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仿真hbsp的问题和方法

热度 3已有 1006 次阅读| 2022-10-11 19:17 |个人分类:等待解决的问题|系统分类:芯片设计

在振荡器中使用hbsp去仿真输出阻抗,当然振荡器领域大家一般不关心输出阻抗,因为不需要考虑输出功率大小,自有buffer来增大功率,只要负载对频率、相噪影响最小即可,但目前的电路确实需要这种分析。


2023_08_23 更新:上面这段话应该有待商榷,在某些应用中,输出功率可能不是主要的关注点。例如,在一些频率合成器应用中,振荡器的输出信号主要是作为参考信号使用,而不需要高功率输出。在这种情况下,输出功率可能不是设计的主要关注点。

但在其他一些应用中,输出功率是非常重要的。例如,无线通信系统中,振荡器通常用作发射机的局部振荡器,生成射频信号。在这种情况下,振荡器的输出功率需要满足传输要求,以确保信号能够在通信链路中传播,并达到足够的信号强度。这时输出功率就很重要,就需要考虑输出匹配。

细致的最大输出功率的匹配自然应该是loadPull出来的Zopt,然后再到50ohm。不过文献里一般都只考虑到50ohm,给个S11值,这个一般功率会差1~2dB,不过也问题不大。下面是文献中的例子。

A 283-to-296GHz VCO with 0.76mW Peak Output Power in 65nm CMOS 有简单的输出匹配

image.png


Frequency and Power Scaling in mm-Wave Colpitts Oscillators  这个是wilkinson直接耦合到50ohm。

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An Efficient 210GHz Compact Harmonic Oscillator with 1.4dBm Peak Output Power and 10.6% Tuning Range in 130nm BiCMOS 有简单的输出匹配

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A Single-Pin Antenna Interface RF Front End Using a Single-MOS DCO-PA and a Push–Pull LNA

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话说为什么不用lssp。lssp的功能实在太弱了,必须双端口信号,单端口用不了。而且对于VCO而言,VCO可以自己产生信号,这货直接报告说用不了。

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hbsp也好不了多少,仿真各种奇葩问题。

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看cadence的官方介绍,说是和psp结论差不多,但事实上,hbsp和psp仿真得到的结果基本不一样,更离奇的是,hbsp的仿真结果跟有没有开sp仿真有关,这两个仿真本身是独立的,hb+hbsp和sp一个大信号S参数,一个小信号S参数,结果扯上了关系。还有一个-6.4k,神奇的结果,跟频率无关,偶尔就会出现。


image.png

话说振荡器仿真会出现各种问题,很多都无解,比如copy的两个testbench仿真结果竟然不同,https://blog.eetop.cn/blog-1418595-6951037.html,加上前面这个问题,不知道是不是软件不是正版的原因。


20221014 ps:

又发现一个无法解释的现象,用hbsp扫描参数的时候,一次从-30扫到0,步长是1,一次是从-5扫到0,步长是1,然后我看-4这个点,竟然结果完全不一样。看单点扫描的情况,是和-5到0是一致的。也无法解释,只能采取单点扫描的情况了。

image.png


1665732937112847.png


2023_04_20 四


单端口的大信号S参数分析,LSSP自然是不行的。没有两个端口,仿真一下会没有数据。


hb+hbsp的仿真,主要的步骤是设置port从dc变成sin,小信号s参数时因为幅度很小,选dc和sin都没有影响,仿真器sp默认在小信号工作。但大信号下必须通过sin的幅度来控制输入信号的大小。


hb里设置好port的频率,并且可以扫描port的幅度,从而观察信号从小到大是S参数的变化。


port的设置,频率和幅度要在Design Variables里设置初值。sin可以设置功率,也可以设置幅度,这里设置功率。

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hb的设置:

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hbsp的设置,可以单频点,也可以扫频。

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至于用hb+hbsp来仿真大信号靠不靠谱。cadence对hbsp的介绍:大信号s参数是针对时变小信号s参数的,比如mixer和osc,mixer的LO端口一变化,S参数就会变,osc的参数变化,频率变化,S参数也会变。小信号s参数只能仿真s参数不变的情况,比如PA。

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具体位置在:

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但貌似单端口不涉及频率变化,不过有网友认为LSSP也就是两个大信号,How do you simulate differential s parameters using LSSP?(https://www.edaboard.com/threads/how-do-you-simulate-differential-s-parameters-using-lssp.352453/)。事实上,用hb+hbsp仿出来的确实和sp不一样,而且会随着输入信号大小变化而变化。

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