使用spectre做Noise分析

1、低噪聲放大器的設(shè)計(jì)，一般要求分析其等效輸入噪聲，在spectre中分析噪聲的步驟為,設(shè)置仿真參數(shù)。類似 “ac” 分析：“output Noise” 設(shè)置為voltage”, u Positive output nodeM 和 u Negative output node分別選擇輸出電壓的兩端，如雙端輸出運(yùn)放的兩個(gè)輸出端或者單端輸出運(yùn) 放的輸出端和gnd： input Noise”選擇“voltage”，設(shè)置在輸入端得一個(gè)電壓源（如信 號輸入電壓源），仿真工具將把輸出噪聲除以增益，等效到這個(gè)電壓源上。點(diǎn)擊“0K” 關(guān)閉對話框。Ch8sin(i Analyses Virtuoso Analocj

2、 Desian EnvironnOKCancelDefaultsApplyHelpAnalysis v tran vxf vPz 58 VPSP vqpxfx/ac noisexsensv dcmatchx/Stbspv envlpvpssw pstby pnoisey pxfx/qpssvqpacv qpnoise5pspNoise AnalysisSwoop Variable Frequency W Design Variable w Temperaturev component Parameter w Model ParameterSweep Range Start-Stopfl sto

3、p lOOrfw Center-SpanSv/eep Type Points Per Decade odLogarithmic v Number of StepsAdd Specific PointsOutput NoispvoltagePositive Output Node/netl4SelectNegative Output Node/gnc(SelectInput Noisevoltage 1Input Voltage Source/吃SelectEnabled Options.-pch_b/1-.net3fnetll Inet 14nch_lvTnet 14PM1 id=15.834

4、2u . dflsL2net3 vds-4.89815 gm-7L9736u. pjT jnpvdsot=-295J38mV V 1 vdh=-809.943m id-15.8342u .qnl vds 10I.S52mBgm-8-L4795u.vdsat=219.716mvth=764.524m1=0h. TV4/0 .s 1=15.834-2 u,V9S=1 g nd開始仿真，等待仿真結(jié)束。查看仿真結(jié)果。3.1 plot噪聲功率譜密度Result_Direct Plot_Equivalent Output Noise 和 Result_Direct Plot_Equivalent Inpu

5、t Noise,如 下圖，噪聲單位為V/面。也可以plot出噪聲功率，即單位為VZHz。在這個(gè)圖中可以 得到的信息為1000kHz之前主要是1/f噪聲在起作用。GOOD_CIRCUIT_YXU Noise.sim schematic : May 22 08:39:19 201412 Label 田口 IS街尹U1綣 UH仆專震vFile Edit Graph Axis Trace Marker Zoom Tools Help(ZH)cbs3.2 summary噪聲功率選擇Result_Print_Noise Sumary nJ以得到如下對話框，選擇“integrated noise可以在 關(guān)心

6、的頻率范圍內(nèi)積分，一般我們選擇在運(yùn)放的單位增益帶寬內(nèi)積分噪聲，這里我們 選1Hz到4MHZo “noise unit”選擇V或者V&。V&是標(biāo)準(zhǔn)的采用功率來表示的噪聲 水平，V是對其進(jìn)行開方運(yùn)算。根據(jù)一定帶寬內(nèi)的噪聲等于噪聲功率在這個(gè)帶寬內(nèi)的功率積分，因此這里引出一般所 講的“運(yùn)放的等效輸出噪聲為多少V/面”，這個(gè)講法的前提條件為需要明確一定的帶 寬，并且需要等效為輸入白噪聲。因此可以得到計(jì)算公式，等效輸入白噪聲客9單位為VA2/Hz）;也可以表示為等效輸入白噪聲=拇（單位為V/VHi）；這里以test電路為例：點(diǎn)擊“Apply”顯示結(jié)果如下圖，因?yàn)槲覀冞x擇列出2個(gè)噪聲器件，按噪聲功率比例排

7、列，分別顯示出噪聲器件，噪聲類型（fn表示1/f噪聲，id表示MOS熱噪聲），等效輸入噪聲為 uTota Input Referred Noise”,這里顯示為 7.63e-05V（lHz 到 4MHz 積分）。然后我們用公式 等效輸入白噪聲=履頊（單位為V/原計(jì)算：等效輸入白噪聲=7.63e-05V/2000=38nV/面，這時(shí)一般的MOS管運(yùn)放等效輸入噪 聲水平。如果我們認(rèn)為這個(gè)等效輸入噪聲（一般不用叫白噪聲），可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的依據(jù)在于以 下噪聲計(jì)算公式：9 Kf2咽=e+4叩盂以上公式表明不同的W/L可以得到不同的噪聲水平，我們用test電路做一個(gè)統(tǒng)計(jì)說明：可以看出W*L變大可以使等效輸入噪聲下降到需要的水平，具體需要降低到什么水平，要根據(jù)電路的實(shí)際需要來確定。但無論如何設(shè)計(jì)，目前很難將等效輸入噪聲降低到3nV/施以卜。mWLtotal eq4MnV/VHz120.51. 15E-032. 00E+O35. 75E-075751411. 08E-042. 00E+O35. 40E