振蕩器中使用hbsp去仿真輸出阻抗分析

在振蕩器中使用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(lái)增大功率，只要負(fù)載對(duì)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(hào)主要是作為參考信號(hào)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(wú)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(hào)。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(hào)能夠在通信鏈路中傳播，并達(dá)到足夠的信號(hào)強(qiáng)度。這時(shí)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(lái)的Zopt，然后再到50ohm。不過(guò)文獻(xiàn)里一般都只考慮到50ohm，給個(gè)S11值，這個(gè)一般功率會(huì)差1~2dB，不過(guò)也問(wèn)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(jiǎn)單的輸出匹配

Frequency and Power Scaling in mm-Wave Colpitts Oscillators 這個(gè)是wilkinson直接耦合到50ohm。

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

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

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

hbsp也好不了多少，仿真各種奇葩問(wèn)題。

看cadence的官方介紹，說(shuō)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(méi)有開(kāi)sp仿真有關(guān)，這兩個(gè)仿真本身是獨(dú)立的，hb+hbsp和sp一個(gè)大信號(hào)S參數(shù)，一個(gè)小信號(hào)S參數(shù)，結(jié)果扯上了關(guān)系。還有一個(gè)-6.4k，神奇的結(jié)果，跟頻率無(wú)關(guān)，偶爾就會(huì)出現(xiàn)。

話說(shuō)振蕩器仿真會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，很多都無(wú)解，比如copy的兩個(gè)testbench仿真結(jié)果竟然不同，https://blog.eetop.cn/blog-1418595-6951037.html，加上前面這個(gè)問(wèn)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(gè)無(wú)法解釋的現(xiàn)象，用hbsp掃描參數(shù)的時(shí)候，一次從-30掃到0，步長(zhǎng)是1，一次是從-5掃到0，步長(zhǎng)是1，然后我看-4這個(gè)點(diǎn)，竟然結(jié)果完全不一樣?？磫吸c(diǎn)掃描的情況，是和-5到0是一致的。也無(wú)法解釋，只能采取單點(diǎn)掃描的情況了。

2023_04_20 四

單端口的大信號(hào)S參數(shù)分析，LSSP自然是不行的。沒(méi)有兩個(gè)端口，仿真一下會(huì)沒(méi)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(hào)s參數(shù)時(shí)因?yàn)榉群苄?，選dc和sin都沒(méi)有影響，仿真器sp默認(rèn)在小信號(hào)工作。但大信號(hào)下必須通過(guò)sin的幅度來(lái)控制輸入信號(hào)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(hào)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。

hb的設(shè)置：

hbsp的設(shè)置，可以單頻點(diǎn)，也可以掃頻。

至于用hb+hbsp來(lái)仿真大信號(hào)靠不靠譜。cadence對(duì)hbsp的介紹：大信號(hào)s參數(shù)是針對(duì)時(shí)變小信號(hào)s參數(shù)的，比如mixer和osc，mixer的LO端口一變化，S參數(shù)就會(huì)變，osc的參數(shù)變化，頻率變化，S參數(shù)也會(huì)變。小信號(hào)s參數(shù)只能仿真s參數(shù)不變的情況，比如PA。

具體位置在：

但貌似單端口不涉及頻率變化，不過(guò)有網(wǎng)友認(rèn)為L(zhǎng)SSP也就是兩個(gè)大信號(hào)，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(lái)的確實(shí)和sp不一樣，而且會(huì)隨著輸入信號(hào)大小變化而變化。

審核編輯：黃飛