皆さんは”アナログ電子回路”好きですか？
好きならば、より好きに！ 嫌いならば、好きに！
アナログ電子回路って難しいですよね。数式ばかりだし、いまいち何をやっているのかわかりずらい。
この記事はそんなアナログ電子回路が好きになる魔法のソフトLTspiceの使い方などを紹介します！
高校の物理で出てくるトランジスタがよくわからない人
電気・電子系が専攻の人が学ぶ交流理論が好きじゃない人
電気系の資格で必要になる方
LTspiceを使ってアナログ回路を直感的に理解しましょう🙂
LTspiceとは？
LTspiceは、平たく言うとアナログ電子回路シミュレーターです。
半導体メーカーのアナログ・デバイセズによってリリースされています。
LTspiceの良いところはフリーソフトであることです！シミュレーションソフトとなると高い費用が発生しがちなので、とてもお財布にやさしい。
後の細かい説明はウィキペディアにお任せします。
インストール
それではさっそくインストールをしていきましょう。
下記のサイトよりご自身のPC環境に合ったものをダウンロードしてください。
ダウンロードしたインストーラーを起動しましょう。
すると英語で色々書かれたインストーラーが立ち上がります。
察しの良い方ならわかるかもしれませんが、LTspiceは英語のソフトウェアです。しかし、英語が読めない私でも扱いことが出来るので心配なさらずに！ちなみにこの画面はライセンスとインストール時の既知の問題について書いてあります。
とりあえず、Acceptしてインストールしましょう。
無事にインストールが完了すると、デスクトップにLTspiceのショートカットが生成されます。
ダブルクリックして起動してみましょう！
すると、なんだか茶色い画面が表示されます。（この背景が何なのか知っている人は教えてください…）
回路を作ってみよう！
インストールしただけだと、寂しいので下記の回路図を試しに作ってみましょう。
抵抗を直列に繋いだよく教科書とかで見る回路ですね。
この回路の電圧を測ってみましょう～。
それでは下図のようにAND演算子っぽいアイコンをクリックします。
そうすると、下図のようになにやら色々と選択できる画面が表示されます。
この画面から使いたい素子などを選んでいきます。
まず、回路には欠かせない電源から追加していきます。
Voltageを探してOKを押しましょう。（実は”V”キーを押すだけでも出てきます…）
そうすると、電源を配置できるようになるので適当な場所に配置します。
それでは次に抵抗を配置していきましょう。
下図のように、抵抗器っぽいアイコンをクリックしてください。
こちらはシンボルの選択画面のようなものは出てこないです。
そのまま抵抗を適当に配置してみましょう。
部品の配置が終わったので次は部品同士を接続していきます。
下図のようにワイヤーをクリックしましょう。
ワイヤーは部品同士を接続する役割があります。回路図と同じになるように接続していきます。
これで、今回の回路図が作れましたね。
しかし、まだ終わりではありません。重要なものを追加します。
それが、グランド(GND)です。グランドを配置することで基準電圧が定まります。
下図のようにグランドアイコンをクリックしましょう。
設置する場所は電源のマイナス側にしましょう。
これで終わりかと思いきや、大切なものを忘れています。
それは、電源電圧と抵抗の抵抗値です。
早速、設定していきましょう。まずは電源電圧から設定していきましょう。
電源を右クリックしてください。そうすると、下図のような設定画面が表示されます。
今回の電源電圧は5[V]なので5を設定します。
次に抵抗値を設定していきます。こちらの、抵抗を右クリックして設定画面を表示します。
色々と設定できる値がありますが、今回は一番上の”Resistance”だけ設定します。
これで、回路の設定は終わりました。
それでは、早速測定を始めていきましょう～。
下図のように、なんか走っている人？のアイコンをクリックします。
そうすると、なにやら設定画面が表示されます。この画面では計測の設定を行います。
細かいことは置いておいて、”Stop Time”を1sに設定してOKをクリックします。
1sの測定を行うと言う意味になります。今回は直流で抵抗しかないので、正直何秒だろうが結果は変わりません。
OKをクリックすると、下図のように黒い画面が登場します。
ここに測定した値がグラフとして表示されます。
それでは、実際に測定をしていきましょう。下図のように、抵抗R1の電源側のワイヤーをクリックしましょう。そうすると、黒い画面になにやら表示されます。
グラフ画面のY軸の単位は[V]です。今、緑色の線が5[v]の場所を横一直線に描写されています。要するに、ここの電圧は5[V]ですよと言うことになります。
次に下図のように、R1とR2の間を測定してみましょう。
少し見づらいですが、青色の線がオシロスコープ画面に表示されました。
このラインの電圧が2.5[V]であるということがわかりますね。
実際に計算してみると、分圧の法則により
$$VR1=\frac{R1}{R1+R2} * V$$
$$\frac{100}{100+100} * 5=2.5$$
となり、R1で降下する電圧が2.5[v]と求められます。そのため、R1とR2の間を測定すると電圧が2.5[V]と表示されるわけですね。
おわりに
いかがでしょうか。今回はLTspiceのインストールと簡単な回路の電圧測定のご紹介でした。
LTspiceでいろいろな回路を作って測定することができるので、ぜひ試してみてください！！
