ツールを使ったボード線図の作成

RC積分回路のボード線図は、LTspiceで作成しました。LTspiceはリニアテクノロジー社の回路シミュレータです。無償で利用できます。Windows版とMac版がありますが、ここではMAC版のLTspiceでボード線図を作成する手順を紹介します。

インストール方法

リニアテクノロジー社のサイトからMac OS X用のデータをダウンロードします。ダウンロード時に登録をするかどうか聞かれますが、登録しなくてもダウンロードできます。ダウンロードしたデータを通常の方法でインストールします。

起動

LTspiceを起動すると、次のウィンドウが表示されます。

LTSpice起動直後

LTSpice起動直後

新しい回路図を作成するのでStart a new, blank Schematicを選びます。

新しいSchematic

新しいSchematic

シンプルなウィンドウが表示されます。アイコンが3つしかありません。Windows版とはかなり違います。

Windows版。多数のアイコン

Windows版。多数のアイコン

RC回路の作成

部品の配置

まず、抵抗、コンデンサ、電源、グランドを新しい回路図に置きます。右クリックでポップアップを表示して、メニューからDraft->Componentを選びます(またはF2)。

Componentを表示

Componentを表示

表示されるウィンドウでSymbol”res”を選択してOKを押します。

抵抗を選択

抵抗を選択

マウスポインタが抵抗マークに変わるので、適当な場所でクリックすると抵抗が配置されます。抵抗を複数個置く場合はクリックを続けますが、今回は一つしか必要ないのでエスケープキーでモードを抜けます。

抵抗を置く

抵抗を置く

次にコンデンサを置きます。抵抗の時と同様にComponentウィンドウからSynbol”cap”を選択してOKを押します。電源も同様にSymbol”voltage”を選んで適当な場所に置きます。グランドは、画面でgを押すとマウスポインタがグランドのマークに変わるので、適当な場所でクリックして置きます。この時点で、画面は次のようになります。

すべての部品を置いた状態

すべての部品を置いた状態

図形の移動と回転

見やすいようにシンボルを移動します。Edit->Move(またはF7)で移動モードに切り替わり、マウスポインタが手のマークになります。ここで移動したいコンポーネントをクリックすると、そのコンポーネントが選択されて移動できるようになります。この状態で、コンポーネントを回転したい場合はCTRL-R、左右反転したい場合はCTRL-Eを押します。エスケープキーを押すと移動モードを抜けます。

配置を調整

配置を調整

コンポーネントを線でつなく

Draft->Wires(またはF3)で線をつなぐモードに入ります。マウスポインタは十字型に変わります。このモードで接続したいコンポーネントの端子をクリックして線をつなぎます。最初に始点の端子をクリックし、線を曲げたい箇所でクリック、そして最後に終点の端子をクリックします。このようにコンポーネントを線でつなぐと、次のような図が完成します。

コンポーネントを線でつなぐ

コンポーネントを線でつなぐ

配置の調整

移動モードでは選択した部品だけが移動しますが、Edit->Drag(またはF8)のドラッグモードでは、選択したコンポーネントに接続された線が追従して移動します。このモードで全体的な配置の調整が行えます。

ドラッグモード

ドラッグモード

値の設定

各コンポーネントを右クリックすると、値を設定できます。

値の設定

値の設定

抵抗を10KΩ、キャパシタを0.001μFに設定しました。抵抗の右クリックで表示されるウィンドウに10Kと入れてOKを押します。キャパシタも同様に1uと入れてOKを押します。
電源はAC1Vに設定しました。電源を右クリックしてstyle:DC valueを選択し、AC Amplitudeに1を入れます。”make this information on the schematic”にcheckを入れると画面に設定値が表示されます。

ACの設定

ACの設定

これで、各コンポーネントの値が設定ができました。

シミュレーションコマンドの設定GUI

こちらのサイトを参考にさせていただきました。Windows版ではメニューのSimulate->Edit Simulation Cmdでシミュレーションコマンド設定のGUIが表示されるようですが、Mac版にSimulateメニューはありません。Mac版では、まず何もない所で右クリックしてDraft->SPICE directiveを選択します(またはSを押す)。

SPICE directiveの選択

SPICE directiveの選択

次にテキスト入力部分で右クリックしてHelp me edit->Analysis Cmdを選択すると、シミュレーションコマンドを入力するGUIが表示されます。

Analysis Cmdを選択

Analysis Cmdを選択

これでAC解析のパラメータを設定できます。

AC Analysis

AC Analysis

AC解析パラメータの設定

図のようにAC解析パラメータを設定しました。

AC解析のパラメータ設定

AC解析のパラメータ設定

OKを押すと設定したコマンドが表示されるのでOKを押します。

コマンド

コマンド

適当な場所でクリックすると、AC解析の設定値が回路図上に配置されます。

コマンドの配置

コマンドの配置

シミュレーションの実行

RUNのアイコンをクリックするだけです。

シミュレーション実行

シミュレーション実行

結果の波形表示

抵抗とキャパシタ間をプローブした様子です。実線が周波数特性で破線が位相特性です。

波形表示:カットオフ周波数=15.9kHz

波形表示:カットオフ周波数=15.9kHz

このグラフの横軸の単位は周波数(Hz)ですが、横軸の単位を角速度(rad/s)とする場合はAC解析パラメータを次のように変更します。

ラジアン用パラメータ

ラジアン用パラメータ

再度Runを実行すると、グラフの横軸は次のようにrad/sで表示されます。

ボード線図

ボード線図

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