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算的：
　　eff(%)=(Pout/Pin)*100
　　例如，負載消耗 200 W 功率的電路，其電源產生 230 W 功率，其效率為：
　　效率(%)=(200/230)*100=86.956%
　　如果沒有該指令，設計人員將首先直接或間接測量負載耗散（W=V*A），然后測量發(fā)電機的功率輸出，最后將結果除以 100。假設我們有圖 1 中的電路圖，它模擬一個基于 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。這是電路將調節(jié)的輸入電位。晶體管Q1是2N3055功率NPN，用作調節(jié)元件。集電極直接連接到電壓源。 R1是一個15歐姆的電阻，連接到晶體管的發(fā)射極，代表電路的負載。
　　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 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，因為電池產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)壓器是一個效率不高的電路
　　為了實現電路效率的測量，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
　　其中計算輸出端消耗的功率與電路輸入端產生的功率之間的百分比。該指令的各個要素如下：
　　.MEAS：是測量的實際指令
　　TRAN：表示測量在瞬態(tài)中進行
　　EFF：是所需測量的任意名稱，實際上它是效率的縮寫
　　AVG：是要進行的測量類型，表示測量是所有考慮的瞬態(tài)的平均結果
　　((V(out)*I(R1))/(V(in)*-I(V1)))*100：表示表達式和要進行的計算
　　幸運的是，LTspice 提供了自動組合測量的幫助。只需在電氣圖上寫入指令“.MEAS”，然后右鍵單擊即可啟動自動創(chuàng)建過程，如圖 2 所示。運行瞬態(tài)仿真后，LTspice 會自動計算用 .MEAS 定義的測量值。 MEAS 指令。結果顯示在 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組合程序以及相關結果
　　電容器時間常數的測量
　　下一個實驗涉及電容器時間常數的研究。電容器的時間常數是電子學中的基本概念，定義了電阻電路 (RC) 中電容器充電或放電的速度。時間常數由希臘字母 tau 表示，由電阻和容量的乘積獲得：
　　τ=R*C
　　時間常數表示在充電或放電過程中電容器上的電壓達到其最終值的大約63.2%所需的時間。在 RC 電路中，當電容器通過電阻器充電時，電流最初最大，并隨著電容器充電呈指數下降。電容器兩端的電壓呈指數增加，直到達到電源電壓值。同樣的道理也適用于電容器放電。時間常數在多種應用中至關重要，例如計算濾波器的截止頻率、定時器電路等。圖 3 顯示了此類的經典電路。它是一個簡單的 RC 電路，可模擬電容器的充電過程并測量時間常數 (tau)。
　　該電路圖由一個向電路提供 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 4.7 kOhm 電阻器，控制電容器 C1 充電的速率。電阻決定電容器達到其最大電壓一定百分比所需的時間。 C1為電容，容量為2200uF。該組件存儲電能，其電壓隨著充電而逐漸增加。該軟件運行瞬態(tài)模擬 120 秒。在此模擬過程中，電容器充電時的電壓會受到監(jiān)控。感謝指令：
　　.MEAS TRAN TAU 查找 v(out)=15.168 時的時間
　　我們能夠測量節(jié)點 v(out) 處電容器兩端的電壓達到 15.168V 所需的時間。該值大約對應于 24V 電源電壓的 63.2%，這是 RC 電路中的典型時間常數。最后，使用指令：
　　.ic v(輸出)=0
　　設置電容器的初始條件，指定在仿真開始時，其端子上的電壓為 0V。換句話說，在仿真開始時，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到最大電壓 (24V) 63.2% 的準確時刻。檢查該指令后，時間大約相當于：
　　10.3282秒
　　這個值與之前觀察到的時間常數公式計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刻電容器兩端的電壓。例如，設計者需要知道仿真開始后12秒的電壓值，設置以下指令就足夠了：
　　.meas TRAN VOLTAGE FIND v(out) AT 12
　　軟件響應在TIME=12時刻，電容器兩端的電壓v(out)為：
　　16.4982V
　　請注意，結果顯示在 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：時間常數遵循精確的數學定律
　　電壓的最小值和最大值的測量
　　一個非常有用的功能是能夠使用 .MEAS 指令測量電路內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對各種參數（包括最小值和最大值）進行計算，而無需手動使用光標來跟蹤所需的值。
　　觀察圖 4 中描繪的電氣圖。該電路相當簡單但有趣，因為它將電壓發(fā)生器“行為電壓源”的使用與一些測量指令結合起來，以分析所生成信號的行為。電阻器 R1 的值為 4.7 kOhm，并將輸出節(jié)點連接到節(jié)點 0（地），為電壓源 B1 創(chuàng)建負載路徑。電壓源 B1 定義了一個復雜的數學函數，用于確定“輸出”節(jié)點隨時間變化的電壓。使用的函數如下：
　　V=floor(171.933?10.672×(6.34087?sin(5.36197×log(1.42044+0.00854075×時間))×log(218.329+時間)+sin(0.00623652×時間)))
　　整體函數創(chuàng)建具有復雜特征的信號，該信號隨時間變化并呈現受正弦函數和對數函數影響的趨勢。然后該信號被四舍五入到較低的整數值，使其隨著時間的推移變得不連續(xù)。瞬態(tài)仿真持續(xù) 2200 秒，在此期間軟件計算輸出節(jié)點的電壓如何隨時間變化，特別是根據以下準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在“Minimum”和“Maximum”兩個變量中。了解最小和最大電壓發(fā)生的確切時刻也很有用，為此，使用以下兩個其他指令：
　　.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，函數的最小值為 35 V，發(fā)生在 T=110.153 的時刻，而函數的最大值為 183 V，發(fā)生在 T=110.153 的時刻。 T=1509.15。
　　　圖4：確定信號的最小值和最大值
　　結論
　　使用 .MEAS 指令可以執(zhí)行無限數量的測量，所有測量都可以在方便的文本環(huán)境中讀取。例如，可以測量家庭網絡的交流電壓的有效值。 “.MEAS”指令的實用且強大的用途是將其與“.STEP”指令結合起來。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。使用兩個指令：
　　.步林V1 4 16 2
　　和：
　　.meas TRAN 電流平均值 I(R1)
　　第一個指令允許多次運行仿真，將電壓源 V1 的值從 4V 更改為 16V，增量為 2V。這意味著仿真將運行七次：V1 設置為 4V、6V、8V、10V、12V、14V 和 16V。對于電壓 V1 的每個值，軟件將運行瞬態(tài)仿真并計算通過 R1 的平均電流。結果如下：
　　.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