Hspice仿真的收敛性问题

上一篇 / 下一篇  2017-04-13 21:18:06

Hspice仿真电路不收敛,说白了就是就是计算机解矩阵解不出来了。
不收敛的原因可能有三个方面造成:
(1).hspice的计算上面.以上换算法,换options都是根据这一点来的。一般说来,这样的情况占绝大多数
(2).Model的问题。比如产生负的电导,或者模型不连续性造成。
(3).电路本身问题
 比如网表不完整,有悬空点;反馈不正确(不一定都不收敛,hspice的parser  部分对这种情况只给warning,不给error message)等等。电路本身的问题属于设计上的了,具体只能自己分析。对于hspice运行通过,功能性能都过的去,一般多运行些corner  情况, worstcase情况或者做 MonteCaro分析,有问题的话应该可以抓出,没问题的话,流片后出问题概率也不大。

解决的办法可以通过以下各种手段:
 (1).换个算法
   hspice提供两种基本算法,Gear和Trap.学过数值分析的应该明白这两种解方程的方法。默认值是Trap,遇到不收敛问题一般先换个算法看看,更改为Gear.方法是加一个:.options method=gear         不过这个换算法能解决的情况不是很多。假如画出解方程的那个图形来看,是需要恰好避开那个不收敛的点才能解决。因此有一定凑巧性。
(2.)改变tolerance.                  
   计算机解方程时,都是设定一个容忍度。这个容忍度可以是叠代次数,可以是精确度,可以是计算时间,而且还可能和accuracy配合起来,有大概20个tolerance可以更改。根据不同的需要,看一下需要改哪个。hspice有个附带的options table,非常好用。
(3).改变步长
   相信大家看到的最多的是intenal timestep too small这个提示。内部时钟间隔太小。这个timestep不是所设定的分析step,不过那个step也是timestep的一个因子.影响timestep的因此很多,有12个之多。(比如数值变换平缓时,timestep自动取的大些以增快仿真时间)更改timestep的方法也可以查上述options列表.
(4).改变初始条件
   用.ic设定。方程解不出来,就改变一下条件。使用得当一般不会影响结果.
(5).在一些节点加很大的电阻(不影响电路性能),来改变节点方程。这种方法不会影响电路的模拟结果。
(6).在.option 语句中加入改善收敛的语句。
比如对收敛精度降低迭代次数加大等。其中的参数有RELVDC,RELH,CONVERGE,DCON等。在hSPICE的手册里有很多改善的措施,可以看DC or AC中CONVERGENCE那部分。HSPICE在模拟的速度,精度,收敛性三方面进行折衷。
其中常用的是: 对每个节点都加一个很大的电阻或电容。
        .OPTION   GSHUNT=1E-11  CSHUNT=1E-11等。但这会降低模拟精度。
(7). 改变电源的波形。在电路起动时让恒流源缓慢上升。在HSPICE中也有这样的OPTION,不过你可以自己来改。在不影响电路的情况下这种方法对收敛的改善最好。
(8).改变电路
   去掉或者替换一些没什么用的部分。可以加个非常小的电阻比如1u欧姆(等于加了个节点,方程维数多了一个)。
 

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