電子回路シミュレータ

LTspiceでシンボルを作成する方法【簡単に回路図の部品を自動作成】

LTspiceのシンボルのイメージ図

  • LTspiceで部品モデルは見つかったけど、回路図のシンボルがない
  • LTspiceでシンボルを作成する方法を知りたい

このように、せっかくSPICEモデルはあるのに、回路図のシンボルがないからシミュレーションできない・・・そんな経験ありませんか?

そんな方に、LTspiceでシンボルを作成する方法について解説します。

 

 

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LTspiceでシンボルを作成する方法は2つある

LTspiceでシンボルを作成する方法は、「手動で作成する方法」と「自動で作成する方法」の2つあります。

 

手動で作成する方法は、

回路図のシンボルの絵を描く

部品モデル(SPICEモデル)と一致するように、シンボルのピン番号を入力する

部品モデルと紐づける

という手順で作成します。

 

そんなに難しくはありませんが、ちょっと手間がかかります。

 

「自動で作成する方法」ならば、それらを自動でやってくれるので非常に楽です。

 

ここでは、以下の2つを例に「自動で作成する方法」で解説します。

  • 電源IC(TPS63030)のシンボルを作成する
  • 4回路入りオペアンプ(NJU7044)のシンボルを作成する

 

電源ICのシンボルを作成しシミュレーションする

電源IC TPS63030 でシンボルを自動で作成し、シミュレーションします。

まずはTEXAS INSTRUMENTS社のウェブサイトから部品モデル(spiceモデル)をダウンロードします。

>> Texas Instruments社のウェブサイトはこちら(TPS63030)

 

下にスクロールしていくと、「設計ツールとシミュレーション」のところに「TPS63030 Unencrypted PSpice Transient Model Package (Rev. A)」があるので、『ダウンロード』をクリックします。

PSPICE Modelと記載されていますが、LTspiceでも使えますのでダウンロードしてください。

 

電源IC(TPS63030)のシンボルを作成する

ダウンロードしたファイルの中には色々な拡張子のデータがあります。

LTspiceでは、この中の「TPS63030_TRANS.LIB」ファイルを使用します。

 

自分のPCの「ドキュメント」フォルダ内に
LTspiceXVII → lib → subフォルダがあります。

このsubフォルダに「mylib」フォルダを作成し、その中にダウンロードした「TPS63030_TRANS.LIB」ファイルを入れます。

 

電源ICのSPICEモデル

 

次に「TPS63030_TRANS.LIB」ファイルをLTspiceで開きます。
(必ず「mylib」フォルダに入れてから、LTspiceで開いてください。)

 

電源ICのシンボルを自動で作成する方法

 

下に少しスクロールして、

.SUBCKT TPS63030_TRANS ~~~~

の上にカーソルを持っていき、右クリックで「Create Symbol」を選択します。

 

すると、「自動的にシンボルを作成しますか?」と問われるので「はい」をクリックすると、シンボルが自動的に作成できます。

 

自動で作成した電源ICのシンボル

 

なお、作成されたシンボルファイルは、

ドキュメント → LTspiceXVII → lib → symフォルダ内に

「AutoGenerated」フォルダができているので、その中にあります。

 

自動で作成した電源ICのシンボルの保存場所

 

電源IC(TPS63030)のシミュレーションを実行する

LTspiceを起動し、メニュー → File → New Schematic で回路図を新規作成します。

メニュー → Edit → Component で Select Component Symbolウインドウを開きます。

 

[AutoGenereated]をダブルクリックすると、先程、自動生成したシンボルがあるので、それを選択して、OKをクリックします。

 

自動で作成した電源ICのシンボルの選択方法

 

シンボルを配置し、以下のように回路図を作成します。

 

自動で作成した電源ICのシンボルのシミュレーション回路図「IN」の電圧波形:V(in)の信号(青線)
回路図「OUT」の電圧波形:V(out)の信号(赤線)

 

3.3Vを出力する回路になっています。

実際に電源IC TPS63030 に、5Vが入力され3.3Vを出力しています。

なので、作成した電源IC TPS63030のシンボルは正常に動作しているということが分かります。

 

このように、LTspiceにシンボルがあらかじめ用意されてなくても、部品モデル(spiceモデル)から簡単に作成し、シミュレーションすることができるのです。

 

補足1:途中で作成した「mylib」フォルダは必要ですか?

途中で作成した「mylib」フォルダはなくても良いですが、あった方が良いでしょう。

「mylib」フォルダを作成した理由は、追加した部品モデル(spiceモデル)を管理しやすくするためです。

 

ドキュメント → LTspiceXVII → lib → subフォルダ内に「TPS63030_TRANS.LIB」ファイルを入れても良いのですが、自分で追加したものとあらかじめ用意されているものが混ざってしまい、区別できなくなります。

自分で追加した部品モデルを「mylib」フォルダに入れる習慣を作っておくと、PCを移行するときに、「mylib」フォルダだけコピーすれば良いので、後々の管理が楽になります。

 

4回路入りオペアンプのシンボルを作成しシミュレーションする

4回路入りオペアンプ NJU7044 のシンボルを自動で作成し、シミュレーションします。

 

まずは新日本無線のウェブサイトから部品モデル(spiceモデル)をダウンロードします。

>> 新日本無線のウェブサイトはこちら(NJU7044)

少し下にスクロールすると、「設計ツール」のところに「NJU7044 マクロモデル」があるので、クリックしてダウンロードします。

 

オペアンプ(NJU7044)のシンボルを作成する

ダウンロードしたファイルの中の「nju7044_v2.lib」ファイルを

ドキュメント → LTspiceXVII → lib → subフォルダ内に作成した「mylib」フォルダに入れます。

 

オペアンプのSPICEモデル

 

次に「nju7044_v2.lib」ファイルをLTspiceで開きます。
(必ず「mylib」フォルダに入れてから、LTspiceで開いてください。)

 

オペアンプのシンボルを自動で作成する方法

 

下に少しスクロールして、

.Subckt NJU7044 ~~~~

の上にカーソルを持っていき、右クリックで「Create Symbol」を選択します。

 

すると、「自動的にシンボルを作成しますか?」と問われるので「はい」をクリックすると、シンボルが自動的に作成できます。

 

自動で作成したオペアンプのシンボル

 

なお、作成されたシンボルファイルは、

ドキュメント → LTspiceXVII → lib → symフォルダ内の

「AutoGenerated」フォルダにあります

 

自動で作成したオペアンプのシンボルの保存場所

 

オペアンプ(NJU7044)のシミュレーションを実行する

LTspiceを起動後、メニュー → File → New Schematic で回路図を新規作成し、

メニュー → Edit → Component で Select Component Symbolウインドウを開きます。

 

[AutoGenereated]をダブルクリックすると、先程、自動生成したオペアンプNJU7044のシンボルがあるので、それを選択してOKをクリックします。

 

自動で作成したオペアンプのシンボルの選択方法

 

シンボルを配置し、以下のように回路図を作成します。

 

自動で作成したオペアンプのシンボルのシミュレーション

回路図「IN」の電圧波形:V(in)の信号(紫色)
回路図「OUT1」「OUT2」「OUT3」「OUT4」の電圧波形:
V(out1)の信号(青色) V(out2)の信号(赤色) V(out3)の信号(緑色) V(out4)の信号(ピンク色)

 

4回路入りオペアンプ NJU7044のそれぞれの増幅率が2倍、3倍、4倍、5倍となる回路になっています。

実際にNJU7044に1Vが入力され、OUT1:2V、OUT2:3V、OUT3:4V、OUT4:5Vをそれぞれ出力しています。

なので、作成したオペアンプ NJU7044のシンボルは正常に動作しているということが分かります。

 

このように、4回路入りオペアンプも部品モデル(spiceモデル)から簡単に作成し、シミュレーションすることができます。

 

MOSFETはシンボルを作成しなくてもシミュレーションできる

MOSFETも同じ方法でシンボルを作成することができます。

しかし、わざわざシンボルを作成しなくても、MOSFETはLTspiceにあらかじめ用意されているシンボルでシミュレーションできます。

詳しくは、「LTspiceに部品モデルを追加する方法」の記事で解説していますので参考にしてください。

 

LTspiceでシンボルのサイズを大きくする方法

先程追加したTPS63030_TRANS.asy で解説します。

ドキュメント → LTspiceXVII → lib → sym → AutoGeneratedフォルダ内の TPS63030_TRANS.asy をダブルクリックして開いてください。

例えば、上方向にサイズを大きくしてみます。

 

シンボルのサイズを大きくする方法

 

メニュー → Edit → Drag を選択し、上図のように上側を囲みます。
(囲んでいる四角の左上で左クリックを押し、そのまま右下までドラッグし、左クリックを離すと囲むことができます。)

このままマウスを上に動かし、左クリックを押せばサイズを大きくすることができます。

なお、うまくできなかったときは、右クリックで選択解除できますので、何度でもやり直すことができます。

 

LTspiceでシンボルのピン配置を変更する方法

続いて、ピン配置を変更する方法を解説します

先程のサイズを大きくした TPS63030_TRANS.asy で解説します。

 

VINのピン配置を左上に移動してみます。

 

シンボルのピン配置を変更する方法

 

VINピンで右クリックを押すと、Pin/Port Propertiesウィンドウが開きます。

「RIGHT」が選択されているので、「LEFT」を選択し、OKをクリックします。

メニュー → Edit → Drag でVINピンをクリックし、シンボルの左上に移動してクリックすれば移動完了です。完了後は忘れずに保存しましょう。

 

シンボルのピン配置を移動する方法

 

うまくできなかったときは、右クリックで解除したり、F9ボタンで前回の状態に戻れば、何度でもやり直すことができます。

 

LTspiceで回路図をきれいに書きたいとか、データシートと同じピン配置にしたいというときは、シンボルのサイズやピン配置を変更すると良いでしょう。

 

まとめ

今回は、LTspiceでシンボルを作成する方法について解説しました。

回路図のシンボルは、部品モデル(SPICEモデル)があってこそ、作成することができます。

 

今の時代、部品モデル(SPICEモデル)は、ほとんど部品メーカのHPで提供していますが、
まだまだ提供されてない部品モデルもあります。

 

部品モデルはないけど、「どうしてもこの部品でシミュレーションしたい!」というときは、以下のLTspice本を参考にしてみてください。

LTspiceで唯一、部品モデルを作成する方法について解説した本だと思います。

 


定番回路シミュレータLTspice 部品モデル作成術

 

というわけで、今回は以上となります。

 

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