Introduction à SPICE

« Avec Electronics Workbench, vous pouvez créer des schémas de circuit qui ressemblent à ceux que vous connaissez déjà sur papier. De plus, vous pouvez basculer l'interrupteur d'alimentation pour que le schéma se comporte comme un vrai circuit. Avec d'autres simulateurs électroniques, vous devrez peut-être saisir des listes de nœuds SPICE sous forme de fichiers texte - une représentation abstraite d'un circuit au-delà des capacités de tous, sauf des ingénieurs en électronique avancés. " —(Guide de l'utilisateur d'Electronics Workbench—version 4, page 7)

Cette introduction provient du manuel d'utilisation d'un programme de simulation de circuit appelé Electronics Workbench . À l'aide d'une interface graphique, il permet à l'utilisateur de dessiner un schéma de circuit, puis de demander à l'ordinateur d'analyser ce circuit, en affichant les résultats sous forme graphique. C'est un outil d'analyse très précieux, mais il a ses lacunes. D'une part, lui et d'autres programmes graphiques comme celui-ci ont tendance à être peu fiables lors de l'analyse de circuits complexes, car la traduction d'une image en code informatique n'est pas tout à fait la science exacte que nous voudrions (encore) qu'elle soit. Deuxièmement, en raison de ses exigences graphiques, il a tendance à avoir besoin d'une quantité importante de "puissance de calcul" pour fonctionner et d'un système d'exploitation informatique prenant en charge les graphiques. Troisièmement, ces programmes graphiques peuvent être coûteux.

Cependant, sous l'habillage graphique de Electronics Workbench se trouve un programme robuste (et gratuit !) appelé SPICE, qui analyse un circuit sur la base d'une description de fichier texte des composants et des connexions du circuit. Ce que l'utilisateur paie avec Electronics Workbench et d'autres programmes d'analyse de circuits graphiques est l'interface "pointer-cliquer" pratique, tandis que SPICE effectue l'analyse mathématique proprement dite.

En soi, SPICE ne nécessite pas d'interface graphique et demande peu de ressources système. Il est également très fiable. Les fabricants d'Electronic Workbench aimeraient que vous pensiez que l'utilisation de SPICE dans son mode texte natif est une tâche adaptée aux scientifiques des fusées, mais j'écris ceci pour leur prouver le contraire. SPICE est assez facile à utiliser pour des circuits simples, et son interface non graphique se prête en fait à l'analyse de circuits qui peuvent être difficiles à dessiner. Je pense que c'est l'expert en programmation Donald Knuth qui a plaisanté, "Ce que vous voyez est tout ce que vous obtenez" en ce qui concerne les applications informatiques. Les graphiques peuvent sembler plus attrayants, mais les interfaces abstraites (texte) sont en réalité plus efficaces.

Ce document n'est pas destiné à être un didacticiel exhaustif sur la façon d'utiliser SPICE. J'essaie simplement de montrer à l'utilisateur intéressé comment l'appliquer à l'analyse de circuits simples, comme alternative aux programmes propriétaires ($$$) et buggy. Une fois que vous aurez appris les bases, il existe d'autres tutoriels mieux adaptés pour vous emmener plus loin. Utiliser SPICE, un programme initialement destiné à développer des circuits intégrés, pour analyser certains des circuits vraiment simples présentés ici peut sembler un peu comme couper du beurre avec une scie à chaîne, mais ça marche !

Toutes les options et exemples ont été testés sur SPICE version 2g6 sur les systèmes d'exploitation MS-DOS et Linux. Pour autant que je sache, je n'utilise pas les fonctionnalités spécifiques à la version 2g6, donc ces fonctions simples devraient fonctionner sur la plupart des versions de SPICE.