TP : relier une constante de temps à une coupure AC

Un circuit, deux questions

Utilisez le passe-bas de 10 kΩ, 100 nF pour répondre à une question temporelle et à une question fréquentielle. Le τ nominal vaut 1 ms et fc vaut 159.154943 Hz. Ils sont liés par fc = 1/(2πτ) : une mauvaise valeur de résistance ou de condensateur affecte donc les deux analyses de manière prévisible. Cette vérification croisée détecte des erreurs d’unité qu’un seul tracé pourrait manquer.

Enregistrez rc-response.cir avec le fichier suivant. Exécutez ngspice -b rc-response.cir avec un exécutable autonome disponible. La phase .print AC est en radians dans la sortie standard ngspice ; multipliez-la par 180/π pour la comparer aux valeurs en degrés du cours.

RC step and AC low-pass
V1 in 0 DC 0 AC 1 PULSE(0 3.3 1u 1n 1n 20m 40m)
R1 in out 10k
C1 out 0 100n
.tran 10u 8m 0 2u
.ac dec 40 1 100k
.print tran v(in) v(out)
.print ac vm(out) vp(out)
.save all
.end

La source contient des spécifications DC, AC et d’impulsion parce qu’il s’agit d’analyses distinctes. AC 1 signifie une excitation normalisée en petit signal, et non un transitoire physique de 1 V ajouté à l’impulsion. Le point de fonctionnement utilise DC 0 : le condensateur commence donc déchargé. L’impulsion monte après 1 μs ; définissez le temps de charge écoulé par rapport à ce front.

Valeurs d’acceptation

Environ 1 ms après le front, attendez 2.085998 V ; après 5 ms, 3.277765 V. La montée finie de 1 ns introduit un écart négligeable à l’échelle de 1 ms. Interpolez la sortie transitoire échantillonnée près des instants demandés et comparez à 2 mV près. Pour l’AC, utilisez une exécution distincte .ac lin 1 159.154943 159.154943 lorsqu’un contrôle exact de coupure est nécessaire. Attendez un module de 0.707107 et une phase de −0.785398 rad, à 0.001 près pour chaque grandeur.

Diagnostiquer un écart

Passez C à 200 nF. τ double à 2 ms et fc est divisée par deux à 79.577472 Hz. Prévoyez-le avant de relancer. Si une seule analyse change, vérifiez le fichier réellement exécuté et si vous avez comparé le même nœud. Conservez l’entrée, la version du simulateur et la sortie pour la reproductibilité. Cet exercice autonome n’établit l’intégration de simulation d’aucun éditeur de schémas. Consultez la documentation ngspice pour la syntaxe d’analyse et les conventions de sources.