Habitués de SPICE, votre avis m'intéresse

Je désire analyser le premier étage d’un amplificateur de lecture d’un magnétophone suisse bien connu. Partant du schéma, j’en ai fait un modèle SPICE dans le style LTspice, afin de l’analyser avec ngspice. L’extrait du schéma est le suivant:


Les nombres en rouge sont le numéro des nœuds. Le modèle, que j’ai construit est le suivant:
repro-front.pdf (182,4 Ko)

J’ai utilisé le modèle de transistor BC109C LTspice disponible sur github.

En comparant avec un magnétophone en bon état, des différences importantes apparaissent déjà à la simulation en continu (.op). La simulation laisse apparaitre le premier transistor complètement bloqué, tandis que les mesures sur l’appareil en bon état laisse subsister environ 91 µA de courant au collecteur.

Quelle est la raison de ces importantes différences ? Le modèle du transistor est-il en cause ?

Il y a de fortes changes que C1 vieillisse mal, modifiant ainsi le taux de réaction du Colpitts, ce chimique se trouvant en série avec C4.

Etonnant qu’une capa céramique n’ait pas été mise en // à l’origine.

si Q2 est bloque Q4 est partiellement sature par R12 100K ce qui doit faire augmenter son potentiel d’emetteur et ainsi polariser positivement la base de Q2 par R1 220K
si ce n’est pas le cas C1 fuit ou est en C/C
ou Q2 presente un courant de fuite CE anormal

Le problème est sur la simulation, pas sur le montage physique.

D’habitude, c’est le contraire, bon en simulation, et mauvais après réalisation réelle.

mauvais modele a bas courant collecteur des transistors

Vu la forte valeur des résistances de polar, le HFE des transistors doit être important.
Les BC109C, classe de gain maxi pour cette série, me paraissent convenables pour cet usage.

et puis il y a un truc etrange sur les mesures
si je comprends bien 96mV sur la base de Q2 vois pas comment dans ces condition comment il peut debiter un courant collecteur

Le chimique C5, en découplage entre les deux 100k, va avoir une fuite supérieure aux résistances qu’il découple.
A remplacer dans tous les cas.

Bonjour,

S’il y a 0v sur le collecteur de Q4 ca veut dire que le courant collecteur est de 1mA ce qui veut dire qu’il devrait y avoir environ 1V sur son émetteur…
Moi j’enlèverai les condensateurs pour voir le comportement en courant continu : il y a peut etre un problème de temps de convergence de l’algorithme de simulation, car il y a des constantes de temps tres importantes dans ce schéma.

Jean-Louis

Bonjour,
J’ai déjà eu affaire à des modèles de semi-conducteurs, importés dans LTSpice, qui donnaient des simulations assez farfelues. Et pourtant, ces modèles étaient conformes aux modèles des fabricants.
As-tu essayé avec un autre modèle pour le BC109C ? Par exemple le BC547C.

Le modèle comporte une anomalie : entre les nœuds 2 et 3, il faut ajouter la basse impédance de la tête de lecture.
Et C1 = 1600 uF. ? Il faut qq dizaines de secondes avant stabilisation. Cette dernière valeur peut expliquer à elle seule les défauts constatés si la simulation ne dure que qq secondes.

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Bonjour,
En reproduisant rapidement la partie du schéma concernant les points de repos (sans les condensateurs), cela fonctionne parfaitement, on a bien 12V sur le collecteur de Q4.

Mais je n’ai pas votre modèle pour le BC109, j’ai mis des 2N2222.
Pouvez vous me donner le modèle du BC109 sous forme d’un fichier « txt », ou m’indiquer ou le peux le trouver.

Voici d’abord le modèle demandé:

.model BC109C NPN(Is=7.049f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=28.14 Bf=677 Ise=7.049f Ne=1.38 Ikf=96.23 Nk=.5 Xtb=1.5 Br=2.209 Isc=250.3p Nc=2.002 Ikr=10.73 Rc=1.433 Cjc=5.38p Mjc=.329 Vjc=.6218 Fc=.5 Cje=11.5p Mje=.2717 Vje=.5 Tr=10n Tf=437.8p Itf=3.097 Xtf=12.85 Vtf=10 Vceo=30 Icrating=100m mfg=Philips)

puis le modèle du substitut le plus souvent recommandé:

.model 2N4401 NPN(Is=26.03f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=90.7 Bf=4.292K Ne=1.244 Ise=26.03f Ikf=.2061 Xtb=1.5 Br=1.01 Nc=2 Isc=0 Ikr=0 Rc=.5 Cjc=11.01p
Mjc=.3763 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=24.07p Mje=.3641 Vje=.75 Tr=233.7n Tf=466.5p Itf=0 Vtf=0 Xtf=0 Rb=10 Vceo=40 Icrating=600m mfg=Fairchild)

et maintenant les tensions aux nœuds, d’après ngspice:

v(1) = 2.000000e+01
v(2) = 9.640791e-02
v(3) = 9.635279e-02
v(4) = 1.036472e+01
v(5) = 7.294425e-01
v(6) = 1.169527e-01
v(7) = 1.629976e-10
v(8) = 9.518767e-12
v(10) = 9.065493e-12
v(11) = 9.065493e-12
v(12) = 1.590994e-10
v(13) = 1.612298e-10
v(14) = 1.029048e-01 

C’est aussi une valeur qui m’a fait sursauter ! Mais permettez-moi de rappeler, que j’ai arrêté en voyant le résultat de l’analyse en DC. Inutile de continuer dans cette situation.

Cette valeur n’est pas farfelue. Elle est probablement nécessaire pour descendre dans les graves.
Par contre, il faut mettre une durée de simulation en conséquence. Essayer avec 50 s.

Cela fonctionne très bien avec le modèle du BC109C
En ajoutant C1 = 1600 µF, le gain est énorme (> 13000)

Notez bien que la tension d’alimentation est différente sur Q2 et Q4.

Pouvez-vous aussi me donner le résultat de l’analyse DC, SVP (.op). Merci !

J’ai complété le schéma. Les alims différentes sur Q2 et Q4 ne changent pas grand chose.
Avec la contre-réaction alternative, la gain à1000 Hz tombe à 50 environ.
Je n’ai jamais compris (ni cherché à comprendre) ce qu’était l’analyse DC. Par contre, voici l’analyse AC :slightly_smiling_face:
Sauf erreurs, bien sur…

Je suppose que c’est la valeur voulue.

En gros, c’est le point de fonctionnement, en général. Dans ce cas présent, ça m’intéresserait beaucoup.

Je pense surtout, que les erreurs sont de mon côté.

Bonjour,
N’avez vous donc pas d’interface graphique pour reconstruire le schéma ?
Avec la netlist seule c’est un peu compliqué à lire
Le point DC ce sont les tensions, gm, courants,… qu’ont les composants sans signaux alternatif. On le retrouve en faisant une transient lorsque toute les constantes de temps sont établies. Mais presque tous les simulateurs on une analyse dédiée qui « supprime » les condensateurs du circuit.

Si je comprends bien l’analyse DC consiste à faire varier, par exemple, la tension d’alim de 0à 30V et de voir la variation de la tension continue en un point quelconque du circuit.
Si c’est bien cela, il suffit d’indiquer quels sont les points du circuit a observer.