2.2 Spectre的仿真設(shè)計(jì)方法

Spectre可以幫助設(shè)計(jì)者進(jìn)行模擬、射頻和混合信號(hào)等電路的設(shè)計(jì)和仿真，其仿真方法大致可分為瞬態(tài)仿真、直流仿真、穩(wěn)定性仿真、交流小信號(hào)仿真、零極點(diǎn)分析、噪聲分析和周期穩(wěn)定性分析。

1.瞬態(tài)仿真

瞬態(tài)仿真是Spectre最基本，也是最直觀(guān)的仿真方法。該仿真功能在一定程度上類(lèi)似于一個(gè)虛擬的“示波器”，設(shè)計(jì)者通過(guò)設(shè)定仿真時(shí)間，可以對(duì)各種線(xiàn)性和非線(xiàn)性電路進(jìn)行功能和性能模擬，并且在波形輸出窗口中觀(guān)測(cè)電路的時(shí)域波形，分析電路功能。

2.直流仿真

直流仿真的主要目的是為了得到電路中各元件以及電路節(jié)點(diǎn)的直流工作點(diǎn)。在該仿真中，所有獨(dú)立和相依的電源都是直流形態(tài)，而且將電感短路及電容斷路。利用直流仿真中的掃描參數(shù)功能，還可實(shí)現(xiàn)電路參數(shù)與溫度、輸入信號(hào)、工藝參數(shù)的掃描分析。

3.穩(wěn)定性仿真

穩(wěn)定性仿真主要針對(duì)反饋回路中面臨的系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題，考察的是反饋回路的頻域特性。仿真通過(guò)在反饋回路中加入仿真元件，對(duì)電路頻域內(nèi)的環(huán)路增益和相位裕度進(jìn)行仿真。穩(wěn)定性仿真與交流小信號(hào)仿真中頻域仿真的區(qū)別在于兩者分別是面向閉環(huán)和開(kāi)環(huán)電路應(yīng)用的。

4.交流小信號(hào)仿真

交流小信號(hào)仿真是Spectre的另一項(xiàng)重要功能，主要用于計(jì)算電路在某一頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)。交流小信號(hào)仿真首先計(jì)算出電路的直流工作點(diǎn)，再計(jì)算出電路中所有非線(xiàn)性元件的等效小信號(hào)電路，進(jìn)而借助這些線(xiàn)性化的小信號(hào)等效電路在某一頻率中進(jìn)行頻率響應(yīng)分析。該仿真的主要目的是要得到電路指定輸出端點(diǎn)的幅度或相位變化。因此，交流仿真的輸出變量帶有正弦波性質(zhì)。

5.零極點(diǎn)分析

零極點(diǎn)分析對(duì)于網(wǎng)絡(luò)分析和模擬電路（如放大器、濾波器）的設(shè)計(jì)尤其重要。利用該分析可得到網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的零極點(diǎn)分布情況，進(jìn)而分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。或者利用分析結(jié)果配合電路補(bǔ)償技術(shù)，如改變頻寬或增益，從而達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

6.噪聲分析

噪聲分析是基于電流直流工作點(diǎn)的條件下，用來(lái)計(jì)算交流節(jié)點(diǎn)電壓的復(fù)數(shù)值。仿真中認(rèn)為噪聲源與其他的電路噪聲源相對(duì)獨(dú)立，總輸出噪聲是各噪聲源貢獻(xiàn)的方均根之和。利用噪聲分析可以對(duì)電路的等效輸出噪聲、等效輸入噪聲、噪聲系數(shù)等進(jìn)行仿真分析。

7.周期穩(wěn)定性分析

周期穩(wěn)定性分析采用大信號(hào)分析的仿真方法，來(lái)計(jì)算電路的周期穩(wěn)定性響應(yīng)。在周期穩(wěn)定性分析中，仿真時(shí)間獨(dú)立于電路的時(shí)間常數(shù)，因此該分析能快速地計(jì)算如高Q值濾波器、振蕩器等電路的穩(wěn)定性響應(yīng)。在應(yīng)用了周期穩(wěn)定性分析之后，Spectre仿真器還可以通過(guò)附加其他周期小信號(hào)分析來(lái)為頻率轉(zhuǎn)換效應(yīng)建立模型，特別是在諸如混頻器轉(zhuǎn)換增益、振蕩器噪聲和開(kāi)關(guān)電容濾波器等電路的仿真中尤其重要。