以簡單的方式測量電子電路的效率
　　如果沒有.MEAS指令，要測量電路的效率，將需要多次操作。眾所周知，效率是使用以下公式計(jì)算的：
　　eff(%)=(Pout/Pin)*100
　　例如，負(fù)載消耗 200 W 功率的電路，其電源產(chǎn)生 230 W 功率，其效率為：
　　效率(%)=(200/230)*100=86.956%
　　如果沒有該指令，設(shè)計(jì)人員將首先直接或間接測量負(fù)載耗散（W=V*A），然后測量發(fā)電機(jī)的功率輸出，最后將結(jié)果除以 100。假設(shè)我們有圖 1 中的電路圖，它模擬一個(gè)基于 2N3055 NPN晶體管、齊納二極管和一些電阻器的簡單線性穩(wěn)壓器。該電路的目的是將電壓從 +36 V 降壓至約 +18 V。電源 V1（通常是電池）為電路提供 36 V 直流電壓。這是電路將調(diào)節(jié)的輸入電位。晶體管Q1是2N3055功率NPN，用作調(diào)節(jié)元件。集電極直接連接到電壓源。 R1是一個(gè)15歐姆的電阻，連接到晶體管的發(fā)射極，代表電路的負(fù)載。
　　齊納二極管D1的齊納電壓為20V。陰極連接到晶體管的基極，陽極接地。它穩(wěn)定晶體管Q1的基極電壓，很大程度上決定了電路的輸出電壓。 R2 是一個(gè) 470 歐姆的電阻，它將晶體管的基極連接到集電極，并向齊納二極管提供正確的偏置電流，使其能夠在齊納區(qū)域工作。該電路解決方案可以正常工作，但效率很低，因?yàn)殡姵禺a(chǎn)生的大部分電能都被晶體管以熱量的形式不必要地耗散了。
　　圖 1：帶有齊納二極管和晶體管的穩(wěn)壓器是一個(gè)效率不高的電路
　　為了實(shí)現(xiàn)電路效率的測量，必須在電氣圖上插入以下指令：
　　.MEAS TRAN EFF AVG ((V(out)*I(R1))/(V(in)*-I(V1)))*100
　　其中計(jì)算輸出端消耗的功率與電路輸入端產(chǎn)生的功率之間的百分比。該指令的各個(gè)要素如下：
　　.MEAS：是測量的實(shí)際指令
　　TRAN：表示測量在瞬態(tài)中進(jìn)行
　　EFF：是所需測量的任意名稱，實(shí)際上它是效率的縮寫
　　AVG：是要進(jìn)行的測量類型，表示測量是所有考慮的瞬態(tài)的平均結(jié)果
　　((V(out)*I(R1))/(V(in)*-I(V1)))*100：表示表達(dá)式和要進(jìn)行的計(jì)算
　　幸運(yùn)的是，LTspice 提供了自動(dòng)組合測量的幫助。只需在電氣圖上寫入指令“.MEAS”，然后右鍵單擊即可啟動(dòng)自動(dòng)創(chuàng)建過程，如圖 2 所示。運(yùn)行瞬態(tài)仿真后，LTspice 會(huì)自動(dòng)計(jì)算用 .MEAS 定義的測量值。 MEAS 指令。結(jié)果顯示在 LTspice 日志窗口中，可以通過按 [CTRL]+[L] 鍵激活該窗口，您可以在其中直接讀取測量量的值。從圖中可以看出，上述電路的效率為 51.4391%，該值降低了所采用解決方案的完全低效率。
　　圖 2：用于測量電氣仿真值的自動(dòng)組合程序以及相關(guān)結(jié)果
　　電容器時(shí)間常數(shù)的測量
　　下一個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及電容器時(shí)間常數(shù)的研究。電容器的時(shí)間常數(shù)是電子學(xué)中的基本概念，定義了電阻電路 (RC) 中電容器充電或放電的速度。時(shí)間常數(shù)由希臘字母 tau 表示，由電阻和容量的乘積獲得：
　　τ=R*C
　　時(shí)間常數(shù)表示在充電或放電過程中電容器上的電壓達(dá)到其最終值的大約63.2%所需的時(shí)間。在 RC 電路中，當(dāng)電容器通過電阻器充電時(shí)，電流最初最大，并隨著電容器充電呈指數(shù)下降。電容器兩端的電壓呈指數(shù)增加，直到達(dá)到電源電壓值。同樣的道理也適用于電容器放電。時(shí)間常數(shù)在多種應(yīng)用中至關(guān)重要，例如計(jì)算濾波器的截止頻率、定時(shí)器電路等。圖 3 顯示了此類的經(jīng)典電路。它是一個(gè)簡單的 RC 電路，可模擬電容器的充電過程并測量時(shí)間常數(shù) (tau)。
　　該電路圖由一個(gè)向電路提供 24V 直流電壓的直流電壓源 (V1) 組成。施加在電阻器 R1 兩端的電壓為電容器 C1 充電。 R1 是一個(gè) 4.7 kOhm 電阻器，控制電容器 C1 充電的速率。電阻決定電容器達(dá)到其最大電壓一定百分比所需的時(shí)間。 C1為電容，容量為2200uF。該組件存儲(chǔ)電能，其電壓隨著充電而逐漸增加。該軟件運(yùn)行瞬態(tài)模擬 120 秒。在此模擬過程中，電容器充電時(shí)的電壓會(huì)受到監(jiān)控。感謝指令：
　　.MEAS TRAN TAU 查找 v(out)=15.168 時(shí)的時(shí)間
　　我們能夠測量節(jié)點(diǎn) v(out) 處電容器兩端的電壓達(dá)到 15.168V 所需的時(shí)間。該值大約對應(yīng)于 24V 電源電壓的 63.2%，這是 RC 電路中的典型時(shí)間常數(shù)。最后，使用指令：
　　.ic v(輸出)=0
　　設(shè)置電容器的初始條件，指定在仿真開始時(shí)，其端子上的電壓為 0V。換句話說，在仿真開始時(shí)，電容器完全放電。指令“.meas TRAN TAU FIND time WHEN v(out)=15.168”旨在查找電容器兩端電壓達(dá)到最大電壓 (24V) 63.2% 的準(zhǔn)確時(shí)刻。檢查該指令后，時(shí)間大約相當(dāng)于：
　　10.3282秒
　　這個(gè)值與之前觀察到的時(shí)間常數(shù)公式計(jì)算出的理論值相差不大：
　　τ=R*C
　　τ=(4.7*1000)*(2200/1000000)
　　τ=10.34 秒
　　類似的指令使我們能夠了解模擬中特定時(shí)刻電容器兩端的電壓。例如，設(shè)計(jì)者需要知道仿真開始后12秒的電壓值，設(shè)置以下指令就足夠了：
　　.meas TRAN VOLTAGE FIND v(out) AT 12
　　軟件響應(yīng)在TIME=12時(shí)刻，電容器兩端的電壓v(out)為：
　　16.4982V
　　請注意，結(jié)果顯示在 LTspice 日志窗口中，通過按 [CTRL]+[L] 鍵激活，您可以在其中以極其清晰和簡單的方式直接讀取測量量的值。
　　　圖 3：時(shí)間常數(shù)遵循精確的數(shù)學(xué)定律
　　電壓的最小值和最大值的測量
　　一個(gè)非常有用的功能是能夠使用 .MEAS 指令測量電路內(nèi)電壓或電流的最小值和最大值。通過這種方法，可以在仿真過程中自動(dòng)對各種參數(shù)（包括最小值和最大值）進(jìn)行計(jì)算，而無需手動(dòng)使用光標(biāo)來跟蹤所需的值。
　　觀察圖 4 中描繪的電氣圖。該電路相當(dāng)簡單但有趣，因?yàn)樗鼘㈦妷喊l(fā)生器“行為電壓源”的使用與一些測量指令結(jié)合起來，以分析所生成信號(hào)的行為。電阻器 R1 的值為 4.7 kOhm，并將輸出節(jié)點(diǎn)連接到節(jié)點(diǎn) 0（地），為電壓源 B1 創(chuàng)建負(fù)載路徑。電壓源 B1 定義了一個(gè)復(fù)雜的數(shù)學(xué)函數(shù)，用于確定“輸出”節(jié)點(diǎn)隨時(shí)間變化的電壓。使用的函數(shù)如下：
　　V=floor(171.933?10.672×(6.34087?sin(5.36197×log(1.42044+0.00854075×?xí)r間))×log(218.329+時(shí)間)+sin(0.00623652×?xí)r間)))
　　整體函數(shù)創(chuàng)建具有復(fù)雜特征的信號(hào)，該信號(hào)隨時(shí)間變化并呈現(xiàn)受正弦函數(shù)和對數(shù)函數(shù)影響的趨勢。然后該信號(hào)被四舍五入到較低的整數(shù)值，使其隨著時(shí)間的推移變得不連續(xù)。瞬態(tài)仿真持續(xù) 2200 秒，在此期間軟件計(jì)算輸出節(jié)點(diǎn)的電壓如何隨時(shí)間變化，特別是根據(jù)以下準(zhǔn)則分析最小值和最大值：
　　.meas TRAN 最小 MIN v(out)
　　和：
　　.meas TRAN 最大 MAX v(out)
　　最小和最大電壓值存儲(chǔ)在“Minimum”和“Maximum”兩個(gè)變量中。了解最小和最大電壓發(fā)生的確切時(shí)刻也很有用，為此，使用以下兩個(gè)其他指令：
　　.meas TRAN When_Minimum FIND v(out) WHEN v(out)=最小值
　　和：
　　.meas TRAN When_Maximum FIND v(out) WHEN v(out)=最大值
　　從圖中可以看出，至少在指定的仿真范圍內(nèi)，函數(shù)的最小值為 35 V，發(fā)生在 T=110.153 的時(shí)刻，而函數(shù)的最大值為 183 V，發(fā)生在 T=110.153 的時(shí)刻。 T=1509.15。
　　　圖4：確定信號(hào)的最小值和最大值
　　結(jié)論
　　使用 .MEAS 指令可以執(zhí)行無限數(shù)量的測量，所有測量都可以在方便的文本環(huán)境中讀取。例如，可以測量家庭網(wǎng)絡(luò)的交流電壓的有效值。 “.MEAS”指令的實(shí)用且強(qiáng)大的用途是將其與“.STEP”指令結(jié)合起來。例如，可以模擬由可變電壓源供電的電阻器。仿真包括測量不同電壓值下通過電阻器的平均電流。使用兩個(gè)指令：
　　.步林V1 4 16 2
　　和：
　　.meas TRAN 電流平均值 I(R1)
　　第一個(gè)指令允許多次運(yùn)行仿真，將電壓源 V1 的值從 4V 更改為 16V，增量為 2V。這意味著仿真將運(yùn)行七次：V1 設(shè)置為 4V、6V、8V、10V、12V、14V 和 16V。對于電壓 V1 的每個(gè)值，軟件將運(yùn)行瞬態(tài)仿真并計(jì)算通過 R1 的平均電流。結(jié)果如下：
　　.step v1=4
　　.step v1=6
　　.step v1=8
　　.step v1=10
　　.step v1
　　=12 .step v1=14
　　.step v1=16
　　測量：當(dāng)前
　　步驟 AVG(i(r1))
　　1 0.8
　　2 1.2
　　3 1.6
　　4 2
　　5 2.4
　　6 2.8
　　7 3.2