hspice一些注解进阶.docx
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hspice一些注解进阶.docx
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hspice一些注解进阶
runlvl用来设置仿真速度与精度最高精度级别runlvl=6,1=fast(事实上设为零,将回到早先的未加入些功能的
版本)6=mostaccurate。
默认的值是runlvl=3。
较低数值适合于纯数字电路或大部分数字电路。
Hspice使用的是最好保存的runlvl设置。
通常是结合.optionrunlvl=5|
Ifyouset.optionACCURATEthenHSPICElimitstheRUNLVLvalueto5or6.
Thble55GjidelneAfarHUNLVLSetimgs
Circuitwpe
RUNLVLSetting
Ctgltal
RUNLVL=T-3
Analogormixedsignalaccuracy
RUNLVU3-S
Ceilcharacterization
RUNlVLsS-a
p1input10z0=50port=1pulse(01.5100p40p40p)
Psourcedut_in0z0=zrefport=1pulse(vlovhitdtrtf)p代表port元件
Psourcedut_inpdut_inn0z0=zrefport=1pulse(vlovhitdtrtf)这里定义的是差分的port元件
对输出部分,没有源,所以无须加source部分。
Ptermdut_out0z0=50port=2
这里要区别在.measp(m1),p()组合是表现功率。
t无损传输线,结点,阻抗,延迟
T1dut_in0node10Z0=50td=1n
par可复用par(..)输出作为其他端口的输入电压
ReusingthePAR(...)OutputasInputtoOtherElements
可使用于.print.probe的输出
.printtranv(5)par('5*cos(6.28*v(10)*v(5)*k/360)')式子要加单引号括起来
IBIS模型使用
Inputbuffer:
B_INPUTnd_pcnd_gcnd_innd_out_of_in
Outputbuffer:
B_OUTPUTnd_pund_pdnd_outnd_in[nd_pcnd_gc]
InputECLBuffer:
|
B」NPUT_ECLnd_pcnd_gcnd」nnd_out_of_in
OutputECLBuffer:
"|
B_OUTPUT_ECLnd_pund_outnd_in[nd_pcnd_gc]
Tri-statebuffer:
B_3STATEnd_pund_pdnd_outnd_innd_en[nd_pcnd_gc]
Input/Outputbuffer:
B_IOnd_pund_pdnd_outnd_innd_ennd_out_of_in[nd_pcnd_gc]
(puandpdarepull-upandpull-down;pcandgcarepowerclampandgroundclamp;ndsimplystandsfor
node.)
例子如下:
b_out1nd_pund_pdout1in1
+file='at16245.ibs'
+model='AT16245_OUT'
Search组合使用.optionsearch(自动寻找库以及包含文件所在的路径)
hspice.inithedefaultsearchpaths.(sa_146)
例子:
.OPTIONSEARCH='$installdir/parts/signet'定位到安装路径下去扫描寻找
S参数与外部电路连接(si_69)
Sxxxnd1nd2...ndNndRef所有的节点,其中最后一个点为地参考节点,除地结点共n,共有n个结
点。
当各结点参考结点不同时,可写成nd1+nd1-nd2+nd2-...ndN+ndN-形式
+[MNAME=Smodel_name]s参数标号
+[TYPE=s|y][ZO=value|vector_value]s参数/y参数特征阻抗
+[FBASE=base_frequency][FMAX=maximum_frequency]时域运算,傅里叶运算的基带频率,默认为瞬
态响应单位间隔的倒数FMAX取2倍Kneefrequency可以保证相对的准确|
+[INTERPOLATION=STEP|LINEAR|SPLINE|HYBRID]运算数据外推方式
+[INTDATTYP=RI|MA|DBA]数据类型:
RI复数MA幅度角DBA分贝
+[HIGHPASS=1|2|3|4][LOWPASS=0|1|2|3]低频为了抽取接近DC的响应
+[DELAYHANDLE=1|0|ON|OFF][DELAYFREQ=val]对于类似传输线延迟时,为准确,选on
+[MIXEDMODE=0|1][DATATYPE=data_string]其中data_stringd_diffc_comms_singn_nport
+[NOISE=[1|0]][NoiPassiveChk=1|0][DTEMP=val]热噪声
+[RATIONAL_FUNC=[0|1]][RATIONAL_FUNC_REUSE=[0|1|2]]
+[PASSIVE=0|1][PASSIVE_TOL=val][COLSUM_LIMIT=val]
+[ENFORCE_PASSIVE=0|1][STAMP=S|Y|YSTS|SSTS|DEEMBED]
+[M=int][PRECFAC=val][FQMODEL=sp_model_name]
为了提高精度,保持准确
1外推DC响应,设置好lowpass|
2maxfrequency最好设置为3倍最快瞬变频率。
用model来描述指定S模型
.MODELSmodel_nameS[N=dimension]指定为S模型,为N端口。
+[TSTONE|CITI|touchstone文件是比较常用的模型,调用可见下边
+RFMFILE=|BNPFILE=]还有一个可用的FQMODEL=SFQMODEL
+[TYPE=s|y][Z0=value|vector_value]
+[FBASE=base_frequency][FMAX=maximum_frequency]
组合示例
sin1n2n3n_refmname=smodelz0=100
.modelsmodelsn=3fqmodel=sfqmodelor(tstone,|citi)z0=50fbase=25e6fmax=1e9100欧比model里的
50欧级别更高
.sp文件使用举例
.subcktsparamn1n2ts('ss_ts.s2p')
S1n1n20mname=s_model
.models_modelSTSTONEFILE=str(tsfile)
.ends|
x1ABsparamts('ss_ts.s2p')
S-elementdata|
一个完整的以p端口来描绘的仿真网表(91)
**S-parameterexample
.OPTIONpost1
.probev(n2)
P1n10port=1Z0=50ac=1vPULSE0v5v5n0.5n0.5n25n|
P2n20port=2Z0=50
.aclin5001Hz30MegHz
.tran0.1ns10ns-!
*referencenodeisset
S1n1n20mname=s_model
*Sparameter
.models_modelSTSTONEFILE=ss_ts.s2p
Rt1n2050
.end
S参数的去嵌消除由不需要的外部测量接口如探针、连接器带来的影响。
(104)
S112345678mname=model_name…
+STAMP=DEEMBED
or
.modelmodel_nameS…
+STAMP=DEEMBED
SPmodel小信号参数数据频率表格模型(描述频率变化特性)
.MODELnamesp[N=valFSTART=valFSTOP=valNI=val矩阵维度(一个维度包含了实/虚两部分读数)
/起始频率点/终止频率点/频率点每间隔,默认为10
+SPACING=valMATRIX=valVALTYPE=valINFINITY=matrixvalspacing(lin,delogpoi,nonuinform),其中matrix数据类型(symmetric对称,仅显示左下边,hermitian共轭,nonsymmetric非对称,完整形)
Valtype(数据类型real,Cartesian,polar复极点)
+INTERPOLATION=valEXTRAPOLATION=valDC=val]内插:
step,linear,spline外推:
none,step,linear
POInon-uniformspacing非一致间隔
DATA
对如下类型的不同列组的数据,即层数据
FileD
—FileE
FileF
d1d2d3
e4e5
f6
d1d2d3
e4e5
f6
使用如下样板
1
.DATAdatanameLAM
FILE=‘file1
'p1=1p2=2p3=3
FILE=‘file2p4'1p5=2
FILE=‘file3p6=1|
.ENDDATA
传输线模型(si125)
其中W代表精确建模的传输线,包括了导体与介质损耗,T代表相对简单的无损传输线。
有关传输线损耗的两个公式:
趋肤损耗:
|
EquMon35二尙+方4力兀
Where:
■RristheDCresistancematrix.
■R;istheskineffectmatrix.
介质损耗:
Equation3&G(fl=Go+/—q
JJ1+®
Where.
■GCJmodelstheshuntcurrentduetofreeelectronsinirriparfectdielectrics
■Gjmodelsthepowerlossduelotherotationofdipolesunderthealternatingfield(CA.Balanis,AdvancedEngineeringElectromagnetics,NewYork:
Wiley,1989).
•fgdisacut-offfrequency.
对W模型,考虑频率相关性模型:
INCLUDEGDIMAG=yes
开启了使用复杂介质损耗的模型
Equation40=Go+
h・anan■■・■
频率相关复介质旁路损耗
其中wp是与极化时间常数相关的角频率
Wtestwin0wout0N=1RLGCM0DEL=WE1L=0.3
+INCLUDEGDIMAG=yes
.MODELWE1WMODELTYPE=RLGC,N=11维矩阵,对于多维的情况,L0=val1val2val3
+Lo=3.8e-07
+Co=1.3e-10
+Ro=2.74e+00
+Go=0.0
+Rs=1.1e-03
+Gd=8.2e-12
+wp=0.07不输入极化常数时,此项不要。
PRINTZO输出w元件的复特征阻抗到.wzo格式的文件(lowhalf)
W1N=2in1in2gndout1out2gndRLGCMODEL=2_linel=0.1
+PRINTZO=POI31e61e91e12
其中2_line.wzo保存输出
*w-elementmodel[2_line]CharacteristicImpedanceMatrix:
.MODELZOSPN=2SPACING=POIMATRIX=SYMMETRIC
+DATA=3
+1.0e6
+175.362-156.577
+3.54758-2.53246175.362-156.577
+1.0e9
+48.7663-1.3087
+1.69417-0.007323348.7663-1.3087—|
+1e12
+48.95450.238574|
+1.664440.034833248.95450.238574
混合阻抗矩阵
Equation47
where,andvoltageandcurrenttransformatiorimatricesBoth
single-endedandmixedmoderepresentationssaiisfyrelationshipsofvoltageandcurrentvectorthroughcharacteristicimpedancematricesas,
Equation43
ffirj.crd
thus,
对于一个简单的养分传输线
1/2-1/
I"21/2丿
Figure30SystemMode!
foraLine-to-Lm&Junction
传输线连接的系统模型
Delayopt准确的建立延迟模型,以保证时域仿真的准确|
DELAYOPT=0|1|2todeactivate,activate,andautomaticallydetermine,默认设置为0不使用
DCACC保证低频部分的准确与收敛DCACC=0为关闭
完整的_W语法(si125)其中5个例子在128页
Wxxxi1i2...iNiRo1o2...oNoRN=valL=val输入(输出)/输入(输出)参考节点一|
+[RLGCMODEL=name|RLGC|UMODEL=name
+FSMODEL=name|TABLEMODEL=name|SMODEL=name]fsmodel来自场求解器
+[INCLUDERSIMAG=YES|NOFGD=val][DELAYOPT=0|1|2|3]includersimag默认考虑趋肤效应的虚部项
fdg指定材料介质损耗的截止频率|
+[INCLUDEGDIMAG=YES|NO][NODEMAP=XiYj[DCACC=[1|0]]
+[NOISE=[1|0]][DTEMP=val]
+[PRINTZO=frequency_sweepMIXEDM0DEZ0=0|1]printzo输出复阻抗可使用lindecoctpoi
+[SCALE_RS=val]
一个完整的包含W-同时调用W的例子
调用W元素
*W-Elementexample,four-conductorline
W1N=313502460RLGCMODEL=example_rlcl=0.97
V110AC=1vDC=0vpulse(4.82v0v5ns0.1ns0.1ns25ns).AClin10000Hz1GHz
.DCv10v5v0.1v.tran0.1ns200ns
使用.model对W进行详细地定义
*RLGCmatricesforafour-conductorlossy.MODELexample_rlcWMODELTYPE=RLGCN=3
+Lo=|
+2.311e-6
+4.14e-72.988e-6
+8.42e-85.27e-72.813e-6
+Co=|
+2.392e-11
+-5.41e-122.123e-11|
+-1.08e-12-5.72e-122.447e-11
+Ro=|
+42.5|
+041.0+0033.5
+Go=+0.000609
+-0.00014190.000599|
+-0.00002323-0.000090.000502
+Rs=|
+0.00135
+00.001303
+000.001064
+Gd=|
+5.242e-13
+-1.221e-135.164e-13
+-1.999e-14-7.747e-144.321e-13
.end|
UMOEDL详情参考135(157)U模型中的RLGC是以自/互阻抗感抗的形式表示的。
W格式中R(f)=R0+sqrt(f)*(1+j)*Rs
U格式中,R=Rc+RsRc就是上式中的直流电阻。
而计算趋肤效应的起始频率Fskin=1/(15*risetime)
TousetheW-eiementwiththeUModelontheW-eiementcard,specify:
Umcdel=U-modeln^nne
TheW^elementsupportsallUmodelmodes,ineluding:
■geometric,Elev=l
*planargeometry,Plev=l
*coax,Plev=2
*twin-lead」p丄包¥=?
■RLGC5Elev=2
■measuredparameters,Eiev=3
■skin-effectTNiay>=2
TheonlyexceptionisLlev=1,whichaddsthesecondgroundplanetotheUmodel.TheW-elementdoesnotsupportthis.Tomodeltheextragroundplane,addanextraconductortotheW-elementinElev=2toruseanexternallumpedcapacitorinEiev=iorEiev=3.ForinformationabouttheUmodel,seeAppendixBhLumpedTransmissionLine—U-Model
例子
*WElementexample,four-conductorline,Umodel
W113502460Umodel=exampleN=31=0.97|
.MODELexampleULEVEL=3NL=3Elev=2Llev=0Plev=1Nlay=2
+L11=2.311uH
+L12=0.414uHL22=2.988uH
+L13=84.2nHL23=0.527uHL33=2.813uH
+Cr1=17.43pF
+C12=5.41pFCr2=10.1pF
+C13=1.08pFC23=5.72pFCr3=17.67pF
+R1c=42.5R2c=41.0R3c=33.5
+Gr仁0.44387mS
+G12=0.1419mSGr2=0.3671mS
+G13=23.23uSG23=90uSGr3=0.38877mS
+R1s=0.00135R2s=0.001303R3s=0.001064
V110AC=1vDC=0vpulse(4.82v0v5ns0.1ns0.1ns25ns)|
.AClin10000Hz1GHz]
.DCv10v5v0.1v|
.TRAN0.1ns200ns
.END
见(si161)
频率相关表格模型Frequency-DependentTabularModel
可用来模拟传输线的任意频率特性(不支持RC传输线)
Smodel
Nodemap端口节点表近端/输入端用1,1N远端/输出端使用0,F示例如下:
NODEMAP=I1I2O1O2
****WElementExample:
SModel***|
routout050-1
viningndLFSR(1000.1n0.1n1g1[5,2]rout=50)其中LFSR是伪随机序列产生器or线性反馈移位寄存器?
*+pulse(0100.1n0.1n0.9n2n)|
W1ingndoutgndSMODEL=smodelN=1l=0.3|
+NODEMAP=I1O1
.MODELsmodelSTSTONEFILE=w.s2p]
+XLINELENGTH=0.3XLINELENGTH表明的是所用S参数来自的系统模型的线长。
Amusttermfor.spW
element
.optaccuratepost.opitonaccurate自动设置RUNLVLvalueto5or6.
.tran.01n20n|
W-elementpassivenoisemodel+[NOISE=[1|0]][DTEMP=val]
.end
无源噪声模型(热噪声)(.NOISEand丄INnoisecalc=1[多端口时]
=1时,会产生2N*2N噪声-电流源相关矩阵
T-element阻抗和延迟(无损)
Initialinlcrnidilionrequired:
irise=sourceriseliine
TT)=timedelayoftheimeroonneci
Rso-urte=Sburti^亡白
SeledioriCnierion
■CotTipabbilitywith
conventionalSPICE
Infinitebandwidih:
►required
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