Simulateur de circuits : analyses DC, AC et transitoires

Le simulateur de circuits résout une netlist sous-ensemble de SPICE par analyse nodale modifiée : point de fonctionnement DC, balayage DC, réponse AC en petit signal avec diagramme de Bode, ou exécution transitoire, plus un canevas de schéma qui convertit dans les deux sens entre dessin et netlist. La page s'ouvre sur un diviseur résistif qui affiche déjà V(out) = 7.5 V.

更新 2026-10-016 个来源约 6 分钟读完

Ce que fait le simulateur de circuits

Le jeu de composants couvre résistances, condensateurs, inductances, sources indépendantes et contrôlées, diodes, BJT, MOSFET et un amplificateur opérationnel idéal ; la lecture donne les tensions de nœud ainsi que le courant et la puissance de branche par élément. La conception de filtres et de régulateurs appartient au Engineering Lab, les spectres de signal au Science Lab.

Comment l'utiliser

Choisissez un préréglage ou collez une netlist.Dix-huit préréglages couvrent diviseurs, échelons, diodes, étages à ampli op et un pont ; les netlists acceptent les éléments R/C/L/V/I/E/G/H/F/D/Q/M/X avec les directives .op / .dc / .ac / .tran / .ic / .model et les commentaires *. Suffixes : k, meg, m, u, n, p, f (M = milli ; 1MEG = un mégohm).
Choisissez l'onglet d'analyse.Point de fonctionnement, Balayage DC, Réponse AC, Transitoire ou Schéma ; les résultats se mettent à jour pendant la saisie.
Remplissez les champs de l'onglet.Balayage DC définit la source et début/fin/pas ; Réponse AC définit dec/oct/lin, les points et f début/fin avec des sondes de sortie et de référence facultatives ; Transitoire définit t fin, pas max, intégrateur, contrôle de pas LTE, UIC et Energy.
Lisez le résultat.Point de fonctionnement imprime un tableau nœuds/branches ; Balayage DC et Transitoire tracent les sondes listées ; Réponse AC dessine magnitude et phase et nomme le coin à −3 dB ; Transitoire ajoute le nombre de pas.
Dessinez-le si vous préférez.Dans Schéma, placez des pièces, câblez en deux clics et nommez les nœuds, puis appuyez sur Canvas → netlist ; netlist → canvas reconstruit le dessin. Les résultats peuvent être publiés en fiche, ajoutés à un rapport ou transmis.

Exemples de résultats

Chaque nombre ci-dessous est lu dans l'outil.

Montage	Relevé
Préréglage diviseur résistif : 10 V, 1 kΩ / 3 kΩ, Point de fonctionnement	V(in) 10V, V(out) 7.5V, I(V1) -0.0025A, P(V1) -0.025W, P(R2) 0.0187W
Préréglage amplificateur inverseur : 1 V, Rin 1 kΩ, Rf 10 kΩ, Point de fonctionnement	V(out) -10V, I(Rf) 0.001A, P(Rf) 0.01W, P(X1) -0.01W
Passe-bas RC : 1 kΩ, 159.1549 nF, Réponse AC, dec 40, 10 Hz–1 MHz	coin à −3 dB ≈ 1.0001kHz, phase à cet endroit -45°
Échelon RC : 1 kΩ, 1 µF, impulsion 0→5 V, pas max 20 µs, 5 ms	pas 250, rejetés 0, h ∈ [2.00e-5, 2.00e-5] s, itérations de Newton 251
LC sans pertes avec `.ic VC(C1)=1`, trapèzes vs Euler rétrograde	dérive d'énergie -0.0000% contre -86.4529%

Le diviseur se résout en une itération avec un résidu nul ; les deux résistances transportent 0.0025A. L'étage inverseur montre le court-circuit virtuel de l'ampli op idéal : le nœud m lit 0V, le courant d'entrée vaut 1 V / 1 kΩ = 0.001A, et X1 indique -0.01W. Dans la ligne transitoire, τ = RC = 1 ms ; seule l'exécution LC par trapèzes conserve son énergie stockée.

Limites

Échelle pédagogique, échec explicite.: Jusqu'à 120 nœuds, 400 éléments, 400 inconnues et 60,000 pas transitoires ; au-delà, l'outil renvoie E_TOO_LARGE au lieu de se dégrader en silence. Les dispositifs sont des modèles du premier ordre (diodes 1N4148 / 1N4007 / 1N5817 / LED, BJT simplifiés, MOSFET en loi carrée) sans résistance série, claquage, balayage en température, bruit, distorsion, Monte Carlo, interrupteurs ni transformateurs. Une résolution de Newton échouée renvoie E_NO_CONVERGE avec le résidu atteint ; la dernière itération n'est jamais présentée comme réponse.
Certains circuits n'ont pas de solution DC.: Une contre-réaction purement capacitive, un diviseur capacitif ou tout nœud accessible uniquement par des condensateurs n'a pas de point de fonctionnement DC. L'outil renvoie vers uic avec des conditions initiales .ic au lieu d'inventer une valeur.
Ce qu'il ne fait pas.: Il ne conçoit pas de filtres, ne règle pas de régulateurs, ne dérive pas de fonctions de transfert, n'exécute pas de FFT et ne convertit pas d'unités de puissance ; ces travaux appartiennent au Engineering Lab, au Science Lab et au convertisseur de puissance. Ce n'est pas non plus du SPICE de production : vérifiez des étages du premier ordre avec lui, mais ne validez pas un design en silicium.

Pourquoi le courant de la source est négatif

La colonne de courant suit la convention de branche SPICE : un courant de branche entre dans la borne + de l'élément. Une source qui fournit de la puissance lit donc négatif — le diviseur montre I(V1) = -0.0025A avec P(V1) = -0.025W, et l'ampli op inverseur montre I(X1) = 0.001A avec P(X1) = -0.01W. La colonne de puissance garde la convention passive : positif absorbe, négatif fournit. Les résistances lisent positif, et les colonnes signées s'équilibrent. Le signe négatif est la direction, pas un défaut du solveur — ne l'inversez pas avant de comparer avec un manuel.

Où il est utile

Apprendre les quatre analyses

Chargez un préréglage, changez un composant, regardez le relevé bouger. Le diviseur enseigne l'arithmétique KCL, l'échelon RC relie τ = RC à la courbe, la paire LC montre l'amortissement numérique entre deux intégrateurs, et le balayage de diode montre où une jonction pn cesse de se comporter comme une résistance.

Vérifier un étage avant le laboratoire

Le préréglage RLC série lit f₀ = 5.0329kHz, ζ = 0.3162, Q = 1.581 et 35.09% de dépassement, et le tracé transitoire montre à quel point l'exécution suit cette référence. Un passe-bas Sallen–Key montre son coin et sa pente ; le redresseur montre l'effet du condensateur de lissage sur l'ondulation.

Transmettre les données

Les tableaux de point de fonctionnement et les formes d'onde AC ou transitoires peuvent être transmis comme tableaux et séries. Envoyez les formes d'onde au Science Lab pour les spectres, les coefficients au Engineering Lab pour les fonctions de transfert et les régulateurs, et les valeurs de puissance au convertisseur de puissance.

Sources

C.-W. Ho, A. E. Ruehli et P. A. Brennan, The Modified Nodal Approach to Network Analysis, IEEE Transactions on Circuits and Systems — courants de branche ajoutés à l'analyse nodale. ieeexplore.ieee.org （访问日期：2026-10-01）
Wikipédia, SPICE — syntaxe de netlist et suffixes d'ingénierie, dont M = milli et MEG = méga. en.wikipedia.org （访问日期：2026-10-01）
Wikipédia, Operational amplifier — hypothèses de l'ampli op idéal et court-circuit virtuel. en.wikipedia.org （访问日期：2026-10-01）
Wikipédia, Bode plot — magnitude en décibels, phase et coin à −3 dB. en.wikipedia.org （访问日期：2026-10-01）
Wikipédia, Trapezoidal rule (differential equations) — A-stabilité de la méthode des trapèzes. en.wikipedia.org （访问日期：2026-10-01）
Wikipédia, Backward Euler method — L-stabilité et amortissement numérique des systèmes oscillatoires. en.wikipedia.org （访问日期：2026-10-01）