此不能據此對輸出功率、熱性能或電磁相容性（EMC）提出結論。 多數關於 GPT-6 Astra PCB 設計能力的討論，都集中在一項使用 KiCad 的示範。相同工作流程能否在另一款電子設計自動化（EDA）工具中重現，此前尚未有公開示範。 本次測試於 2026 年 9 月 10～11 日進行，使......
AI PCB 設計：透過 EasyEDA Pro 將提示詞轉化為 PCB
重點摘要 AI PCB 設計：透過 AI 代理，在實際的電子設計自動化（EDA）編輯器中，自動完成原理圖建立、元件選型、佈局與驗證，而不只是生成圖片。 工作流程：透過 EasyEDA API 閘道器、開源 API 技能套件與本機橋接伺服器，將 EasyEDA Pro 連接至 AI 程式開發代理，例如 Claude Code 或 Codex。 設定與本機運作：設定約需十分鐘，並完全採用本機優先架構：設計資料、API 呼叫與中間產生的程式碼，都不會離開您的電腦。 製造銜接：由於代理放置的是真實元件庫中的元件，匯出的物料清單（BOM）能對應至 JLCPCB 可採購並組裝的實際料號。 硬體設計一直存在一個與物理原理無關的瓶頸：花費大量時間拖曳符號、重新命名網路，以及微調走線位置。如果這些重複性的操作能交由 AI 代理處理，情況會如何？這個代理不只是畫出一張電路圖片，而是操作實際的 EDA 編輯器，放置真實的符號、導線與封裝，讓您可以將設計直接送交製造。 AI PCB 設計是在 EDA 環境中，透過 AI 代理自動處理部分原理圖建立、元件選型、PCB 佈局與設計驗證工作。這套工作流程已不再停留於構想。透過 ......
PCB 製造用 ODB 檔案實務指南
重點摘要 整合式資料：ODB++ 將製造圖形、網表、疊構與鑽孔跨層範圍整合在同一個資料包中。 減少錯誤：內嵌網表讓 CAM 軟體能在生產之前找出資料錯誤。 匯出前檢查：排除所有設計規則檢查問題、確保電路板外形封閉，並使用檢視器確認鑽孔跨層範圍。 建議做法：使用 Gerber 取得快速報價，同時備妥 ODB++ 資料，以便回覆工程詢問。 一個 Gerber 圖層可能只會表示：「在這裡畫一個 0.5 mm（20 mil）的圓。」ODB++ 則能將相同的圖形描述為 VCC 網路上的焊墊，並指出它連接至一個從第 1 層延伸至第 4 層的金屬化孔。換句話說，製造商收到的是電路板的完整描述，而不只是一組圖稿。 圖 1：CAM 工程師檢查匯入的 ODB++ 製造資料 這一點十分重要，因為製造商每次需要從不同檔案中重新推斷資料關係，都會增加一次出錯的機會。若資料中包含原始設計物件及其關係，可製造性設計（DFM）工具就能根據電路板本身的網表、疊構、鑽孔定義與元件資料進行檢查。本指南將說明 ODB++ 檔案包含哪些內容、資料夾結構如何組織，以及它與現代 Gerber 和 IPC-2581 的差異。同時也會介紹匯出前值......
仿真不收斂排查：SPICE 收斂故障機理與 LTspice 對策實操
電源工程師的日常工作中，經常遇到這種情況：電路圖已經檢查三遍，確認沒有問題，按下執行後，螢幕卻彈出一行紅字，模擬直接停止。網路上的對策五花八門：修改 .options、加入電阻、縮小時間步長，輪流嘗試卻像抽籤。其實，收斂問題九成有跡可循；不了解錯誤訊息背後的數值機理，才會讓排查變成毫無方向的嘗試。 SPICE 電路模擬將電路方程表示為非線性方程組 f(x) = 0，並透過牛頓－拉夫森法，依照下方公式逐步逼近實際解。LTspice 的演算法已比傳統引擎更具容錯能力，但模型與電路結構中的問題，仍需要使用者自行處理。先建立錯誤訊息與對策的對照表，排查時依循明確路線，會比反覆搜尋論壇更有效率。 圖：牛頓－拉夫森法的收斂迭代公式 其中，f′(xn) 在電路中對應的是雅可比矩陣，也就是電路在目前電壓與電流狀態下的電導矩陣。 注意事項 SPICE 收斂問題應先依錯誤類型，定位數值或電路拓撲方面的原因，再調整求解器參數。先確認模型、節點與直流通路合理，再使用直流工作點分析指令 .op、節點初值設定指令 .nodeset，或 GMIN 步進法進行驗證。 一、三類典型錯誤訊息速查 錯誤訊息雖然各式各樣，但大致可歸納為......
EasyEDA Pro 與 KiCad：GPT-6 Astra PCB 設計比較
重點摘要 比較對象：同一個 TPA3116D2 立體聲擴大機專案的兩個版本，分別由 GPT-6 Astra 在不同的 EDA 工具中建立。比較重點在於交付專案之後，您實際上能夠如何使用與修改它。 接地覆銅：EasyEDA Pro 專案將接地覆銅儲存為 28 個固定填充區域；KiCad 專案則保留兩個原生覆銅區域，可在佈局變更後自動重新填充。 驗證：KiCad 最初回報 46 項原理圖一致性問題。這些問題透過修正元件欄位與未連接定義解決，沒有增加額外的規則排除項目。 兩個專案都尚未證實的事項：兩個專案均通過各自設定的軟體檢查，但兩片電路板都尚未製造、組裝、進行電氣測試，或經過正式的 DFM 審查。 當 AI 代理替您建立專案時，EasyEDA Pro 與 KiCad 的比較重點也會改變。此時，比較的不只是哪款工具擁有更好的編輯器、佈線器或操作介面，還包括代理最終交付的專案品質。 原理圖可能正確、電路板可能已完成佈線，設計檢查也可能全部通過。然而，下一次修改時，仍可能暴露出封裝元件庫、元件關聯、覆銅區域或專案可攜性方面的問題。 為了探討這些差異，我們使用 GPT-6 Astra 製作了兩次相同的 TP......
AI 用於 PCB 設計的工具：哪一款適合您的工作流程階段？
AI 工具如今已能協助處理 PCB 架構、原理圖生成、元件選型、元件擺放、佈線及設計驗證。不過，不同工具所針對的 PCB 工作流程階段各不相同。 本指南將根據各種 AI PCB 設計工具的實際功能、所需輸入資料，以及它們在實際工程流程中的定位，進行比較。 本指南將帶您了解： 六種類型的 AI PCB 工具，以及各自所需的輸入資料。 依照設計階段，逐一比較 AI PCB 設計工具的功能。 如何根據目前的設計進度與使用的 EDA 軟體，選擇合適的工具。 為什麼 AI 產出的設計仍需要工程驗證。 圖：AI PCB 設計工具與各個設計流程階段的對應關係。 AI PCB 設計工具的類型 AI PCB 設計工具可分為六種類型。若要縮小選擇範圍，請根據您目前已有的資料，選擇對應的工具類型：構想、需求、原理圖，或已完成元件擺放的電路板。 圖：PCB 設計中的 AI 協作助手與自主佈局引擎比較。 工具類型 起始輸入資料 AI 協助處理的工作 典型輸出 工具範例 AI 設計助手 設計問題或現有專案 提供建議與審查 設計建議 Flux、搭配 AI 代理的 EasyEDA Pro AI 原理圖生成工具 需求或文字提示 架......