如何控制 LTSpice 压控开关的输出上升时间?

电器工程 香料 上升时间
2022-01-28 08:19:48

我有一个 RC 延迟电路作为 LTSpice 中压控开关的输入。它以我想要的方式工作,除了我不知道如何缩短一旦触发开关后从开关中出现的信号的上升时间。这是以下模式中的“swout”信号,它也以图形方式显示。它的 10-90% 上升时间测量为 1.1 微秒。有没有办法让它更低,大约几纳秒?

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2个回答

你所经历的不是“真实电路”的上升时间,而是仿真引擎的局限性。

输出的上升时间swout理论上为零,因为开关是理想的,并且输出线上没有可以引入延迟的无功元件。您测量的内容取决于模拟算法的时间分辨率(时间步长)。如果您对时间步长设置一个远小于 1ns 的最大限制,例如 100ps,您将看到更短的上升时间。

例如,将模拟指令更改为:

.tran 0 150u 0 100p startup uic

看看我的意思。

换句话说,试图测量该电路中的上升时间是没有意义和荒谬的,因为建模电路“太理想”而无法在其输出端显示非零上升时间。

如果您想要在这方面有意义的结果,您应该更准确地模拟真实电路。例如,为开关添加一个非零串联电阻(实际机械开关约为 10 毫欧),并添加至少一个与 R2 并联的电容器,以模拟开关将在现实世界中驱动的寄生电容。然后你会看到一个“真正的”上升时间。

至少在 LTspice 中,可以控制开关的开关行为(实际上,它从完全打开到完全关闭的转换)以给出上升/下降时间的外观。

如果您查看手册,在开关处,您会看到设置滞后的选项,以及永远不应使用正滞后的警告,而负滞后使转换遵循控制电压的对数。这些说,看到你的原理图,它使用一个通过 RC 低通的脉冲(顺便说一下,可以在源内部用Rser和指定Cpar),所以有足够的上升/下降时间的空间。

您的开关型号卡也只指定了阈值电压,Vt没有滞后,Vh(默认为零),因此如果您将以下内容添加Vt=2.5 Vh=-2.5到您的型号卡中,您将获得非常平滑的上升时间,您甚至可能需要减少指令源中的 RC 时间常数。

如果您在手册中进一步阅读,您会看到有一个level=2开关,它使过渡更加平滑,遵循tanh()曲线,但代价是永远不会完全达到最终值。

您的选择,我建议level=1使用负滞后的默认值(不需要指定)。顺便说一句,您不必指定Vh为全输入范围,它也可以是Vh=2.5 Vt=-1,例如,或Vt=-1m,具有减少开关上升/下降时间的明显效果。也不要忘记Ronand Roff,但尽量不要让它们相差太多数量级,例如Ron=1p Roff=1T,因为这可能会给求解器带来问题。例如,mOhms 和 GOhms 可以正常工作。