分段線性(PWL)函數是一系列直線段,可用于在LTspice?中創建電壓或電流波形。PWL段通過時間/數值對進行定義,是瞬態仿真中用于描述電壓或電流波形的眾多方式之一。

要將PWL函數添加到新布置的電壓源或電流源,請右鍵單擊原理圖中的電壓源或電流源符號。接下來,點擊Advanced(高級)查看所有設置,并選擇Functions(函數)部分中的PWL(t1 v1 t2 v2…)。

圖1. 定義PWL函數中的時間和數值點

定義PWL波形

選擇 PWL(t1 v1 t2 v2…)之后,在輸入字段中輸入時間/數值對(僅輸入所需數量的參數對)。如果需要4個以上的點,請點擊 Additional PWL Points(更多PWL點)。完成后點擊OK(確定)。

LTspice會利用Advanced(高級)設置對話框中輸入的值構造一個 PWL語句:

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

圖1和圖2顯示了一個包含四個點對的示例及相應的PWL函數語法。

PWL-Examples.asc是一個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PWL語法

在PWL波形中使用相對時間值

時間值也可采用相對前一個時間點的增量形式定義,只需在時間前添加“+”號即可。

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

圖3同時顯示了絕對時間和相對時間,其生成的波形相同。

圖3. 使用絕對時間和相對時間生成的相同PWL波形

定義重復PWL波形

LTspice允許在Advanced(高級)對話框中編輯時間/數值對。要探索PWL的其他語法元素,請右鍵單擊原理圖中的PWL語句以繼續編輯。要創建一個重復PWL波形,請在PWL語句中添加REPEAT和ENDREPEAT。

要使圖3中的示例波形重復一定次數,請使用REPEAT FOR X:

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

要使圖3中的示例波形重復無限次,請使用REPEAT FOREVER:

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

圖4顯示了原始PWL示例、該波形重復五次的版本以及無限重復的波形(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)可創建多個繪圖窗格)。

圖4. 使用REPEAT FOR和REPEAT FOREVER參數構建的PWL波形

使用觸發條件啟動PWL序列

圖5顯示了一個依賴觸發條件的PWL波形示例。在此示例中,當觸發表達式(V(trig) > 1)為真時,波形序列開始。當表達式為假時,波形停止。

在此示例中,當觸發條件為真時,波形會重復:

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. 在時間和電壓(或電流)值維度上對波形進行縮放

使用文本文件來定義PWL波形

為構建具有大量點的波形,從文本文件導入這些點有助于保持原理圖簡潔,避免雜亂。文件名在PWL語句中指定:

PWL REPEAT FOREVER FILE=data.txt ENDREPEAT

圖7以一個導入的無限重復波形為例,展示了其文本文件和相應的波形。有關導入波形數據的更多信息,包括FILE、SCOPEDATA和WAVEFILE導入語法,請參見LTspice手冊。

圖7. 從文本文件導入波形數據

LTspice手冊的“電壓源”和“電流源”部分介紹了PWL函數,可供進一步學習。

結語

當瞬態仿真需要任意源波形時,PWL函數支持靈活定義(或導入)波形數據。