原创使用Cadence仿真IIP3的几种方法

 2009-9-23 20:59  15070 11 11 分类: 模拟

最近我做了一个PGA（可编程增益放大器），在输入两个频率非常接近的信号时，用常规的PSS仿真会花非常长的时间。于是我就研究一下有没有其的方法也可以仿真IIP3参数。总结一下，主要的有三种方法： PSS,QPSS和AC(Rapid IIP3)、PAC(Rapid IIP3)。需要注意的是：AC(Rapid IIP3）是针对没有频率变换的电路，如LNA，PGA等。PAC(Rapid IIP3)则是在有频率变换的电路中使用，比如Mixer，Divider等。

我用这三种方法在相同的设置下，对PGA的IIP3参数进行了仿真，具体的数值见Table.1

Simulation Conditions:

<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

Sweep PSS: pin is from –50dBm to –25 dBm

Fin1=380MHz, fin2=385MHz Fout: 1^st=380MHz 3^rd=2*385-380=390MHz

IIP3

Input Power

Extrapolation

Point (PSS, QPSS)

Input Power (AC Rapid IIP3)

PSS

QPSS

AC (Rapid IIP3)

Units

-50

-26.0

-25.74

-25.6

dBm

-48

-26.1

-25.89

-45

-26.6

-26.77

-43

27.0

-27.0

-27.53

-40

-27.3

-30.07

Simulation Time

424

194

0.26

结论：

1. PSS是设计RF电路中最常用的仿真工具，它一般用shooting method等算法来计算出电路的周期稳态响应，然后在这个响应的基础上再进行具体的分析。用PSS分析IIP3的话，可以清楚的看到一阶和三阶谐波的增益压缩曲线，如图1所示。但是当两个信号的频率相邻很近的话，仿真时间就会很长。所以在这种情况下，不推荐使用PSS。

2. QPSS可以直接仿真两个频率十分接近的信号，而仿真时间却很短。如图2所示。但是大家对QPSS，QPAC，QPXF等不太熟悉，用的也很少。在cadence的Spectre RF的最新版本中，PSS和QPSS整合在了一起，并增强了Hramonic Balance的设置。选择什么样的方针引擎均由软件自动判断。这样就方便了很多。

3. AC(Rapid IIP3)在仿真IIP3时，最重要的是要把input power的值设置对，因为软件默认这个值是在电路的线性工作范围内的。它在这个点的基础上做外沿曲线，从而得到了IIP3的值。如果这个input power的值不在线性范围内，也是要小于P1dB），得到的IIP3的值就会是错误的。这种方法仿真时间非常短，但是需要对电路的线性范围有大概的预估。

<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />

附录：仿真结果图和软件设置截图