SPICE 中的科学符号

SPICE 电路仿真计算机程序使用科学记数法来显示其输出信息，并且可以解释电路描述文件中的科学记数法和公制前缀。如果您想成功地解释整本书中的 SPICE 分析，您必须能够理解程序中用于表示电压、电流等变量的符号。

使用 SPICE 进行简单的电路仿真

让我们从一个非常简单的电路开始，它由一个电压源（一个电池）和一个电阻组成：

要使用 SPICE 模拟此电路，我们首先必须为电路中的所有不同点指定节点编号，然后列出组件及其各自的节点编号，以便计算机知道哪个组件连接到哪个组件以及如何连接。对于这种简单的电路，使用 SPICE 似乎有点矫枉过正，但它有助于演示科学记数法的实际应用：

输入电路描述文件，或网表 ，对于这个电路，我们得到：

简单的电路 v1 1 0 直流 24 r1 1 0 5 。结尾 

“v1 1 0 dc 24”线描述了位于节点 1 和 0 之间的电池，直流电压为 24 伏。 “r1 1 0 5”线描述了放置在节点 1 和 0 之间的 5 Ω 电阻器。

在示例电路上运行 SPICE 分析

用电脑对这个电路描述文件进行SPICE分析，得到如下结果：

节点电压 ( 1) 24.0000 电压源电流 名称当前 v1 -4.800E+00 总功耗 1.15E+02 瓦 

SPICE 告诉我们“在”节点 1 的电压（实际上，这意味着节点 1 和 0 之间的电压，节点 0 是所有电压测量的默认参考点）等于 24 伏。通过电池“v1”的电流显示为 -4.800E+00 安培。这是 SPICE 表示科学记数法的方法。

它真正要表达的是“-4.800 x 10 ⁰ 安培”，或者干脆是 -4.800 安培。这里电流的负值是由于 SPICE 中的一个怪癖，并不表示电路本身有任何重要意义。 “总功耗”为 1.15E+02 瓦特，这意味着“1.15 x 10 ² 瓦”或 115 瓦。

在 SPICE 中修改原始示例电路

让我们修改示例电路，使其具有 5 kΩ（5 千欧或 5,000 欧姆）电阻器而不是 5 Ω 电阻器，看看会发生什么。

再次是我们的电路描述文件，或“网表”：

简单的电路 v1 1 0 直流 24 r1 1 0 5k 。结尾 

电阻线上数字 5 后面的字母“k”告诉 SPICE 它是一个 5 kΩ 的数字，而不是 5 Ω。让我们看看当我们通过计算机运行它时会得到什么结果：

节点电压 ( 1) 24.0000 电压源电流 名称当前 v1 -4.800E-03 总功耗 1.15E-01 瓦 

当然，自第一次模拟以来，电池电压没有改变：仍为 24 伏。另一方面，这次的电路电流要小得多，因为我们将电阻设置得更大，使电子更难流动。 SPICE 告诉我们这次的电流等于 -4.800E-03 安培，或 -4.800 x 10 ^-3 放大器。这相当于取数字-4.8，将小数点向左跳过三位。

当然，如果我们认识到 10 ^-3 与公制前缀“milli”相同，我们可以将数字写为 -4.8 毫安或 -4.8 毫安。

查看 SPICE 在第二次模拟中提供给我们的“总功耗”，我们看到它是 1.15E-01 瓦，或 1.15 x 10 ^-1 瓦特。 -1 的幂对应于公制前缀“deci”，但通常我们将我们在电子学中使用的公制前缀限制为与 10 的幂相关的那些是 3 的倍数（十的... -12 的幂，- 9、-6、-3、3、6、9、12 等）。

所以，如果我们要遵循这个约定，我们必须将这个功耗数字表示为 0.115 瓦或 115 毫瓦（115 毫瓦），而不是 1.15 分瓦（1.15 分瓦）。

将数字从科学转换为常用公制前缀

也许将数字从科学记数法转换为常用公制前缀的最简单方法是将科学计算器设置为“工程”或“公制”显示模式。只需将计算器设置为该显示模式，使用正确的按键输入任何科学记数法数字（请参阅您的用户手册），按“等于”或“输入”键，它应该以工程/公制符号显示相同的数字.

同样，我将在本书中使用 SPICE 作为演示电路概念的方法。因此，理解科学记数法对您最有利，这样您就可以轻松理解其输出数据格式。