Simulación de circuitos analógicos: cinco modos de análisis explicados

La elección más importante en una simulación analógica no siempre es el componente, sino el modo de análisis. Un mismo circuito puede responder a preguntas muy distintas según calcules un único punto de operación estable, sigas la tensión a lo largo del tiempo, barras una fuente o examines la respuesta en frecuencia.

DigiSim Analog Lab está en fase Beta. Su instantánea actual de datos de producto registra 50 componentes, 25 componentes gratuitos y 8 ejemplos iniciales de la beta verificados por simulación en 4 grupos, entre ellos 3 ejemplos públicos. Estos ejemplos no son lecciones; el curso formal de Analog aún no ha comenzado. El laboratorio ofrece cinco modos de análisis: punto de operación, transitorio, CA, barrido de CC y análisis en vivo.

Datos del producto revisados: 31 de agosto de 2026. Este artículo se armonizó el 1 de septiembre. Los recuentos y las capacidades están vinculados a entradas versionadas de DigiSim. El comportamiento beta y la disponibilidad de los planes en tiempo de ejecución pueden cambiar.

Elige la pregunta antes que el modo

Empieza por escribir la pregunta con palabras sencillas:

• ¿En qué tensión y corriente se estabiliza este circuito?
• ¿Qué ocurre inmediatamente después de que cambie un interruptor o una fuente?
• ¿Qué frecuencias pasan y cuáles se atenúan?
• ¿Cómo varía la salida cuando cambia una entrada de CC?
• ¿Puedo ajustar el circuito y ver una respuesta rápida mientras exploro?

Estas preguntas corresponden a análisis distintos. Un resultado de un modo no debe presentarse como si respondiera a los cinco.

1. Punto de operación

Un análisis de punto de operación resuelve el estado estable de CC del circuito. Es la primera comprobación adecuada para las condiciones de polarización: tensiones de nodos, corrientes de ramas y si un dispositivo activo se encuentra en una región plausible antes de plantear una pregunta que dependa del tiempo o de la frecuencia.

Utilízalo para detectar errores básicos de configuración. Una referencia flotante, una pieza invertida o una polarización imposible pueden invalidar todos los análisis posteriores. El punto de operación no muestra, de forma deliberada, una forma de onda de arranque ni una respuesta en frecuencia.

2. Análisis transitorio

Un análisis transitorio calcula cómo evolucionan las variables del circuito a lo largo del tiempo. Utilízalo para procesos de carga y descarga, eventos de conmutación, arranque de osciladores, respuesta a impulsos y otros comportamientos en los que importa la transición de un estado a otro.

Elige un intervalo temporal y un paso suficientemente pequeños para revelar el comportamiento que te interesa. Un paso demasiado grueso puede ocultar un evento rápido; uno innecesariamente pequeño puede encarecer la ejecución sin aportar información útil. La gráfica es un modelo numérico, así que comprueba si el resultado permanece estable al ajustar la configuración temporal.

3. Análisis de CA

Un análisis de CA examina la respuesta de pequeña señal en función de la frecuencia alrededor de un punto de operación resuelto. Resulta útil para filtros, ganancia, ancho de banda, resonancia y fase. El eje horizontal representa la frecuencia, no el tiempo.

Este modo no significa «reproducir una forma de onda de CA grande y arbitraria y observarla». La linealización de pequeña señal y una forma de onda transitoria responden a preguntas distintas. Si importa la distorsión dependiente de la amplitud, realiza también una investigación transitoria adecuada.

4. Barrido de CC

Un barrido de CC repite una solución estable mientras modifica una fuente o un parámetro de CC seleccionado a lo largo de un intervalo. El resultado es una curva, por ejemplo, de tensión de salida frente a tensión de entrada.

Utilízalo para estudiar el comportamiento de transferencia, los umbrales y las curvas características. Resulta especialmente útil cuando un único punto de operación indica dónde se encuentra el circuito ahora, pero no cómo se desplaza a lo largo de un intervalo.

5. Análisis en vivo

El análisis en vivo permite un ciclo exploratorio de respuesta mientras editas o ajustas el banco. Es útil para aprender relaciones y encontrar rápidamente una región que merezca estudiarse con una configuración más explícita de punto de operación, transitorio, CA o barrido.

Trata la respuesta en vivo como una exploración, no como un sustituto del registro de los ajustes del análisis. Un resultado reproducible debe indicar el circuito, el modo, los parámetros y la magnitud observada.

Tabla compacta para elegir el modo

Convergencia y límites del modelo

Los solucionadores analógicos encuentran soluciones numéricas de modelos. Algunos circuitos no tienen una solución válida bajo los supuestos elegidos, carecen de una referencia adecuada o son difíciles de hacer converger para un solucionador iterativo. Cuando una ejecución falle o parezca inverosímil:

1. confirma que el circuito tenga un nodo de referencia y un recorrido completo;
2. examina el punto de operación antes de realizar un análisis más complejo;
3. reduce el circuito a la versión más pequeña que siga mostrando el problema;
4. comprueba los valores de las fuentes, las unidades de los componentes y el intervalo del análisis; y
5. compara el resultado con una estimación manual o un caso límite más sencillo.

Una respuesta convergente no es automáticamente una respuesta físicamente completa. DigiSim utiliza modelos educativos de componentes; no sustituye el modelo de un fabricante, una hoja de datos, un análisis de tolerancias, el diseño térmico ni la validación con hardware.

Formatos de proyecto y netlist

Analog Lab utiliza un formato de proyecto .analog.json versionado y puede producir una netlist .cir similar a SPICE cuando la política activa del plan lo permite. La salida .cir es una netlist de texto para trabajos de interoperabilidad; DigiSim Analog no es ngspice ni promete que todos los dialectos SPICE externos acepten todos los modelos sin modificaciones.

El trabajo de visitantes utiliza un único borrador del navegador. Las exportaciones de proyectos y netlists de Analog están sujetas a capacidades. En el estado auditado del producto no se estableció ninguna superficie pública de uso compartido o inserción para Analog. Consulta la matriz actual de formatos y exportaciones antes de depender de un flujo de archivos o entrega.

Una secuencia práctica de aprendizaje

Abre Analog Lab y empieza con un divisor resistivo:

1. estima a mano la salida de su punto de operación;
2. verifica el resultado estable;
3. barre la fuente de entrada y examina la curva de transferencia;
4. añade un condensador y utiliza el análisis transitorio para observar su carga; y
5. utiliza el análisis de CA para examinar la respuesta dependiente de la frecuencia.

Esta secuencia mantiene familiar el circuito mientras cambia la pregunta del análisis. La página de estado de los cursos distingue los tres cursos publicados de los ejemplos iniciales de Analog Beta, y la documentación de Analog reúne en una sola referencia los cinco modos, el formato de proyecto y los límites conocidos.

Para elegir entre más espacios de trabajo, consulta Comparar los laboratorios de DigiSim. Si necesitas baterías, medidores y aparatos de laboratorio escolar en vez de un flujo de análisis analógico orientado a netlists, empieza por Electricity Lab.