Genesys 製品 - Harbec シミュレーション モジュール

Genesys Harbec を使用すれば、独立系の RF およびマイクロ波回路設計者は、各種のアクティブ コンポーネントおよびサブシステムの性能と堅牢さを大幅に改善することができます。リニア シミュレータの適用範囲を越えるノンリニア効果を考慮し、Spice より桁違いに高速で、高性能を極めて魅力的な所有コストで提供します。パッケージまたはダイシングされた半導体を使用するすべての RF 設計が Genesys Harbec の恩恵を受けることができます。

用途の広い、高性能なアクティブ設計

Genesys Harbec はハーモニック バランス解析手法に基づく周波数ドメイン ノンリニア シミュレータです。回路上のすべてのノードで定常状態の電圧と電流スペクトラムを計算し、業界標準のノンリニア デバイスとパラメータを再使用しますが、周波数ドメインで直接動作します。大部分のアクティブ設計では、Harbec は SPICE より桁違いに高速であり、より高いダイナミック レンジを持ち、最も正確な周波数ドメイン物理モデル、測定結果、および EM 結果を使用します。

Harbec はリニア シミュレータの限界を超え、バイアス依存、ひずみ、および下の表に示すその他の多くの効果を考慮した堅牢な設計を可能にします。Genesys ライブラリに収録されている 1000 を超えるノンリニア デバイス モデルを使用すれば、ノンリニア設計の課題を克服する上で役に立ちます。

製品の概要

マルチトーン ハーモニック バランス解析と最適化

設計者がいくつでも解析の基本トーンを指定できます。メモリと時間の制限はありますが、任意の複合スペクトラムを解析、最適化することができます。

DC 解析と最適化

RF およびワイヤレス エンジニアは、バイアス電圧の変化が設計の応答に与える影響について知る必要があります。Harbec を使えば、バイアスをチューニングしてそれが回路のビヘイビアに与える影響についてほぼ即座に知ることができます。また、最適化エンジンを使用して、最適な性能を得るための電圧を求めることもできます。

リアルタイム調整

Harbec は高速用に最適化されており、多くの回路に対してリアルタイムなチューニングが可能です。設計者は即座に回路の感度を評価し、マウスをクリックするか、キーボードを叩くだけで微調整を行うことができます。コンポーネントの値をチューニングすると、リアルタイムでアンプのひずみグラフが更新されます。このシミュレーションではパッシブ マッチング ストラクチャの正確なEM結果を使用します。

Empower によるコ・シミュレーション

エンジニアは、分散コンポーネントの EM 精度のモデリングで回路のノンリニア性能をシミュレーションすることができます。はじめて、設計者が電磁シミュレーションでハーモニック バランスのコ・シミュレーションを行うことができます。これには、EM シミュレーションの精度とノンリニア シミュレーションの一般性をフルに活用します。

Genesys を使用することで、EM と回路のコ・シミュレーションはほぼ透過的なものになります。外部 EM ポートがレイアウトに追加され、シミュレーションが実行されます。このシーンの背後で、Genesys は集中定数コンポーネントを自動的に認識し、それを削除して、内部ポートを追加し、EM シミュレーションを実行します。その後、マルチポートデータは回路理論シミュレーションに透過的に包含されます。初期設計が完了すると、集中定数コンポーネントは、高速で、対話式にチューニング、あるいは自動的に最適化できます。Harbec を追加することにより、組み込みの集中定数コンポーネントを持つノンリニア回路は、厄介なデータ転送をせずに、検証されます。すべてのシミュレータが 1 つの環境に統合されているため、全てのデータを 1 つのワークスペースで簡単に管理することができます。

人工知能使用による性能最適化

実際のアプリケーションから学んだ機能を取り入れたのに加えて、Harbec は、最新の技術を取り入れて正確で高性能な解析も実現しています。1 および n 次元 FFT と直交 APFT に基づき、解析結果を比較して、フーリエ変換のノイズなどのエイリアシング効果を排除することが可能です。Harbec はスパース システムと非スパース システムに対して直接法を使用します。クルイローフ サブシステム法を使用して、多くの周波数で大規模回路を解析します。このソルバは、解析時間とメモリ要求を劇的に減少しますから、最適化にとって極めて重要です。

しかし、最も重要で画期的なことは、人工知能手法の適用であり、これによって最良の収束点を見つけて使用することができます。ノンリニアシミュレーション問題の解法には多くの手法を使用することができます。ソフトウェアは電源レベル、信号レベル、スペクトラル トーンの数、あるいはデバイスのノンリニアリティまで調整します。回路によって、収束がより高速になる手法があります。「学習」モードでは、環境によって様々な方法が探索され、どれが最高速かが決定されます。この情報は保存されますから、後で素早くシミュレーションを実行できます。

ノンリニア装置リニア化の自動化

同じスケマティック上でのノンリニアおよびリニア（S-パラメータ）コンポーネントのシミュレーションを簡単にするために、Harbec は回路上で DC 解析を実行し、ノンリニア デバイスがあればそれをリニア化します。その後、リニアモデルは S-パラメータのシミュレーションで使用されます。バイアスを調整して S-パラメータの性能を改善し、統計的性能-バイアスの検討も行うことができます。リニア/ノンリニア シミュレーションを簡単にする他に、自動リニア化によって、ノンリニア モデル パラメータを検証、最適化して測定した S-パラメータを一致を簡単に一致させることが可能となります。

使用可能な信号とソース

現実世界の信号を作成するために、各種の信号を使用して回路のシミュレーションを行うことができます。すべての周波数の信号源に対して基本周波数を見つける作業は、Harbec が自動的に行います。標準の信号周波数電圧、電流、電源に加えて、Harbec はパルス ソース、周期的な区分リニア ソース、およびユーザー定義のソースを含みます。

使用可能なモデル

Harbec は、25 以上のメーカーのパーツに対して、6000 以上のノンリニア モデルを収録しています。ユーザーは、大量のディスクリート BJT、MESFET、MOSFET、およびダイオードから選択することができます。収録されている RF およびマイクロ波デバイスの他に、ほぼどんな SPICE モデルもインポートできます。

SPICE モデルのインポート

アナログ シミュレーションの業界標準として、数千のモデルと回路が SPICE ネットリストを使用して開発されています。Harbec は大部分の SPICE 素子をサポートしていますから、回路ネットリストを直接使用することができます。この特長により、設計者は、Web や印刷物で利用可能な各種の回路モデルにアクセスすることができます。

Genesys Harbec はどのような形で使用できますか？

Genesys Harbec は Genesys 環境に 1 つのモジュールとして追加できます。以下の Genesys バンドルにも含まれています：

• Genesys Nonlinear Pro、Genesys Integrated （まだサポート対象となっている Eagleware-Elanix 社の古いバンドルも含む）

Harbec は他の Genesys モジュールと連携します

• Harbec は Genesys Core 以外に依存性はありません。
• Harbec は、Empower、Momentum GX、Sonnet Link など、Genesys 環境にあるすべての EM シミュレータとコ・シミュレーションを行います。
• Harbec （または Cayenne）は、ノンリニア デバイス モデルの DC 解析、およびノンリニア デバイス モデルのリニア S-パラメータ シミュレーションに必要となります。
• カスタム、すなわちユーザー定義ノンリニア デバイス モデルは、Advanced Modeling Kit （安価な Verilog-A 機能）を使用して Harbec に追加することができます。これは、III-V パワー デバイス、ダイオード モデル、アナログ モデルに対して特に有用です。

オンラインデモとチュートリアル

注： これらのデモを見るには Internet Explorer が必要です

• Harbec の概要 - 2003年3月
• Genesys によるパワーアンプの設計 - 2003年3月
• Genesys によるオシレータ回路合成とシミュレーション - 2003年3月
• Genesys による低ノイズ アンプの設計 - 2003年3月

パブリケーションとコメント

アプリケーションノート

• Genesys を使用してロードプル データを作成する、Eagleware アプリケーションノート 23、2004年11月。（PDF） （サンプル ファイル）
• Genesys を使用してパワーアンプを設計する、Eagleware アプリケーションノート 21、2003年8月。（PDF）
• Genesys で GaAs FET パワーアンプのシミュレーションを実行する（PDF、765 KB）、Eagleware アプリケーションノート PN 14、2002年3月。（PDF）
• 1900 MHZ アプリケーション用の低ノイズ アンプ、Eagleware アプリケーションノート、2001年2月。

記事

• 2001-2002 CAD ベンチマーク、Microwave Engineering Europe、2002年3月。追加：オリジナルのベンチマーク仕様と Eagleware の提出シミュレーション結果（PDF）
• あらゆるデスクトップでのノンリニア シミュレーション、Microwave Journal 特集、2000年8月。（PDF）

Product Literature

• Harbec：ハーモニック バランス シミュレータ。（PDF、700 KB）