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振蕩器中使用hbsp去仿真輸出阻抗分析

要長高 ? 來源:eetop ? 作者:eetop ? 2023-12-05 15:11 ? 次閱讀

振蕩器中使用hbsp去仿真輸出阻抗,當(dāng)然振蕩器領(lǐng)域大家一般不關(guān)心輸出阻抗,因?yàn)椴恍枰紤]輸出功率大小,自有buffer來增大功率,只要負(fù)載對頻率、相噪影響最小即可,但目前的電路確實(shí)需要這種分析。

2023_08_23 更新:上面這段話應(yīng)該有待商榷,在某些應(yīng)用中,輸出功率可能不是主要的關(guān)注點(diǎn)。例如,在一些頻率合成器應(yīng)用中,振蕩器的輸出信號主要是作為參考信號使用,而不需要高功率輸出。在這種情況下,輸出功率可能不是設(shè)計(jì)的主要關(guān)注點(diǎn)。

但在其他一些應(yīng)用中,輸出功率是非常重要的。例如,無線通信系統(tǒng)中,振蕩器通常用作發(fā)射機(jī)的局部振蕩器,生成射頻信號。在這種情況下,振蕩器的輸出功率需要滿足傳輸要求,以確保信號能夠在通信鏈路中傳播,并達(dá)到足夠的信號強(qiáng)度。這時輸出功率就很重要,就需要考慮輸出匹配。

細(xì)致的最大輸出功率的匹配自然應(yīng)該是loadPull出來的Zopt,然后再到50ohm。不過文獻(xiàn)里一般都只考慮到50ohm,給個S11值,這個一般功率會差1~2dB,不過也問題不大。下面是文獻(xiàn)中的例子。

A 283-to-296GHz VCO with 0.76mW Peak Output Power in 65nm CMOS有簡單的輸出匹配

1692758974672147.png


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

1692759157644442.png

An Efficient 210GHz Compact Harmonic Oscillator with 1.4dBm Peak Output Power and 10.6% Tuning Range in 130nm BiCMOS 有簡單的輸出匹配

1692759129346756.png



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

1692759324993061.png

話說為什么不用lssp。lssp的功能實(shí)在太弱了,必須雙端口信號,單端口用不了。而且對于VCO而言,VCO可以自己產(chǎn)生信號,這貨直接報告說用不了。

1665738813784334.png

hbsp也好不了多少,仿真各種奇葩問題。

1665486556527030.png

cadence的官方介紹,說是和psp結(jié)論差不多,但事實(shí)上,hbsp和psp仿真得到的結(jié)果基本不一樣,更離奇的是,hbsp的仿真結(jié)果跟有沒有開sp仿真有關(guān),這兩個仿真本身是獨(dú)立的,hb+hbsp和sp一個大信號S參數(shù),一個小信號S參數(shù),結(jié)果扯上了關(guān)系。還有一個-6.4k,神奇的結(jié)果,跟頻率無關(guān),偶爾就會出現(xiàn)。

1665486806731089.png

話說振蕩器仿真會出現(xiàn)各種問題,很多都無解,比如copy的兩個testbench仿真結(jié)果竟然不同,https://blog.eetop.cn/blog-1418595-6951037.html,加上前面這個問題,不知道是不是軟件不是正版的原因。

20221014 ps:

又發(fā)現(xiàn)一個無法解釋的現(xiàn)象,用hbsp掃描參數(shù)的時候,一次從-30掃到0,步長是1,一次是從-5掃到0,步長是1,然后我看-4這個點(diǎn),竟然結(jié)果完全不一樣。看單點(diǎn)掃描的情況,是和-5到0是一致的。也無法解釋,只能采取單點(diǎn)掃描的情況了。

1665732724834128.png

1665732956207077.png

2023_04_20 四

單端口的大信號S參數(shù)分析,LSSP自然是不行的。沒有兩個端口,仿真一下會沒有數(shù)據(jù)。

hb+hbsp的仿真,主要的步驟是設(shè)置port從dc變成sin,小信號s參數(shù)時因?yàn)榉群苄。xdc和sin都沒有影響,仿真器sp默認(rèn)在小信號工作。但大信號下必須通過sin的幅度來控制輸入信號的大小。

hb里設(shè)置好port的頻率,并且可以掃描port的幅度,從而觀察信號從小到大是S參數(shù)的變化。

port的設(shè)置,頻率和幅度要在Design Variables里設(shè)置初值。sin可以設(shè)置功率,也可以設(shè)置幅度,這里設(shè)置功率。

1681976892237317.png

hb的設(shè)置:

1681976937818596.png

hbsp的設(shè)置,可以單頻點(diǎn),也可以掃頻。

1681977011594100.png

至于用hb+hbsp來仿真大信號靠不靠譜。cadence對hbsp的介紹:大信號s參數(shù)是針對時變小信號s參數(shù)的,比如mixer和osc,mixer的LO端口一變化,S參數(shù)就會變,osc的參數(shù)變化,頻率變化,S參數(shù)也會變。小信號s參數(shù)只能仿真s參數(shù)不變的情況,比如PA。

1681977569708040.png

具體位置在:

1681978735445085.png

但貌似單端口不涉及頻率變化,不過有網(wǎng)友認(rèn)為LSSP也就是兩個大信號,How do you simulate differential s parameters using LSSP?(https://www.edaboard.com/threads/how-do-you-simulate-differential-s-parameters-using-lssp.352453/)。事實(shí)上,用hb+hbsp仿出來的確實(shí)和sp不一樣,而且會隨著輸入信號大小變化而變化。

1681977923837756.png


審核編輯:黃飛

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