以简单的方式测量电子电路的效率
　　如果没有.MEAS指令，要测量电路的效率，将需要多次操作。众所周知，效率是使用以下公式计算的：
　　eff(%)=(Pout/Pin)*100
　　例如，负载消耗 200 W 功率的电路，其电源产生 230 W 功率，其效率为：
　　效率(%)=(200/230)*100=86.956%
　　如果没有该指令，设计人员将首先直接或间接测量负载耗散（W=V*A），然后测量发电机的功率输出，最后将结果除以 100。假设我们有图 1 中的电路图，它模拟一个基于 2N3055 NPN晶体管、齐纳二极管和一些电阻器的简单线性稳压器。该电路的目的是将电压从 +36 V 降压至约 +18 V。电源 V1（通常是电池）为电路提供 36 V 直流电压。这是电路将调节的输入电位。晶体管Q1是2N3055功率NPN，用作调节元件。集电极直接连接到电压源。 R1是一个15欧姆的电阻，连接到晶体管的发射极，代表电路的负载。
　　齐纳二极管D1的齐纳电压为20V。阴极连接到晶体管的基极，阳极接地。它稳定晶体管Q1的基极电压，很大程度上决定了电路的输出电压。 R2 是一个 470 欧姆的电阻，它将晶体管的基极连接到集电极，并向齐纳二极管提供正确的偏置电流，使其能够在齐纳区域工作。该电路解决方案可以正常工作，但效率很低，因为电池产生的大部分电能都被晶体管以热量的形式不必要地耗散了。
　　图 1：带有齐纳二极管和晶体管的稳压器是一个效率不高的电路
　　为了实现电路效率的测量，必须在电气图上插入以下指令：
　　.MEAS TRAN EFF AVG ((V(out)*I(R1))/(V(in)*-I(V1)))*100
　　其中计算输出端消耗的功率与电路输入端产生的功率之间的百分比。该指令的各个要素如下：
　　.MEAS：是测量的实际指令
　　TRAN：表示测量在瞬态中进行
　　EFF：是所需测量的任意名称，实际上它是效率的缩写
　　AVG：是要进行的测量类型，表示测量是所有考虑的瞬态的平均结果
　　((V(out)*I(R1))/(V(in)*-I(V1)))*100：表示表达式和要进行的计算
　　幸运的是，LTspice 提供了自动组合测量的帮助。只需在电气图上写入指令“.MEAS”，然后右键单击即可启动自动创建过程，如图 2 所示。运行瞬态仿真后，LTspice 会自动计算用 .MEAS 定义的测量值。 MEAS 指令。结果显示在 LTspice 日志窗口中，可以通过按 [CTRL]+[L] 键激活该窗口，您可以在其中直接读取测量量的值。从图中可以看出，上述电路的效率为 51.4391%，该值降低了所采用解决方案的完全低效率。
　　图 2：用于测量电气仿真值的自动组合程序以及相关结果
　　电容器时间常数的测量
　　下一个实验涉及电容器时间常数的研究。电容器的时间常数是电子学中的基本概念，定义了电阻电路 (RC) 中电容器充电或放电的速度。时间常数由希腊字母 tau 表示，由电阻和容量的乘积获得：
　　τ=R*C
　　时间常数表示在充电或放电过程中电容器上的电压达到其最终值的大约63.2%所需的时间。在 RC 电路中，当电容器通过电阻器充电时，电流最初最大，并随着电容器充电呈指数下降。电容器两端的电压呈指数增加，直到达到电源电压值。同样的道理也适用于电容器放电。时间常数在多种应用中至关重要，例如计算滤波器的截止频率、定时器电路等。图 3 显示了此类的经典电路。它是一个简单的 RC 电路，可模拟电容器的充电过程并测量时间常数 (tau)。
　　该电路图由一个向电路提供 24V 直流电压的直流电压源 (V1) 组成。施加在电阻器 R1 两端的电压为电容器 C1 充电。 R1 是一个 4.7 kOhm 电阻器，控制电容器 C1 充电的速率。电阻决定电容器达到其最大电压一定百分比所需的时间。 C1为电容，容量为2200uF。该组件存储电能，其电压随着充电而逐渐增加。该软件运行瞬态模拟 120 秒。在此模拟过程中，电容器充电时的电压会受到监控。感谢指令：
　　.MEAS TRAN TAU 查找 v(out)=15.168 时的时间
　　我们能够测量节点 v(out) 处电容器两端的电压达到 15.168V 所需的时间。该值大约对应于 24V 电源电压的 63.2%，这是 RC 电路中的典型时间常数。最后，使用指令：
　　.ic v(输出)=0
　　设置电容器的初始条件，指定在仿真开始时，其端子上的电压为 0V。换句话说，在仿真开始时，电容器完全放电。指令“.meas TRAN TAU FIND time WHEN v(out)=15.168”旨在查找电容器两端电压达到最大电压 (24V) 63.2% 的准确时刻。检查该指令后，时间大约相当于：
　　10.3282秒
　　这个值与之前观察到的时间常数公式计算出的理论值相差不大：
　　τ=R*C
　　τ=(4.7*1000)*(2200/1000000)
　　τ=10.34 秒
　　类似的指令使我们能够了解模拟中特定时刻电容器两端的电压。例如，设计者需要知道仿真开始后12秒的电压值，设置以下指令就足够了：
　　.meas TRAN VOLTAGE FIND v(out) AT 12
　　软件响应在TIME=12时刻，电容器两端的电压v(out)为：
　　16.4982V
　　请注意，结果显示在 LTspice 日志窗口中，通过按 [CTRL]+[L] 键激活，您可以在其中以极其清晰和简单的方式直接读取测量量的值。
　　　图 3：时间常数遵循精确的数学定律
　　电压的最小值和最大值的测量
　　一个非常有用的功能是能够使用 .MEAS 指令测量电路内电压或电流的最小值和最大值。通过这种方法，可以在仿真过程中自动对各种参数（包括最小值和最大值）进行计算，而无需手动使用光标来跟踪所需的值。
　　观察图 4 中描绘的电气图。该电路相当简单但有趣，因为它将电压发生器“行为电压源”的使用与一些测量指令结合起来，以分析所生成信号的行为。电阻器 R1 的值为 4.7 kOhm，并将输出节点连接到节点 0（地），为电压源 B1 创建负载路径。电压源 B1 定义了一个复杂的数学函数，用于确定“输出”节点随时间变化的电压。使用的函数如下：
　　V=floor(171.933?10.672×(6.34087?sin(5.36197×log(1.42044+0.00854075×时间))×log(218.329+时间)+sin(0.00623652×时间)))
　　整体函数创建具有复杂特征的信号，该信号随时间变化并呈现受正弦函数和对数函数影响的趋势。然后该信号被四舍五入到较低的整数值，使其随着时间的推移变得不连续。瞬态仿真持续 2200 秒，在此期间软件计算输出节点的电压如何随时间变化，特别是根据以下准则分析最小值和最大值：
　　.meas TRAN 最小 MIN v(out)
　　和：
　　.meas TRAN 最大 MAX v(out)
　　最小和最大电压值存储在“Minimum”和“Maximum”两个变量中。了解最小和最大电压发生的确切时刻也很有用，为此，使用以下两个其他指令：
　　.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
　　从图中可以看出，至少在指定的仿真范围内，函数的最小值为 35 V，发生在 T=110.153 的时刻，而函数的最大值为 183 V，发生在 T=110.153 的时刻。 T=1509.15。
　　　图4：确定信号的最小值和最大值
　　结论
　　使用 .MEAS 指令可以执行无限数量的测量，所有测量都可以在方便的文本环境中读取。例如，可以测量家庭网络的交流电压的有效值。 “.MEAS”指令的实用且强大的用途是将其与“.STEP”指令结合起来。例如，可以模拟由可变电压源供电的电阻器。仿真包括测量不同电压值下通过电阻器的平均电流。使用两个指令：
　　.步林V1 4 16 2
　　和：
　　.meas TRAN 电流平均值 I(R1)
　　第一个指令允许多次运行仿真，将电压源 V1 的值从 4V 更改为 16V，增量为 2V。这意味着仿真将运行七次：V1 设置为 4V、6V、8V、10V、12V、14V 和 16V。对于电压 V1 的每个值，软件将运行瞬态仿真并计算通过 R1 的平均电流。结果如下：
　　.step v1=4
　　.step v1=6
　　.step v1=8
　　.step v1=10
　　.step v1
　　=12 .step v1=14
　　.step v1=16
　　测量：当前
　　步骤 AVG(i(r1))
　　1 0.8
　　2 1.2
　　3 1.6
　　4 2
　　5 2.4
　　6 2.8
　　7 3.2