★SpectreRF中
PSS分析:
PSS直接计算电路的周期稳态响应。SpectreRF使用了一种叫做Shooting method [kundert 90]的技术来实现PSS分析。这是一种时域方法,它通过有效的寻找一个直接导致稳态的初始情况来实现仿真分析。
Shooting method有可能在大问题上变得相当慢,这是由于代表电路的计算方程的矩阵以(指数?)增长,导致计算过于复杂,因此这种算法对于大电路分析是不切实际的。SpectreRF仿真使用了新特性,可以消除随着问题规模增长导致的计算时间超线性在增长[telichevesky 95]。
PSS分析有如下假设:
一个是周期性;另一个是线性。
PSS分析假设在shooting间隔期间,所有激励是周期的,并且电路支持T周期响应,这里的T是PSS分析中指定的周期。如果电路是由多个周期激励所驱动,那么频率必需相当或者协同周期的,而且T必须是这些周期的最小倍数。当T过长时,仿真效率相比于激励源的周期会下降。
在罕见的情况下,有周期激励的电路产生子谐波,这个如果设置周期为子谐波,那么PSS就可处理。另外的情况,周期驱动的电路响应却很混乱,譬如delta-sigma调制。这种情况下,使用瞬态分析好于PSS分析。
仿真下的电路,shooting间隔期间的初始和最终点的关系应该是近似线性的。起始和终点关系的越非线性,PSS需要的反复数量就越多,这将使得PSS分析时间过长。如果这个关系足够非线性,那么PSS分析可能不收敛。
Envelope Following Analysis:
包络分析允许RF设计者有效地、准确地预测通信系统中的RF电路包络瞬态响应。例如,预测混频器的频谱再生。
典型地,这些调制方案很难仿真,因为他们被调制在一个时钟周期远小于设计者感兴趣的时间间隔上。经典的瞬态仿真过于浪费。新的仿真,诸如PSS和QPSS可能不工作,很大程度上是因为调制信号既不是周期的也不是准周期的。
时钟信号在不同应用种叫法不同。对于混频器,叫做LO;对于detector,叫做载波;对于开关电容滤波器,叫做时钟。时钟信号通常是电路中变化最快的信号、因其最多的非线性。
包络分析减少了仿真时间,而且通过利用电路行为在给定高频率时钟周期处是相似于但不相等于前一个和下一个周期轮回的特性,没有牺牲准确率。特别地,高频率时钟的包络可以通过准确计算偶然的周期(准确捕捉快速的瞬态行为)来跟踪。变化较慢的调制信号由缓变曲线准确跟踪。结果,通过结合缓慢曲线(分段多项式)和偶然时钟周期的整合,就可以获得电路响应的频谱。
一般而言,包络分析不适合有多重基频的电路。这些电路,可以用PSS分析。但是,当这些基频相当的话,就可以使用包络分析。这种情况下,使用所有基频的最大公约数作为时钟频率。这一点类似于PSS分析中计算beat频率。分析效率也类似于PSS分析。在时钟周期的每一个综合,可能需要许多快的周期。快周期的数量越大,分析效率就越低。
第二种情况,包络分析对于多基频电路也是适用的,就是两个靠得很近的频率进行下变频,也会产生慢变化的调制包络,其频率阶数远低于输入频率。这种情况下,选择任何一个快速变化的信号作为时钟,使用包络分析来追踪调制包络。然而,通常选择引起最大非线性的信号。
包络仿真产生两种类型的输出文件:
一种是电压比电流(td)文件;另一种是时钟基频的每一个谐波的amplitude/phase比时间(fd)文件。
Td文件包含时域真是波形。它们类似于瞬态分析产生的波形。区别在于包络分析中一个时钟周期的整合发生得非常慢。因此,通常会在整合的时钟周期之间看见大的缺口。
信号随时间变化的Fourier变换:fd文件就包含了时变Fourier系数 (复数),一直到M阶谐波。最感兴趣的谐波大概是第一个。第一个谐波的实部和虚部被称作in-phase和quadrature,也既I和Q信号。