実習：時定数とACコーナーを結ぶ

1回路で2つの問い

10 kΩ、100 nFローパスで時間領域と周波数領域の問いに答えます。公称τは1 ms、fcは159.154943 Hzです。fc = 1/(2πτ)で結ばれるため、抵抗や容量の誤値は両解析へ予測可能に影響します。この相互検査は1つの図が見逃す単位ミスを検出します。

次のデッキをrc-response.cirに保存し、利用可能な独立実行ファイルでngspice -b rc-response.cirを実行します。標準ngspiceの.print AC位相はラジアンです。コースの度数との比較は180/πを掛けます。

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

電源にDC、AC、パルス指定があるのは別の解析だからです。AC 1は正規化した小信号励振で、パルスへ物理的1 V過渡を加えるものではありません。動作点はDC 0なのでコンデンサは未充電です。パルスは1 μs後に立ち上がり、そのエッジからの充電経過時間を定義します。

受け入れ値

エッジ約1 ms後に2.085998 V、5 ms後に3.277765 Vを予想します。有限の1 ns立ち上がり差は1 ms尺度では無視できます。要求時刻近傍の過渡サンプルを補間し、2 mV以内で比較します。正確なコーナー検査には別の.ac lin 1 159.154943 159.154943実行を使います。振幅0.707107、位相−0.785398 radを各0.001以内で期待します。

不一致を診断する

Cを200 nFへ変えるとτは2 msに倍増、fcは79.577472 Hzへ半減します。再実行前に予測します。一方の解析しか変わらなければ、実際に実行したデッキと比較節点を調べます。再現用に入力、シミュレータ版、出力を保ちます。この独立演習は回路図エディタのシミュレーション統合を確認しません。解析構文と電源規約はngspice資料を参照します。