一种驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法与流程

1.本发明涉及集成电路自动化产品设计技术领域，特别涉及集成电路设计中驱动射频电路仿真方法。


背景技术：

2.近年来，无线通信技术发展迅速，无线产品被广泛用于生活中的各个领域，而射频集成电路设计是无线通信系统设计中最为核心的工作之一。射频集成电路设计离不开eda软件的辅助，为了提高射频集成电路产品的性能与缩短其开发周期，高精度且高效率的eda射频模拟算法是不可或缺的。
3.由于射频集成电路的复杂性，传统的瞬态分析方法往往需要耗费大量计算。过去专门为射频集成电路设计而发展出的仿真方法有谐波平衡法(harmonic balance)、打靶法(shooting method)和包络仿真法(envelope simulation)等等。一般来说，使用这些方法仍然会导致出现规模较大的矩阵，造成计算和收敛方面的困难，达不到需要的计算精度和效率。
4.射频电路中经常会出现频率很高的载波和变化速度较慢的调制信号，两者的变化速度往往相差几百或几千的数量级。驱动(driven)射频电路是指电路方程显含时间，载波的频率和周期为已知的射频电路，其电路方程形如f(x
·
,x,t,b(t))＝0。本发明提出的方法适用于驱动射频电路的仿真。
5.本发明提出的方法是在一阶渐近近似方法的基础上提出的二阶渐近近似方法。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法，在一阶近似方法的基础上，提升了仿真结果的精度，为驱动射频电路模拟提供高精度且高效率的仿真方法。
7.为实现上述目的，本发明提供的一种驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法，包括以下步骤：
8.进行电路仿真，计算包络分析的一阶渐近近似解；
9.在周期化网格上解线性化方程得到二阶修正函数；
10.根据非均匀快速傅里叶变换计算二阶修正函数在非均匀格点上的取值；
11.将一阶渐近近似解与二阶修正函数叠加得到二阶渐近近似解；
12.输出仿真结果，结束仿真。
13.进一步地，所述进行电路仿真，计算包络分析的一阶渐近近似解的步骤，还包括，
14.按照驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法计算驱动电路方程的一阶渐近近似解φ(t，cos-1
(b(t)/l))，这里t是需要求解的时间点，cos-1
(b(t)/l)是(t,b(t))在(t，θ)网格中对应的坐标值；
15.为描述电路的方程，其中x＝x(t)为电路方程的解，即仿真结
果，t表示时间，表示对x(t)关于时间t求导。
16.进一步地，还包括，
17.在区域[0，t]
×
[0，2π]上取均匀的(t，θ)周期化网格，即t方向与θ方向的步长各为一个定值；
[0018]
在所述周期化网格上，求解出含参方程的一族周期稳态解φ(t，θ)。
[0019]
进一步地，所述在周期化网格上解线性化方程得到二阶修正函数的步骤，还包括，
[0020]
计算与驱动电路方程和周期稳态解φ(t，θ)对应的一个线性化方程的解其中m是f关于驱动电路方程第一个变量的导数，a是f关于驱动电路方程第二个变量的导数，φ
θ
是φ关于第二个变量θ的导数。
[0021]
进一步地，所述根据非均匀快速傅里叶变换计算二阶修正函数在非均匀格点上的取值的步骤，还包括，
[0022]
根据计算的在周期化网格上的取值，经过快速傅里叶变换和非均匀快速傅里叶变换(nufft)，计算得到在非均匀格点(t，cos-1
(b(t)/l))上的取值。
[0023]
更进一步地，所述将一阶渐近近似解与二阶修正函数叠加得到二阶渐近近似解的步骤，还包括，
[0024]
计算其中为θ(t)＝cos-1
(b(t)/l)的导数。
[0025]
为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上储存有在所述处理器上运行的程序，所述处理器运行所述程序时执行上述的驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法的步骤。
[0026]
为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述的驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法的步骤。
[0027]
本发明的驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法，具有以下有益效果：
[0028]
1)减小仿真的计算规模：传统的仿真方法需要在调制信号的变化时间尺度内进行，但是步长却需要根据载波的变化时间尺度选取，因此会导致庞大的计算规模，本方法提出的驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法只需要在一个较粗的网格上求出一族周期稳态解与二阶修正函数的取值，后续再进行插值，从而大大减小了计算规模。
[0029]
2)有可控的精度：本方法提出的驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法，关于调制信号频率与载波频率的比值有二阶仿真精度，相较一阶渐近近似方法具有更高一阶的精度。
[0030]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
[0031]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的
实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0032]
图1为本发明的驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法的流程图。
具体实施方式
[0033]
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0034]
图1为根据本发明的驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法流程图，下面将参考图1，对本发明的驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法进行详细描述。
[0035]
在步骤101，开始进行电路仿真，计算包络分析的一阶渐近近似解。
[0036]
优选地，按照驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法计算驱动电路方程的一阶渐近近似解φ(t，cos-1
(b(t)/l))，这里t是需要求解的时间点，cos-1
(b(t)/l)是(t,b(t))在(t，θ)网格中对应的坐标值；为描述电路的方程，其中x＝x(t)为电路方程的解，即仿真结果；t表示时间；表示对x(t)关于时间t求导。
[0037]
优选地，该步骤包含以下过程：在区域[0，t]
×
[0，2π]上取均匀的(t，θ)网格(下称周期化网格)，即t方向与θ方向的步长各为一个定值，在该网格上，求解出含参方程的一族周期稳态解φ(t，θ)。
[0038]
在步骤102，在周期化网格上解线性化方程得到二阶修正函数。
[0039]
优选地，在与步骤101相同的周期化网格上，计算与原电路方程和步骤101中的周期稳态解φ(t，θ)对应的一个线性化方程的解其中，电路方程为m是f关于电路方程第一个变量的导数，a是f关于电路方程第二个变量x的导数，φ
θ
是φ关于第二个变量θ的导数。
[0040]
在步骤103，使用非均匀快速傅里叶变换计算二阶修正函数在非均匀格点上的取值。
[0041]
优选地，使用步骤102求得的在周期化网格上的取值，经过快速傅里叶变换和非均匀快速傅里叶变换(nufft)，计算得到在非均匀格点(t，cos-1
(b(t)/l))上的取值。
[0042]
在步骤104，将一阶渐近近似与二阶修正函数叠加得到二阶渐近近似解。
[0043]
优选地，计算其中为θ(t)＝cos-1
(b(t)/l)的导数。
[0044]
在步骤105，输出仿真结果，结束仿真。
[0045]
本发明提供了在集成电路自动化产品中一种驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法，在一阶近似方法的基础上，提升了仿真结果的精度，为驱动射频电路模拟提供高精度且高效率的仿真方法。
[0046]
本发明是在集成电路自动化产品中一种驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似
方法，具有可控的精度与优秀的运行速度，可为驱动电路包络分析问题提供可靠的计算结果。
[0047]
本发明在降低射频集成电路仿真问题的求解规模，提高计算效率的同时，提供了可控的精度，缩短了射频集成电路整体的设计周期。
[0048]
本发明还提供驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似装置，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的程序，处理器运行所述程序时执行上述驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法的步骤。
[0049]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述的驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法的步骤，所述驱动射频电路的包络分析二阶渐近近似方法参见前述部分的介绍，不再赘述。
[0050]
本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。