アナログシミュレーションで最も重要な選択は、部品ではなく 解析モード であることが少なくありません。同じ回路でも、1つの定常動作点を計算するか、時間に対する電圧を追うか、電源を掃引するか、周波数応答を調べるかによって、答えられる問いは大きく変わります。
DigiSim Analog Labはベータ版 です。現在の製品情報スナップショットには、50コンポーネント、25個の無料コンポーネント、4グループ・8件のシミュレーション検証済みBetaスターター例 が記録され、そのうち 3件を公開 しています。これらはレッスンではなく、正式なAnalogコースはまだ始まっていません。動作点、過渡、AC、DCスイープ、ライブの5つの解析モードを利用できます。
製品情報の確認日： 2026年8月31日。この記事は9月1日に内容を整合しました。件数と機能はバージョン管理されたDigiSimの入力に結び付いています。ベータ版の挙動と実行時のプラン提供可否は変更される場合があります。
モードより先に問いを選ぶ
まず、問いを平易な言葉で書きます。
- この回路はどの電圧と電流に落ち着くか？
- スイッチや電源が変化した直後に何が起きるか？
- どの周波数が通過し、どの周波数が減衰するか？
- 1つのDC入力を変えると出力はどう変化するか？
- 回路を調整しながら、すばやく応答を確認できるか？
これらの問いには異なる解析が対応します。あるモードの結果を、5つすべてに答えるかのように示してはいけません。
1. 動作点
動作点 解析は、回路の定常DC状態を解きます。ノード電圧、枝電流、能動素子が妥当な領域にあるかなど、時間や周波数に依存する問いへ進む前のバイアス条件を確認するのに適しています。
基本的な設定ミスの発見に使ってください。浮遊した基準、逆向きの部品、不可能なバイアスは、その後のすべての解析を無効にする可能性があります。動作点解析は、起動時の波形や周波数応答を意図的に示しません。
2. 過渡解析
過渡 解析は、回路変数が時間とともにどう変化するかを計算します。充電と放電、スイッチング事象、発振器の起動、パルス応答など、ある状態から別の状態へ至る過程が重要な挙動に使います。
調べたい挙動を捉えられる時間範囲と刻み幅を選んでください。刻みが粗すぎると速い事象を見落とし、必要以上に細かいと有用な洞察を増やさず計算負荷を高めます。グラフは数値モデルなので、時間設定を変えても結果が安定しているか確認してください。
3. AC解析
AC 解析は、解かれた動作点の周りで、小信号応答を周波数に対して調べます。フィルター、利得、帯域幅、共振、位相に役立ちます。横軸は時間ではなく周波数です。
このモードは「任意の大きなAC波形を流して観察する」という意味ではありません。小信号線形化と過渡波形は異なる問いに答えます。振幅に依存する歪みが重要なら、適切な過渡解析も行ってください。
4. DCスイープ
DCスイープ は、選択したDC電源またはパラメーターを範囲内で変えながら、定常解を繰り返し求めます。結果は、入力電圧に対する出力電圧などの曲線になります。
伝達特性、しきい値、特性曲線に使います。1つの動作点では現在の状態しか分からず、範囲全体でどう変わるかを知りたい場合に特に役立ちます。
5. ライブ解析
ライブ 解析は、実験台を編集・調整しながら探索するフィードバックループを支えます。関係を学び、より明示的な動作点、過渡、AC、スイープ設定で調べる価値のある領域をすばやく見つけるのに役立ちます。
ライブのフィードバックは探索として扱い、解析設定の記録に置き換えないでください。再現可能な結果には、回路、モード、パラメーター、観測量を記載する必要があります。
モード選択の早見表
| モード | 独立軸 | 最初に確認する問い | これだけでは確認できないこと |
|---|---|---|---|
| 動作点 | 1つの定常状態 | 「回路はどこに落ち着くか？」 | 起動または周波数特性 |
| 過渡 | 時間 | 「事象の後に何が変わるか？」 | 小信号周波数応答 |
| AC | 周波数 | 「利得と位相はどう変化するか？」 | 大信号の時間挙動 |
| DCスイープ | 掃引するDC値 | 「入力に対して出力はどう変化するか？」 | 動的応答 |
| ライブ | インタラクティブな変更 | 「次に何を調べるべきか？」 | 完全に記録された再現可能な調査 |
収束とモデルの制限
アナログソルバーは、モデルに対する数値解を求めます。選択した前提では有効な解がない回路、基準が不十分な回路、反復ソルバーで収束しにくい回路もあります。実行に失敗する、または結果が不自然に見える場合は、次を確認してください。
- 回路に基準ノードと完全な経路があることを確認する。
- より複雑な解析の前に動作点を調べる。
- 問題が再現する最小の回路まで縮小する。
- 電源値、部品の単位、解析範囲を確認する。
- 手計算の概算または単純な極限の場合と結果を比較する。
収束した答えが、物理的に完全な答えとは限りません。DigiSimは教育用コンポーネントモデルを使います。メーカーのモデル、データシート、公差解析、熱設計、ハードウェア検証の代わりにはなりません。
プロジェクトとネットリストの形式
Analog Labは、バージョン付きの .analog.json プロジェクト形式を使い、使用中のプランポリシーで許可される場合にSPICE風の .cir ネットリストを生成できます。.cir出力は相互運用作業向けのテキストネットリストです。DigiSim Analog自体はngspiceではなく、すべての外部SPICE方言が各モデルを変更なしで受け入れる保証でもありません。
ゲスト作業では ブラウザ下書きを1件 使用します。Analogプロジェクトとネットリストの書き出しは機能制限の対象です。監査済みの製品状態では、Analogの公開共有・埋め込み画面は確認されていません。ファイルや受け渡しのワークフローを前提にする前に、現在の形式と書き出しの対応表を確認してください。
実践的な学習手順
Analog Labを開き、抵抗分圧回路から始めます。
- 動作点出力を手計算で概算する。
- 定常結果を確認する。
- 入力電源をスイープし、伝達曲線を調べる。
- コンデンサーを追加し、過渡解析で充電を観察する。
- AC解析で周波数依存の応答を調べる。
この手順では、解析の問いを変えても回路はよく知ったままです。コース状況ページでは公開済み3コースとAnalog Betaスターター例を区別し、Analogドキュメントには5つのモード、プロジェクト形式、既知の境界が1つのリファレンスにまとまっています。
作業環境を広く比較するには、DigiSimラボを比較をご覧ください。ネットリストを中心とするアナログ解析ではなく、電池、計器、学校実験室の器具が必要なら、代わりにElectricity Labから始めてください。