LTSpiceは、Analog Devicesが開発した無償の回路シミュレータで、受動部品と能動部品の豊富なライブラリを備えたSpiceコマンドと回路図を組み合わせて使用します。また、サブサーキットや階層サーキットを任意のサイズで作成することができ、サードパーティのソースからでも、現在ライブラリにない部品を追加することができます。このソフトにはすでに多くのサポートが提供されていますが、サポートは多いに越したことはありません。例えば質問に対する回答がネット上に掲載されていたら、曖昧であっても、それはそれで助かります。また、このツールは、実際にテストする際には安全性を十分に考慮しなければならない、たとえば大電流を使用したアイデアなどを試してみるのに役立ちます。このソフトウェアに関する最初の記事では、インストールと作図の開始について説明します。
インストール
ダウンロードページはこちら
Macintosh版もありますが、実際に使ってみて非常に使いにくいと感じましたので、ここではもう少しユーザーフレンドリーなWindows版について説明します。インストールは典型的な実行形式のインストールプロセスで、推奨されるWindowsのデフォルトのインストールプロセスに従ってください。インストールが完了すると、C:Program\Files\LTC\LTspiceXVII\に、デフォルトのプログラムが入ったフォルダができます。XVIIx64という名前のプログラムを右クリックして、デスクトップにショートカットを作成することをお勧めします（OSによっては異なる場合があります）。デスクトップにショートカットを作成したら、プログラムの名前を簡単なものに変更してください。このプログラムは、ライブラリやその他の重要な実行ファイルが動作するため、正常に機能するためにはインストールフォルダ内に留まる必要があるタイプのプログラムです。
基本的なユーザーインターフェース
プログラムを開くと、メインインターフェースが表示されます。
このソフトウェアでは、回路図作成ウィンドウ、新規部品作成ウィンドウ、および組み込みの「オシロスコープ」ウィンドウが使用できます。ウィンドウはカスケード/並列表示が可能で、プログラムは一度に複数の回路（ウィンドウスペースは制限されます）を実行できます。プログラムの起動時には回路図が読み込まれていないので、「File」の下にあるアイコンをクリックするか、「File」のドロップダウンメニューを使って新しい回路図ドラフトを作成する必要があります。このプログラムで使用される主なツールは、「File」、「View」、「Tools」、「Help」にリストアップされています。ツールバーの上にカーソルを置くと、どのような機能があるかを確認することができます。私がよく使うのは、「Zoom full extents」、「Run」、「Auto-range」、そしてワイヤ、グランド、ラベルネット、コンデンサ、インダクタ、ダイオードなどを格納した基本コンポーネント（ANDゲートの形をしたシンボル）です。部品の移動、コピー、ペースト、削除、ミラーリング、回転などに使えるショートカットはコントロールパネルにリストアップされています。
-
ハンマーをクリックしてコントロールパネルを開きます。
-
「Drafting Options」と書かれたタブをクリックします。
-
「Hot Keys[*]」ボタンをクリックすると、すべてのショートカットが表示されます。これらは編集も可能です。
この最初の記事の最後のセクションを取り上げる前に、もう1つ提案があります。回路図、シンボル（記号）、サブサーキット、プロットを保存するためのローカルフォルダをデスクトップなどに作成してください。これにより、回路を一個所に保存し、サブサーキットや階層サーキットのために同じフォルダを参照することが容易になり、別のフォルダを設定しようとして後で混乱することがなくなります。このフォルダをLTSpiceが検索するディレクトリにリンクさせることで、マスターフォルダが1つになり、他のトピックも簡単になります。最初のステップは、単純に目的の場所にフォルダを作ることですが、ここではデスクトップを例に挙げます。この作業を行うためには保存先のアドレスがわかっていなければなりません。私が使用するフォルダのパスは「C:Users\kaleb_kohlhase\Desktop\test\」になります。作業ディレクトリの文字（私の場合はC:）も含めて、すべての部分をアドレスに書き留めるかコピーする必要があります。パスをコピーするか別のウィンドウでコピーした後、もう一度コントロールパネルボタン（ハンマー）をクリックして、「Sym & Lib. Search Paths」タブをクリックします。
1. Search pathsタブ
2. 「Symbol Search Path」と「LIbrary Search Path」のパスを貼り付けるか入力してください。
それぞれの新しいパスはリターンまたはセミコロンで区切られます。私のLTCustomパスは無視してください。その後、このプロンプトの下部にある「OK」をクリックします。これらは、下部の注意書きに従って、セッション間で保存する必要があります。将来、サブサーキットが壊れた場合：ライブラリパスが参照されなくなった場合、これが原因である可能性が高いです。
基本的な回路シミュレーション例
第1回目の記事の最後のセクションでは、DC電圧源を1つ持つ基本的なRLC回路と、解析を始めるための適切なツールの使い方をご紹介します。この例では、直列の抵抗とインダクタがあり、それにコンデンサと抵抗の並列回路が接続されています。
必要に応じて、上記の回路の次の部品を任意の値に置き換えることができます。LTSpiceが正しく機能するためには、すべての回路図にはグランドが必要です。
-
電圧源、ワイヤ、グランド、受動部品を回路図に配置します。
a. 電圧源は、他の多くの部品とともに、プリロードされた「Components」ライブラリファイルの中にあります。
b. 上記の記号をクリックすると、「ライブラリ」が次のように表示されます。
c. 「Open this macro model’s test fixture」の下に検索ボックスがあり、部品を検索することができます。
私は通常、基本的な電圧源（AC、DC、およびモデルで使用可能なその他のオプション）に対して「vol」と入力します。「OK」をクリックし、部品を回路図上の任意の場所に配置します（Control + Rで部品を回転させ、Control + Eで部品をミラーリングします）。部品を配置した後、エディタは引き続き複数のコンポーネントが配置されるものと考えているので、それをリセットするためにキーボードのEscキーを押します。この現象は、基本的な部品や、移動やドラッグなどのコマンドでも発生するので、忘れずにエスケープ（Esc）キーを押してください。エスケープキーを押し忘れたために、ウィンドウが部品から遠く離れたところに移動し始めて、何度もイライラしたことがあります。また回路図が見つけにくい場合は、「Zoom To Extents」を押してください。
d. 適切な記号をクリックして、他のすべての基本コンポーネントを追加します。
部品同士の接続は、グリッド上でピンを重ねて配置することで結線でき、配線作業を減らすことができます。部品を移動するには、移動またはドラッグを使用します（ドラッグすると、接続を解除する代わりにワイヤが長くなります）。GND記号の左にある配線ツールを使って回路図を配線します。各ピンのノード間を描画する際にEscキーを押さなくてもツールは自動的に終了します。グリッド上の任意の場所をクリックすると、ワイヤの方向を変更することができます。エスケープが必要になるのは、間違いをしたときだけです。アンドゥ機能は、ドラッグ機能の右側にあります。本プログラムでは、Ctrl + ZがZoomコマンドに割り当てられています（変更可能）。ノード（青い四角）は、ワイヤの端を直接別のワイヤの上でクリックすると作ることができます。別のワイヤを越えて既存のワイヤに重なるようにクリックすると、ノードは作成されません。これは、他のエディタで既存のワイヤの上に「ジャンプ」するのと同じです。
プログラムは部品がどのように配線されているかを気にしませんし、基本的な解析では配線の長さは考慮されません。回路のプラス側とマイナス側の接続に欠落がなく導通していれば、ほとんどの場合、シミュレーションを行います。部品に寄生特性がない場合は、小さな直列抵抗を追加する必要がある場合もあります。 -
各部品を右クリックして部品の値を編集します。部品のタイプに基づいて、カスタムダイアログボックスが表示されます。
ほとんどの部品は編集可能です（編集できないライブラリアイテムもありますが、それはまれです）。基本部品には、基本的なプライマリ値が必要です。他の値は、寄生効果や現実世界の同等物に基づくより正確なモデルのためのオプションです。 -
必要な分析の種類に応じて、シミュレーションを実行します。
また、上部の「Simulate」メニューをクリックし、「run」をクリックしてシミュレーションを選択する方法もあります。
シミュレーションには、過渡現象の解析からDC動作点の検出まで、さまざまな選択肢があります。私は最初の3つの解析を最もよく使用します。この例では、基本的なシミュレーションを5秒間実行し、開始と同時にデータを保存したいと考えました。これに必要なのは、Stop time: 5の1つの入力だけです（すべては基本的なSI単位で開始されます）。「OK」をクリックすると、回路図上にSpiceディレクティブが表示されます（邪魔な場合は、グラブ/ドラッグツールで移動できます）。回路の上には黒いグラフが表示されます。これがシミュレーションされたオシロスコープです。
電圧を測定するには2つの方法があります。回路図上でグランドリファレンス以外の場所をクリックすると、シングルノードの電圧が出力されます。また、テストリードをクリックしてドラッグすると、複数または単一の部品間の電圧を測定し、電圧降下を確認することができます。極性は、マウスをドラッグする方向によって変わります。電流は、テストリードのある部品の上にカーソルを合わせクリックするか、またはキーボードのAltキーを押しながら回路図上のワイヤをクリックすることで測定できます。抵抗器には負の電流が流れることがありますが、これは逆の極性で計算した正確な電流になります。予想される電流の方向を示す電線や部品の電流を測定することをお勧めします。電力は、Altキーを押しながら部品をクリックして測定します。ここでは、R1とL1にかかる電圧、C1の経路上の電流、R2が消費する電力の波形を示しています。
新しい値を測定するたびに新しい色で表示されますが（限界があり、色は循環します）、グラフの上部にあるテストポイントには固有の名前があります。
グラフの左右の目盛りは、最新の測定値に合わせて自動調整が行われます。単位は測定スケールにも表示されています。スケールは、適切な値のリストを右クリックして対数に調整することもできます。RMSは、CTRLキーを押しながら固有のテストポイント名をクリックすることで計算できます。グラフ上でさまざまな計算を行うには、さらに高度な設定がありますが、それは後ほどご紹介します。以上、ユーザーインターフェースとシミュレーションの基本を紹介し、プログラムを使いやすくするための個人的なヒントを紹介して、この記事を終了します。
こちらもご覧ください。
LTSpiceを使った例は、こちらのeewikiでもご覧いただけます。