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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...
1 B$ n9 G+ u7 k) v& D/ j$ z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...
% t. y; n. o9 A8 X今天看到这篇文章,我就把它转下给大家共享下..." a" @: Y) H: d0 g
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 H7 [5 h( W5 C
希望对大家有帮助...
' F9 P" S6 o, N4 S7 L9 T0 V3 Z用hspice仿真电路，不收敛怎么办？
* R* y& f) M8 @# tHspice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。9 }; m% x# H. I M) t
不收敛的原因可能有三个方面造成
6 Z% v% H; y* z& Z" U, [（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& d- J. N# \0 J! q, [) I
（2）.Model的问题。比如产生负的电导,或者模型不连续性造成。
/ ^( a4 o+ W$ X（3）.电路本身问题
, z% c! Z& h0 w; a4 F# `. i 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4 w- _& X# r" l9 p& V
解决的办法可以通过以下各种手段., }* a5 |# D8 L
(1).换个算法
+ _+ h6 r! y8 S e7 ` 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:% Q! |' t4 h3 X7 B, Q1 ]2 z
.options method="gear". S; w7 e- l7 q0 ]
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。
3 u, ~2 F) h& P4 B7 c, ?(2.)改变tolerance.
7 W0 o C0 \7 _1 v 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。
1 B0 h- h# O, d9 J! q+ ~2 I/ z(3).改变步长
- Y1 b; q, g5 W 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.! S5 \. X7 m* J
(4).改变初始条件
4 [- }7 o( t* [- k 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.
* c% R: y5 m2 V. x8 A- W0 c(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。
4 j! g; ] H; x/ g0 }(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。5 m# B& ^4 h, W$ H) x
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。- v. _+ f' B5 z; ^6 U6 D- ?
其中常用的是： 对每个节点都加一个很大的电阻或电容。
1 g1 t7 I" l& l" x$ O& { .OPTION GSHUNT="1E-11" CSHUNT="1E-11"
5 \% c3 F" j7 P等。 但这会降低模拟精度。
- Z; P6 G1 f. y. g; F+ h(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。& E, E/ ^7 m- O2 P- R
(8).改变电路2 N6 I5 g& S" ~- r4 L
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)。0 p E% ]( q5 f- }0 |
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发表于 2021-2-22 10:05
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