Large-Signal Harmonic Balance Overview大信号谐波平衡概述

    Hammonic Balance是在频域中解决的大信号分析。 它计算出电路的一个或多个输入的谐波和混合产物。 它考虑了电路中的所有大信号效应。 应用范围包括测量单个输入的谐波成分，计算功率放大器的大信号IP3（具有2个输入频率），并测量传输混频器的大信号IP3和IP2（具有2个IF音调和一个LO输入）。 Hammonic Balance还可以为小信号HBAC，HBSP和HBNOISE分析提供大信号解决方案。 本章后面提供了有关小信号分析的更多信息。

    选择Hammonic Balance是用于具有接近正弦信号并且没有高速传输的电路。 虽然谐波平衡可能适用于通过设置大量谐波来实现快速转换的电路，但拍摄（在 pss 中可用）可能会运行得更快。对于LC振荡器，特别是晶体振荡器，应使用谐波平衡。 对于环振荡器，拍摄PSS可能会更快，更准确。 但是，谐波平衡可用于非常非线性的电路，包括具有多个频率分隔线的电路。

    ADE Explorer/Assembler 选择分析表单中谐波平衡的实现有些不同。 “Choosing Analyses”表单具有三个具有谐波平衡 (hb) 选项的选项：hb、pss（发动机设置为谐波平衡 (hb)）以及 qpss（发动机设置为谐波平衡）。

    在 hb 和 qpss 中，当选择谐波平衡 (hb) 作为引擎时，仅计算输入和混合信号的谐波。 在 pss 中，当选择谐波平衡作为引擎时，将计算输入的所有谐波，即使这些谐波的功率为零。 例如，如果有一个 2GHz 的输入和另一个 2.1GHz 的输入，则计算 100MHz 的谐波。 请注意，为了计算 2.1GHz 输入的五次谐波，需要计算 105 个谐波。 因此，pss通常用于单个输入频率，而qpss或hb通常用于多个输入频率。

    hb 分析不需要任何区别。 它始终计算输入的谐波，如果存在多个输入，它还会计算混合频率。 此外，Hammonic Balance分析具有自动模式，您只需提供输入频率即可。 其他一切都是自动的。 振荡器调谐模式可用，您可以指定目标频率和要改变的参数，然后 hb 会将振荡器调谐到该频率。 通常，随后进行噪声分析，并且此功能允许蒙特卡罗模拟，其中将振荡器调谐到频率，并在该频率下测量噪声。 另外，hb具有自动确定增益压缩的模式。 使用此功能可以加快蒙特卡罗分析中的压缩分析速度。 支持多个分频器，每个信号路径的分频比可设置。 本章重点介绍 ADE Explorer  Choosing Analyses表单中的 hb 选择。

    谐波平衡提供了频域的解决方案。 具有直接频域表示的事物（例如电容器、传输线或 S 参数描述）直接进入频域解决方案。 设备和其他非线性需要在时域中进行评估，并使用 ifft 和 fft 在时域之间进行转换。 这是一个迭代过程。 每次连续迭代都会产生更准确的解决方案。 换句话说，永远无法获得精确的解决方案。 迭代继续，直到答案“足够接近”。 通过在提供的“选择分析”中选择准确度默认值来设置足够接近的准确度。提供了自由、中等和保守的准确度级别。根据您的要求选择适当的准确度级别。 如果您计算幅度非常小的谐波，您可能需要选择conservative。

（本文为Spectre Circuit Simulator and Accelerated Parallel Simulator RF Analysis in ADE Explorer User Guide V23.1 部分原文翻译，如有侵权，请联系本人进行删除）