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在大家用软件仿真的时候总会碰到不收敛这个问题...
* F" h* u6 s. ?8 z# t/ f* k这个问题.有时候解决起来很麻烦...有的情况下根本没办法解决...6 w+ {+ l9 e) S: e
今天看到这篇文章,我就把它转下给大家共享下...2 g6 m! q9 i y. k
HE HE...下面是以HSPICE为例.其实也是和别的SPICE内核的软件一样...
7 D2 e: [! A5 l* d; F* Y希望对大家有帮助...
: C, r& p" b- W: [5 x$ t7 K用hspice仿真电路，不收敛怎么办？
- Y7 m+ S' `$ hHspice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。, q7 k/ ?# W7 m
不收敛的原因可能有三个方面造成" e/ V1 l( ?' F+ C# B1 R! V8 p
（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
$ R- d. ?+ [: c6 }; f4 O/ g* g（2）.Model的问题。比如产生负的电导,或者模型不连续性造成。! O0 Q5 ^6 r/ V: e6 J; W( p; L
（3）.电路本身问题
# N7 x* z) r- S( N. ` 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( A4 N" {* t1 F
解决的办法可以通过以下各种手段.
( v! O3 C. R x: q0 ?/ K; m(1).换个算法
9 \& F) V& W$ z7 [ 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:
: b: z D5 A4 |" ?" e, [- C3 _.options method="gear"
% Z; g) F; i9 o- L4 G7 d 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。7 q/ u' B( p$ x5 \* U7 ^
(2.)改变tolerance.
j; f* V( k+ a 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。4 _+ i# _/ f: N( U$ H* S( l
(3).改变步长
2 {5 I8 O. N& B* g6 B9 V 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 S( ^" s8 p4 n4 m
(4).改变初始条件% Z- K$ l p: t) Z1 z
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.& u1 x- d- k. J+ }9 m1 l
(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。' @3 B' c8 h* U k
(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。. ~) l6 c- `3 q* W
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。( Z6 ?/ ~* @) a( S
其中常用的是： 对每个节点都加一个很大的电阻或电容。
, C! k( R+ \; l2 z3 x5 G0 ]( ] .OPTION GSHUNT="1E-11" CSHUNT="1E-11"
# ~6 L/ K8 m- z* v) k等。 但这会降低模拟精度。8 M; o u0 z7 z2 X( B5 V$ Z
(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。+ _* @; V3 X! m
(8).改变电路, k' R T8 ?7 Y$ ^% }
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)。" s( n$ n& N% S7 ]8 R" N
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发表于 2021-2-22 10:05
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