¿Cómo determina gráficamente la salida de voltaje con el tiempo?

En lo que concierne a la intuición,

• El condensador no puede cambiar su voltaje instantáneamente. Por lo tanto, después de cambiar, la tapa seguirá manteniendo el valor anterior por un instante.

• Como la tapa actúa como circuito abierto en estado estable, el estado estable aquí es de 2,5 V, que es por división de resolución.

• tan pronto como se cierre el interruptor, la tapa mantendrá ese 2.5V a través de él. Y ahora tiene un impulso de 2 V, por lo tanto, la salida debería ir a 4.5V. PERO, como hay dos casquillos, este 2V se divide por ellos y la patada en la salida será de 1V. Por lo tanto, la salida irá a 2.5 + 1 = 3.5V. Este 3.5V está allí por muy poco tiempo.

• Luego, como se indicó anteriormente, la tapa está abierta en estado estable, el voltaje final será de 2.5V. Por lo tanto, el voltaje bajará de 3.5V a 2.5V. esto tomará cierta constante de tiempo.

• La constante de tiempo aquí por thevenin es R || R y C || C, que es RC. Por lo tanto, la descarga de 3.5v a 2.5v tomará 5 constantes de tiempo para liquidar, que es 5RC.

Esto se ha demostrado, con la simulación como un archivo adjunto.

Encontré una solución bastante elegante para mi propio problema.

El circuito dado es un circuito RC de primer orden básico (si eliminamos los Resistores o los abrimos, nos quedamos con 2 Capacitores en serie, que pueden reducirse a uno-C / 2)

La solución a un circuito RC para dar un paso de respuesta es una exponencial que se satura a un valor en estado estable. Matemáticamente:

  

V (t) = Vs + (V (0) - Vs) (exp (-t / Tau))

V (t) = voltaje del capacitor en el tiempo t.
 Vs = valor de estado estacionario.
 V (0) = Tensión de Capactior en t = 0+.
 Tau = constante de tiempo, Tau = R _efectivo * C _efectivo

Procediendo de una manera escalonada necesitamos hacer lo siguiente
1) Encuentra tau
2) Encuentra Vs
3) encuentra V (0+)

1) Para tau, establezca Voltajes a cero, y encuentre Ceff, Reff  Aquí serán 2 R en paralelo, 2 C en paralelo. Por lo tanto, R / 2 * 2C = RC
2) Para Vs, voltaje de estado estable, abra el circuito de los condensadores y encuentre Vout  Aquí estará Vdd / 2 (División de voltaje entre resistencias)
3) V (0+) es la parte difícil   Cuando abre el circuito de los Resistores y los analiza en t = 0, parece que hay una fuente de voltaje- Circuito de condensador. Esto provocará un salto en la tensión del condensador en t = 0 (para satisfacer el KVL, conservación de energía)

Entonces, cuando encuentre el voltaje en la segunda capa (es decir, Vout) será

Caída de voltaje a través de la tapa - > (2V-Vdd) * C / (C + C) = (2V-Vdd) / 2) = 1V - Vdd / 2

Entonces Vout = 2V - (V - Vdd / 2) = 1V + Vdd / 2
   Esto es V (0+)

Entonces, la respuesta final es: el voltaje comienza a 1 V + Vdd / 2 y cae exponencialmente a Vdd / 2 con una constante de tiempo de RC

  

Esto se corresponde con la respuesta de Omibuddy (sustituye Vdd = 5, obtienes un valor inicial como 2.5V + 1V = 3.5 V, decayendo a 2.5 V en el estado infinito o estable)

Referencia: enlace Consulte las conferencias 24,25,26 - Circuitos de primer orden RC