PSS+Pnoise仿真是很多電路要用到的仿真，今天我們詳細介紹一下這個仿真。

連續時間電路的noise仿真用noise，因為這些電路有一個固定的dc工作點；周期性電路用PSS+ pnoise，例如開關電容電路、振蕩器、PLL等，這些電路的dc點不固定，隨著周期的變化dc點在變，PSS的功能就是進行周期穩態分析。

接下來詳細介紹一下PSS+Pnoise仿真。

PSS的英文全稱是Periodical Steady-State，周期穩態分析。

在virtuoso ADE L中打開PSS仿真，界面如下所示：

1.首先我們要選擇engine是Shooting還是Harmonic Balance，這里選擇的依據如下：

• 強烈非線性的電路選擇Shooting，比如分頻器、resonatorless的振蕩器、開關電容電路等；
• 較弱非線性的電路選擇Harmonic Balance，比如射頻前端的LNA、Mixer、LC OSC和xtal OSC等。

2.Beat Frequency設置，這里仿真器可以自動計算也可以人為設置頻率。這個設置決定了Shooting階段的仿真時間，它對應了仿真testbench中所有周期的最小公倍數。如果testbench中激勵信號的頻率沒有整數倍關系或者差距特別大，比如一個是1G，另一個是1.1G，那么它倆的Beat Frequency是100M,那么1G信號pss shooting需要跑10個周期，1.1G需要跑11個周期。一般情況下，需要避免這種設置，因為會很費時間。如果是這種情況，建議使用hb analysis。如果是oscillator仿真，Beat Frequency應當設置成一個估計的頻率，該頻率設置范圍可以在實際震蕩頻率的0.5-1.5倍之間，可以先跑一個tran仿真估算一下頻率是多少。

3.Number of harmonic設置，即諧波個數設置，該數值不會影響PSS shooting的精度，在Pnoise等小信號計算時也會有影響。如果懷疑仿真結果，可以適當增加諧波數，隨著諧波數的增加，仿真結果趨向于恒定值。Number of harmonics不要過大，否則會影響仿真速度，使得仿真很慢。大多數電路設置為15已足夠。

4.Accuracy Defaults即仿真精度設置，個人偏好是設置為最高conservative，高精度意味著真實，最貼近實際，但是不同電路需要注意積分算法的設置，比如OSC仿真最好用traponly算法，但是conservative默認為gear2only算法，這個需要注意一下，有必要的時候人為改過來。

5.Transient-Aided Options，即跑PSS仿真的之前tran仿真的設置，有3個選項：

• Run Transient=Yes，跑PSS之前先進行一個tran仿真，對應的Stop Time設置成電路穩定時需要的時間，如果不設置默認 Stop Time=0，一般需要先跑個tran看電路大概在多長時間可以settle下來；
• Run Transient=no, PSS之前不跑Tran；
• Run Transiet=Decide automaticaly，仿真器會自動設定一個穩定時間，默認是50個周期。

我自己的話就習慣用Yes，跑PSS之前先跑個tran，這樣也可以查看tran波形，有利于debug。

6.如果進行參數掃描，可以在Dynamic parameter中進行設置，如果仿真OSC，那么要在oscillator中將振蕩器的輸出和地電平名字填上，如下圖：

到此為止，PSS設置已完成。

接下來設置Pnoise仿真，界面如下，其中PSS Beat Frequency是PSS設置中的頻率，系統自動識別。

1.Output Frequency Sweep Range是在Beat Frequency的偏移頻率，一般設置為從1或者0.1開始到一半的Beat Frequency。其中，Sweep Type一般設置為relative，算法采用對數logarithmic。最大邊帶一般就用默認值就可以了。
2.output如果是電壓輸出就選電壓，如果是電流輸出就選probe。
3.Noise Type有2個選項（IC617以后的版本是這樣，617以前的版本是3個選項），分別是timeaverage和jitter。

• timeaverage：指的是一個周期內噪聲的平均值。
  

其中，AM表示幅度噪聲，PM表示相位噪聲。在Contribution Type可以選擇你自己關心的種類，或者所有都選上ALL，方便查看。

其中，選中Noise Separation有助于在結果中查看噪聲貢獻，對電路進行噪聲優化。

• sampled（Jitter）：此模式下有3個Time Event子分類，分別是Edge Crossing、Edge Delay和Sampled Phase，下面分別介紹一下。
  
• Edge Crossing：邊沿過零分析。其中trigger設置為觸發時鐘的信息，比如CLK，Edge Direction可以在上升沿rise或者下降fall沿觸發，看電路的設計。

（1）Trigger:

新版本允許trigger和measurement信號不同，比如可以將trigger信號設置一個理想的信號，measurement信號設置成電路當中的需要測試的信號。

圖中的測量發生在trigger信號第一個rise edge cross 閾值0.5V、再延時9.5ns的時刻。

（2）Sleep Time

trigger信號cross閾值后的延遲時間，假如trigger的時刻是1ns, sleeptime是9.5ns，那么jitter measurement是在10.5ns時進行。

仿真完以后查看結果，在ADE L中的Direct Plot-->Main Form選擇PSS或Pnoise，如下圖，我們可以選擇查看jitter的類型，對于振蕩器來說，一般查看Jc比較多。選擇好以后點擊plot即可。

• Edge Delay：邊沿延遲分析：Edge Delay的用法與Edge Crossing設置類似，通過它可以測量兩個信號的delay。如果trigger和measure信號相同且edge number一樣，但rise direction不同，可以得到duty cycle jitter。

這里主要是看designer主要關注什么指標，如果是關注dutycycle，那么選擇Edge Delay比較合適。

• Sampled Phase：采樣的相位分析。Sampled phase是可以用來測量固定時刻點的jitter，Samples Per Period是用來指定每周期測量多少個時刻點，Initial Sample Phase是用來指定第一個Sample的時刻。Add Specific Points用來指定特別關注的時刻點。
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大家可以看到，Noise Type后面有個Sample Ratio選項，什么意思呢？

該選項主要用在有倍頻器的電路中，以下圖為例：

用PSS對該電路進行分析時，beat frequency需要設置成fin/8.如果是測量div8輸出端的jitter，sample ratio設置成1，如上圖所示。

到這里為止，PSS+Pnoise的設置就介紹完了，設置好就可以進行仿真了。針對不同的電路，不同的需求，設置可能會有所不同，但是原理都是大差不差的。