LTspice 指令 .four 与相关操作

.four <frequency> [Nharmonics] [Nperiods] <data trace1> [<data trace2> ...]

.four 500k V(Vo)
.four 500k 10 50 V(Vo) V(saw) V(Vo2)

参数	含义
frequency	基波频率
Nharmonics	需要分析的基波次数，未指定时分析 9 次谐波
Nperiods	指定仿真波形的倒数几个周期进行傅里叶分析 比如 Nperiods 为 5 就代表用仿真结束开始，倒数 5 个周期的波形进行分析 默认使用最后一个周期

结果中，Fourier Component 代表该频率谐波的幅值；Normalized Component 代表以基波为基准，标幺后各次谐波的大小。Phase 相关的两项同理。

Total Harmonic Distortion 为总谐波失真，代表所有的谐波成分与基波成分之比。
Partial Harmonic Distortion 则仅包含 .four 指令中 Nharmonics 所指定的谐波。
因此 Partial Harmonic Distortion 一般都小于 Total Harmonic Distortion。

$$\operatorname{THD}=\frac{\sqrt{h_{2}^{2}+h_{3}^{2}+\cdots+h_{n}^{2}}}{h_{1}}$$

以 $\operatorname{dB}$ 为单位

$$\operatorname{THD}=10\log\left( \frac{h_{2}^{2}+h_{3}^{2}+\cdots+h_{n}^{2}}{h_{1}^{2}} \right)=20\log \left( \frac{\sqrt{h_{2}^{2}+h_{3}^{2}+\cdots+h_{n}^{2}}}{h_{1}} \right)$$

注意，.four 指令是利用波形数据进行仿真，当开启 waveform compression 时，保存的波形数据会被压缩，造成精度损失。因此使用 .four 时最好关闭该选项。

同时，.four 指令假定需要分析的信号为周期信号，并且需要指定基波频率，但实际波形可能并不是周期信号，或者指定的基波频率有误。因此 .four 指令的计算结果可能有误，若想精确分析谐波，建议使用 FFT 进行分析。