Laboratorio: collega una costante di tempo a un taglio AC

Un circuito, due domande

Usa il passa-basso da 10 kΩ, 100 nF per rispondere a una domanda nel dominio del tempo e una nel dominio della frequenza. τ nominale è 1 ms e fc è 159.154943 Hz. Sono legati da fc = 1/(2πτ), quindi un valore errato di resistore o condensatore influenza entrambe le analisi in modo prevedibile. Questa verifica incrociata rileva errori di unità che un solo grafico potrebbe non mostrare.

Salva rc-response.cir con il file seguente. Esegui ngspice -b rc-response.cir usando un eseguibile autonomo disponibile. La fase .print AC è in radianti nell'uscita standard ngspice; moltiplica per 180/π nel confronto con i valori in gradi del corso.

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 sorgente contiene specifiche DC, AC e impulso perché sono analisi separate. AC 1 indica un'eccitazione normalizzata per piccoli segnali, non un transitorio fisico da 1 V aggiunto all'impulso. Il punto di lavoro usa DC 0, quindi il condensatore inizia scarico. L'impulso sale dopo 1 μs; definisci il tempo di carica trascorso rispetto a quel fronte.

Valori di accettazione

Circa 1 ms dopo il fronte, attenditi 2.085998 V; dopo 5 ms, 3.277765 V. La salita finita di 1 ns introduce una differenza trascurabile sulla scala di 1 ms. Interpola l'uscita transitoria campionata vicino ai tempi richiesti e confronta entro 2 mV. Per AC, usa un'esecuzione separata .ac lin 1 159.154943 159.154943 quando occorre un punto esatto al taglio. Attenditi modulo 0.707107 e fase −0.785398 rad, entro 0.001 per ogni quantità.

Diagnostica una differenza

Cambia C a 200 nF. τ raddoppia a 2 ms e fc si dimezza a 79.577472 Hz. Prevedilo prima di rieseguire. Se cambia soltanto un'analisi, esamina quale file è stato effettivamente eseguito e se hai confrontato lo stesso nodo. Conserva ingresso, versione del simulatore e uscita per la riproducibilità. Questo esercizio autonomo non attesta l'integrazione di simulazione di alcun editor di schemi. Consulta la documentazione ngspice per sintassi delle analisi e convenzioni delle sorgenti.