JP3054454B2 - Frequency analyzer - Google Patents
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Description
【0001】[発明の目的][Object of the Invention]
【0002】[0002]
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチトキャパシタ
回路やミクサ回路等の非線形回路の周波数特性を解析す
る周波数解析装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency analyzer for analyzing the frequency characteristics of a nonlinear circuit such as a switched capacitor circuit and a mixer circuit.
【0003】[0003]
【従来の技術】例えば、スイッチトキャパシタ回路(以
下、SCNという)やミクサ回路は通常、2種類の周波
数入力を持っており、従来より用いられている汎用回路
解析装置では効率的に解析することができない。また、
これらの回路では、周波数領域の特性に興味があること
が多いため、周波数特性を解析する専用回路解析装置が
開発されている。2. Description of the Related Art For example, a switched capacitor circuit (hereinafter referred to as SCN) or a mixer circuit usually has two types of frequency inputs, and a conventional general-purpose circuit analyzer can efficiently analyze the frequency input. Can not. Also,
Since these circuits are often interested in the characteristics of the frequency domain, a dedicated circuit analyzer for analyzing the frequency characteristics has been developed.
【0004】SCN専用回路解析装置としては、例えば
次に示す文献(1)〜(4)が知られている。The following literatures (1) to (4) are known as SCN-dedicated circuit analyzers, for example.
【0005】文献(1) Y.P.Tsivides,"Analysis of
switched capacitive networks,"IEEE Trans.Circuits
and Syst.,Vol.CAS-26,pp.935-947,Nov.1979. 文献(2) J.Vandewalle,H.J.Deman and J.Rabasey,"
Time,frequency and z-domain modified nodal analysi
s of switched capacitor networks,"IEEE Trans.Circu
its and Syst.,vol.CAS-28,pp.186-190,Mar.1981. 文献(3) J.Vlach,K.Singhal and M.Vlach,"Compute
r oriented formulation of equation and analysis of
switched-capacitor networks,"IEEE Trans.Circuits
and Syst.,vol.CAS-31,pp.753-765,Sept.1984. 文献(4) M.L.Lion and Y.L.Kuo,"Exact analysis o
f switched capacitorcircuits with arbitary input
s,"IEEE Trans.Circuits and Syst.,vol.CAS-26,pp.213
-223,Apr.1979.これらの各文献(1)〜(4)は、容
量、独立・従属電圧源、及び理想スイッチから成る線形
回路の解析方法について述べられており、文献(1)に
おいては、ノード電圧と電荷を回路変数として、スイッ
チのフェイズ毎に、ある閉じた系で電荷保存則が成り立
つように方程式を立てている。Reference (1) YPTsivides, "Analysis of
switched capacitive networks, "IEEE Trans.Circuits
and Syst., Vol. CAS-26, pp. 935-947, Nov. 1979. Reference (2) J. Vandewalle, HJ Deman and J. Rabasey, "
Time, frequency and z-domain modified nodal analysi
s of switched capacitor networks, "IEEE Trans.Circu
its and Syst., vol. CAS-28, pp. 186-190, Mar. 1981. Reference (3) J. Vlach, K. Singhal and M. Vlach, "Compute
r oriented formulation of equation and analysis of
switched-capacitor networks, "IEEE Trans.Circuits
and Syst., vol. CAS-31, pp. 753-765, Sept. 1984. Reference (4) MLLion and YLKuo, "Exact analysis o
f switched capacitorcircuits with arbitary input
s, "IEEE Trans.Circuits and Syst., vol.CAS-26, pp.213
-223, Apr. 1979. Each of these documents (1) to (4) describes an analysis method of a linear circuit composed of a capacitance, an independent / dependent voltage source, and an ideal switch. An equation is established using the node voltage and the electric charge as circuit variables so that the electric charge conservation law is satisfied in a certain closed system for each switch phase.
【0006】また、文献(2)においては、ノード電圧
とスイッチ、電圧源の電荷を回路変数としてMNA(Mo
difiede Nodal Analysis Method )により、スイッチの
フェイズ毎に方程式を立てる。In reference (2), an MNA (MoMo) is used with a node voltage, a switch, and a charge of a voltage source as circuit variables.
The difiede Nodal Analysis Method) establishes an equation for each switch phase.
【0007】文献(3)は、振幅、位相解析の他に、グ
ループディレイ,感度解析方法について述べられてお
り、ノード電圧と電圧源のブランチ電流を回路変数と
し、Modified nodal two-graph formulationにより、ス
イッチのフェイズ毎に方程式を立てる。Reference (3) describes a group delay and sensitivity analysis method in addition to the amplitude and phase analysis. The node voltage and the branch current of the voltage source are used as circuit variables, and a modified nodal two-graph formulation is used. Formulate an equation for each switch phase.
【0008】文献(4)は、入力周波数とは異なる周波
数の出力応答に対する伝達関数の計算方法、及び雑音源
が時間で変わらない場合の雑音解析について述べられて
おり、容量の差電圧を変数にとり、スイッチの切換直前
の電圧を初期値として現在の電圧を求める方法を用いて
回路方程式を立てる。Reference (4) describes a method of calculating a transfer function for an output response at a frequency different from the input frequency, and a noise analysis when the noise source does not change with time. A circuit equation is established using a method of obtaining the current voltage using the voltage immediately before the switching of the switch as an initial value.
【0009】これらの各文献(1)〜(4)に示された
解析装置は、いずれも線形素子だけで構成された回路の
みを取扱うものであり、クロック信号のフェイズ毎に回
路方程式を立てて解析しようとするものである。All of the analyzers shown in these documents (1) to (4) handle only a circuit composed of only linear elements, and establish a circuit equation for each phase of a clock signal. It is what we want to analyze.
【0010】また、ミクサ回路の回路解析装置としては
次の文献(5)に示すものが知られている。[0010] As a circuit analyzer of a mixer circuit, the one shown in the following document (5) is known.
【0011】文献(5) V.Rizzoli,C.Cecchtti and
A.Lipparini,"Frequency conversionin general nonlin
ear multiport devices,"IEEE Microwave Theory Tec
h.,vol.MTT-34,pp.483-486,June.1986.この文献(5)
では、ミクサ回路では多くの場合変調信号は出力に対し
て線形であると考えられることを利用して、周波数領域
で周期的線形時変回路を導入し、解析しようとするもの
である。Reference (5) V. Rizzoli, C. Cecchtti and
A. Lipparini, "Frequency conversionin general nonlin
ear multiport devices, "IEEE Microwave Theory Tec
h., vol. MTT-34, pp. 483-486, June. 1986. This reference (5)
In the mixer circuit, a modulation signal is often considered to be linear with respect to the output, and a periodic linear time-varying circuit is introduced in the frequency domain to analyze the signal.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のSCN専用解析装置にあっては、非線形回路
の解析が困難であり、また、スイッチのオン抵抗の影響
やオペアンプの有限の帯域を解析する際に長時間を要し
てしまう。また、従来のミクサ回路の解析装置では大規
模な回路や非線形性が強い回路の解析には不向きであ
る。However, it is difficult to analyze a non-linear circuit in such a conventional SCN-dedicated analyzer, and to analyze the influence of the on-resistance of the switch and the finite band of the operational amplifier. It takes a long time to do it. Further, the conventional mixer circuit analyzer is not suitable for analyzing a large-scale circuit or a circuit having strong nonlinearity.
【0013】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、非
線形回路、又は線形回路を効率的に周波数解析し得る周
波数解析装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a frequency analysis device capable of efficiently performing a frequency analysis of a nonlinear circuit or a linear circuit. It is in.
【0014】[発明の構成][Configuration of the Invention]
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、非線形回路の周期的定常解を演算する手
段と、前記演算された周期的定常解のまわりで非線形回
路を線形化して周期的線形時変回路を得、これを基に離
散時間の周期的時変伝達関数を求めるべくディジタルシ
ステムを構築する手段と、該ディジタルシステムを用い
て離散時間の周期的時変伝達関数を計算する手段と、前
記周期的線形時変回路のDC成分及び各高調波成分の伝
達関数を、前記離散時間の周期的時変伝達関数を用いて
演算する手段と、を有することが特徴である。To achieve the above object, the present invention comprises means for calculating a periodic stationary solution of a nonlinear circuit, and linearizing the nonlinear circuit around the calculated periodic stationary solution. A means for constructing a digital system to obtain a periodic time-varying transfer function of discrete time based on a periodic linear time-varying circuit, and calculating the periodic time-varying transfer function of discrete time using the digital system And a means for calculating the transfer function of the DC component and each harmonic component of the periodic linear time-varying circuit using the discrete-time periodic time-varying transfer function.
【0016】また、線形回路の周期的線形時変回路を
得、これを基に離散時間の周期的時変伝達関数を求める
べくディジタルシステムを構築する手段と、該ディジタ
ルシステムを用いて離散時間の周期的時変伝達関数を計
算する手段と、前記周期的線形時変回路のDC成分及び
各高調波成分の伝達関数を、前記離散時間の周期的時変
伝達関数を用いて演算する手段と、を有することを特徴
とする。Further, a means for constructing a digital system for obtaining a periodic time-varying transfer function of a discrete time based on a periodic linear time-varying circuit of a linear circuit is provided. Means for calculating a periodic time-varying transfer function; means for calculating the transfer function of the DC component and each harmonic component of the periodic linear time-varying circuit using the discrete-time periodic time-varying transfer function; It is characterized by having.
【0017】[0017]
【作用】上述の如く構成すれば、非線形回路の周期的定
常解が演算され、この周期的定常解のまわりで非線形回
路を線形化して周期的線形時変回路が求められる。そし
て、これを基に離散時間の周期的時変伝達関数を求める
ためのディジタルシステムが構築される。With the above arrangement, a periodic stationary solution of the nonlinear circuit is calculated, and the nonlinear circuit is linearized around the periodic stationary solution to obtain a periodic linear time-varying circuit. Then, a digital system for obtaining a discrete-time periodic time-varying transfer function is constructed based on this.
【0018】その後、このシステムから離散時間の周期
的時変伝達関数を求め、これを用いて、周期的線形時変
回路のDC成分、及び各高調波成分の伝達関数、即ち、
周波数特性を求めている。従って、MOS,バイポラー
トランジスタ,ダイオード等を含む非線形回路について
も、効率的に周波数特性を解析することができる。Thereafter, a discrete-time periodic time-varying transfer function is obtained from the system, and using this, the transfer function of the DC component of the periodic linear time-varying circuit and each harmonic component, that is,
I want frequency characteristics. Therefore, the frequency characteristics of a non-linear circuit including a MOS, a bipolar transistor, a diode, and the like can be efficiently analyzed.
【0019】また、線形回路についても、この回路の周
期的線形時変回路を用いてディジタルシステムを構築す
れば、上述した非線形回路と同様に周波数解析を行なう
ことができる。Also, for a linear circuit, if a digital system is constructed using the periodic linear time-varying circuit of this circuit, frequency analysis can be performed in the same manner as the above-described nonlinear circuit.
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明が適用された周波数解析装置の構成
を示すブロック図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a frequency analysis device to which the present invention is applied.
【0021】図示のように、この周波数解析装置は、入
力部1と、定常解析部2と、ディジタルシステム構築部
3と、第一の伝達関数演算部4と、第二の伝達関数演算
部5と、出力表示部6から構成されている。As shown in the figure, the frequency analyzing apparatus includes an input unit 1, a steady state analyzing unit 2, a digital system construction unit 3, a first transfer function calculating unit 4, and a second transfer function calculating unit 5. And an output display unit 6.
【0022】入力部1は、解析対象となる回路の回路記
述や制御命令、出力方法等を、次に示す文献(6)で紹
介されている汎用回路解析装置SPICEと同様な方
法、或いは、ディスプレイ上に表示されたものをカーソ
ルで選択する方法等で入力するものである。The input unit 1 is provided with a circuit description, a control command, an output method, and the like of a circuit to be analyzed by a method similar to that of the general-purpose circuit analyzer SPICE introduced in the following document (6), or a display. This is input by a method such as selecting one displayed above with a cursor.
【0023】文献(6) L.N.Nagel,2"SPICE;2"A comp
uter program to simulate semiconductor circuits,"E
RL Memo ERL-M520,Univ.California,Berkeley,May 197
5.定常解析手段2は、例えば、次に示す文献(7),
(8)に示される時間領域の定常解析方法を用いて、周
期的定常解を数値的に計算するものである。Reference (6) LNNagel, 2 "SPICE;2" A comp
uter program to simulate semiconductor circuits, "E
RL Memo ERL-M520, Univ.California, Berkeley, May 197
5. The steady state analysis means 2 is described in, for example, the following document (7),
A periodic steady solution is numerically calculated by using the time domain steady analysis method shown in (8).
【0024】文献(7) M.Kakizaki and T.Sugawar
a,"A modified Newton method for the steady-state a
nalysis,"IEEE Trans.vol.CAD-4,No.4,pp.662-667,Oc
t.1985. 文献(8) S.Skelboe,"Computation of thepariodic
steady state response of nonlinear networks by ext
rapolation methods,"IEEE Trans.Circuits and Syst.,
vol.CAS-27,pp.161-175,Mar.1980.そして、この実施例
では、スイッチング回路及びミクサ回路の、クロック信
号或いはローカル発振信号(周期T)のみ入力した場合
の周期的定常解を計算する。Reference (7) M. Kakizaki and T. Sugawar
a, "A modified Newton method for the steady-state a
nalysis, "IEEE Trans.vol.CAD-4, No.4, pp.662-667, Oc
t.1985. Reference (8) S. Skelboe, "Computation of thepariodic
steady state response of nonlinear networks by ext
rapolation methods, "IEEE Trans.Circuits and Syst.,
vol.CAS-27, pp.161-175, Mar.1980. In this embodiment, a periodic stationary solution of the switching circuit and the mixer circuit when only a clock signal or a local oscillation signal (period T) is input is described. calculate.
【0025】ディジタルシステム構築手段3は、汎用回
路解析プログラムの数値積分の各積分刻み点で計算した
行列のデータを用いて、離散時間の周期的時変伝達関数
を計算するためのディジタルシステムを計算機上で構築
する。The digital system construction means 3 uses a matrix data calculated at each integration step of numerical integration of a general-purpose circuit analysis program to generate a digital system for calculating a discrete-time periodic time-varying transfer function. Build on.
【0026】第一の伝達関数演算部4は、前記ディジタ
ルシステム構築部3で構築されたディジタルシステムを
用いて、離散時間の周期的時変伝達関数を演算する。The first transfer function calculator 4 calculates a discrete-time periodic time-varying transfer function using the digital system constructed by the digital system constructor 3.
【0027】第二の伝達関数演算部5は、前記第一の伝
達関数演算部4で求められた離散時間の周期的時変伝達
関数を用いて、周期的定常解のまわりで線形化して得ら
れる周期的線形時変回路のDC成分、及び各高調波成分
の伝達関数を数値的に求める。The second transfer function calculating section 5 linearizes around the periodic stationary solution using the discrete-time periodic time-varying transfer function obtained by the first transfer function calculating section 4, and The transfer function of the DC component and each harmonic component of the periodic linear time-varying circuit is numerically obtained.
【0028】出力表示部6は、結果の数値をユーザの指
定した出力ファイル(不図示)に書込む。又は、ディス
プレイ(不図示)上に表示する。The output display unit 6 writes the numerical value of the result to an output file (not shown) specified by the user. Alternatively, it is displayed on a display (not shown).
【0029】次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
【0030】図1に示す入力部1には次の(1)式に示
す非線形回路の関数f(y(t),y′(t))が与え
られる。The input section 1 shown in FIG. 1 is given a function f (y (t), y '(t)) of a nonlinear circuit shown in the following equation (1).
【0031】 f(y(t),y′(t))=v(t)+δv(t) (1) ただし、v(t)は周期Tの周期的励振、δv(t)は
入力信号を示す。また、左辺の「y′(t)」に示
す「′」(ダッシュ)は、電子出願の都合上、時間微分
を示す。(以下同様)そして、定常解析部2では、δv
(t)=0のときyst(t+T)=yst(t)であるよ
うな安定な周期解yst(t)を持つと仮定し、(1)式
を周期解yst(t)のまわりでテーラ展開して一次の項
までをとる。これによって周期解yst(t)のまわりで
線形化した周期的線形時変回路が次の(2)式で与えら
れる。F (y (t), y ′ (t)) = v (t) + δv (t) (1) where v (t) is a periodic excitation having a period T, and δv (t) is an input signal. Show. Further, “′” (dash) shown in “y ′ (t)” on the left side indicates a time derivative for convenience of electronic filing. (The same applies to the following.)
Was assumed to have a y st (t + T) = y st (t) at which such stable periodic solution y st (t) when (t) = 0, (1 ) formula periodic solutions y st of (t) Expand the tail around and take the primary term. Thus, a periodic linear time-varying circuit linearized around the periodic solution y st (t) is given by the following equation (2).
【0032】 a(t)x(t)+b(t)x′(t)=u(t) (2) ただし、A (t) x (t) + b (t) x ′ (t) = u (t) (2)
【0033】[0033]
【数1】 (Equation 1)
【0034】 a(t+T)=a(t),b(t+T)=b(t) そして、ディジタルシステム構築部3では、以下に示す
手順で、離散時間の周期的時変伝達関数を計算すべくデ
ィジタルシステムを構築する。ただし、以下に用いるパ
ラメータhm ,p,τm ,Tは図3に示す如くである。A (t + T) = a (t), b (t + T) = b (t) The digital system construction unit 3 calculates a discrete-time periodic time-varying transfer function by the following procedure. Build a digital system. However, the parameters h m , p, τ m , and T used below are as shown in FIG.
【0035】まず、入力信号u(t)=uejωtと
き、(2)式に示したシステムの小信号応答x(t)
は、時変伝達関数H(jω,t)を使って表わすと、 x(t)=H(jω,t)uejωt (5) そして、(2)式の係数は周期的であるので、伝達関数
H(jω,t)も周期的であり、フーリエ係数表示する
ことができる。従って、次の(6)式が得られる。First, when the input signal u (t) = ue jωt , the small signal response x (t) of the system shown in equation (2)
Is expressed using a time-varying transfer function H (jω, t), x (t) = H (jω, t) ue jωt (5) And, since the coefficient of the equation (2) is periodic, The function H (jω, t) is also periodic and can be represented by Fourier coefficients. Therefore, the following equation (6) is obtained.
【0036】[0036]
【数2】 (Equation 2)
【0037】ただし、ωs =2π/T,また、Hl (j
ω)は、Where ω s = 2π / T, and H l (j
ω)
【0038】[0038]
【数3】 (Equation 3)
【0039】で示される。## EQU2 ##
【0040】ここで、H(jω,t)は τm-1 <t≦τm ,(m=1,2……,P) の区間で不変であると仮定すれば、(6)の式は次の
(8)式の如くとなる。Here, assuming that H (jω, t) is invariant in the section of τ m−1 <t ≦ τ m (m = 1, 2,..., P), the following equation (6) is obtained. Is as shown in the following equation (8).
【0041】[0041]
【数4】 (Equation 4)
【0042】ただし、Km l は、[0042] However, K m l is,
【0043】[0043]
【数5】 (Equation 5)
【0044】そして、離散伝達関数H(jω,τm )を
計算するために、まず(2)式のシステムに離散時刻t
=nT+τm と入力u(t)=uejωtを代入し、次
の(10)式に示すディジタルシステムを考える。Then, in order to calculate the discrete transfer function H (jω, τ m ), the discrete time t
= NT + τ m and input u (t) = ue jωt , and a digital system represented by the following equation (10) is considered.
【0045】 am x(nT+τm )+bm x′(nT+τm ) =uejω(nT+τm ) (10) ただし、[0045] a m x (nT + τ m ) + b m x '(nT + τ m) = ue jω (nT + τ m) (10) However,
【0046】[0046]
【数6】 (Equation 6)
【0047】そして、(10)式の左辺の微分項を後退
オイラ法で近似すると、When the differential term on the left side of the equation (10) is approximated by the backward Euler method,
【0048】[0048]
【数7】 (Equation 7)
【0049】となる。なお、ここでの演算では、後退オ
イラ法の他に、トラペゾルダル法やGearの高次積分法等
で近似しても良い。Is as follows. Note that, in this calculation, in addition to the backward Euler method, approximation may be performed by a trapezoidal method, Gear's higher-order integration method, or the like.
【0050】また、式(11)は線形システムであるか
ら、次の(12)式で表わすことができる。Since equation (11) is a linear system, it can be expressed by the following equation (12).
【0051】 x(nT+τm )=H(jω,τm )uejω(nT+τm ) (12) そして、(12)式を(11)式に代入し、伝達関数の
周期性を利用すれば、(11)式は次の(13)式に示
す行列で表わすことができる。X (nT + τ m ) = H (jω, τ m ) ue jω (nT + τ m ) (12) Then, by substituting equation (12) into equation (11) and using the periodicity of the transfer function, Equation (11) can be represented by a matrix shown in the following equation (13).
【0052】[0052]
【数8】 (Equation 8)
【0053】ただし、Jm ,Xm ,Cm は次の(14)
式で示される。Where J m , X m , and C m are the following (14)
It is shown by the formula.
【0054】[0054]
【数9】 (Equation 9)
【0055】(13)式において、u=1とし、Dm ,
Em を次の(15)式、又は(16)式に示すように決
めれば、図2に示す如くのディジタルシステムを構築す
ることができる。In equation (13), u = 1, D m ,
E m the following equation (15), or (16) be determined as shown in equation, it is possible to construct a digital system as shown in FIG.
【0056】 Dm =(am +bm /hm )-1 (15a) Em =−bm /hm (15b) Dm =(am +2bm /hm )-1 (16a) Em =−(am −2bm /hm ) (16b) ただし、[0056] D m = (a m + b m / h m) -1 (15a) E m = -b m / h m (15b) D m = (a m + 2b m / h m) -1 (16a) E m = - (a m -2b m / h m) However (16b),
【0057】[0057]
【数10】 (Equation 10)
【0058】そして、図1に示す第一の伝達関数演算部
4では、このディジタルシステムの離散的出力H(j
ω,τm )(m=1,2,…,P)を演算する。その
後、第二の伝達関数演算部5では、周期的時変伝達関数
をフーリエ級数展開した場合の係数、即ち、入力角周波
数と同じ角周波数成分の出力の伝達関数Ho(jω),
及び入力角度周波数よりもlωs だけ移動した変調出力
に対する伝達関数Hl (jω)を図4に示す方法で求め
る。Then, in the first transfer function calculating section 4 shown in FIG. 1, the discrete output H (j
ω, τ m ) (m = 1, 2,..., P). Then, in the second transfer function calculation unit 5, a coefficient when the periodic time-varying transfer function is expanded by Fourier series, that is, a transfer function Ho (jω) of an output of the same angular frequency component as the input angular frequency,
And determine the transfer to the modulation output shifted by Eruomega s than the input angular frequency function H l (j [omega]) by the method shown in FIG.
【0059】そして、この結果は出力表示部6に表示さ
れるのである。The result is displayed on the output display unit 6.
【0060】このようにして、本実施例では、非線形回
路の定常解を定常解析部2で求め、この定常解のまわり
で非線形回路を線形化して周期的線形時変回路を求めて
いる。そして、ディジタルシステム構築部3では、この
周期的線形時変回路を基にディジタルシステムを構築
し、第一,及び第二の伝達関数演算部4,5では、この
システムに基づいて周期的線形時変回路のDC成分、及
び各高調波成分の伝達関数を求めている。As described above, in this embodiment, the steady-state solution of the nonlinear circuit is obtained by the steady-state analysis unit 2, and the nonlinear circuit is linearized around the steady-state solution to obtain a periodic linear time-varying circuit. The digital system constructing unit 3 constructs a digital system based on the periodic linear time-varying circuit, and the first and second transfer function calculating units 4 and 5 execute the periodic linear time-varying circuit based on this system. The transfer function of the DC component of the transformer circuit and each harmonic component is obtained.
【0061】従って、スイッチトキャパシタ回路やミク
サ回路の伝達関数、即ち、周波数特性を回路の非線形性
にかかわりなく、効率的に解析することができるように
なる。Therefore, the transfer function of the switched capacitor circuit or the mixer circuit, that is, the frequency characteristic can be efficiently analyzed regardless of the nonlinearity of the circuit.
【0062】なお、本実施例では、解析対象となる回路
が非線形回路である場合については述べたが、本発明は
これに限定されず、線形回路についても適用することが
できる。この場合には、回路の周期的線形時変回路が予
め与えられるので、前述した実施例において非線形回路
を線形化する処理を省けば良い。In this embodiment, the case where the circuit to be analyzed is a non-linear circuit has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a linear circuit. In this case, since a periodic linear time-varying circuit of the circuit is given in advance, the process of linearizing the nonlinear circuit in the above-described embodiment may be omitted.
【0063】[0063]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、スイ
ッチトキャパシタ回路やミクサ回路の周波数特性を回路
の非線形性にかかわらず、効率的に解析することができ
る。このため、MOS,バイポーラトランジスタ,ダイ
オード等の非線形素子を含む回路も扱うことができるよ
うになる。また、時間領域で周期的定常解を求めている
ため、従来のように、非線形性が弱く波形が正弦波に近
いもの等の、周波数領域の定常解析手法を利用するとき
の制限はない。As described above, according to the present invention, the frequency characteristics of the switched capacitor circuit and the mixer circuit can be efficiently analyzed regardless of the nonlinearity of the circuit. Therefore, a circuit including a non-linear element such as a MOS, a bipolar transistor, and a diode can be handled. In addition, since a periodic stationary solution is obtained in the time domain, there is no limitation in using a steady analysis method in the frequency domain such as a conventional one having a weak nonlinearity and a waveform close to a sine wave.
【0064】更に、ユーザが用意する回路記述の入力デ
ータは、従来よりの汎用回路解析装置と同じであるの
で、データ入力に多くの負担をかけることはない。Further, since the input data of the circuit description prepared by the user is the same as that of the conventional general-purpose circuit analyzer, it does not impose a large burden on data input.
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】離散時間の周期的時変伝達関数を計算するため
のディジタルシステムを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a digital system for calculating a discrete-time periodic time-varying transfer function.
【図3】各パーラメータhm ,τm ,p,Tの定義を示
す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing definitions of parameters h m , τ m , p, and T.
【図4】ディジタルシステムからの離散出力H(jω,
τm )を基に伝達関数Hl (jω)を求める方法を示す
説明図である。FIG. 4 shows a discrete output H (jω,
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a method for obtaining a transfer function H l (jω) based on τ m ).
1 入力部 2 定常解析部 3 ディジタルシステム構築部 4 第一の伝達係数演算部 5 第二の伝達係数演算部 6 出力表示部 Reference Signs List 1 input unit 2 steady-state analysis unit 3 digital system construction unit 4 first transfer coefficient calculation unit 5 second transfer coefficient calculation unit 6 output display unit
Claims (2)
段と、前記演算された周期的定常解のまわりで非線形回
路を線形化して周期的線形時変回路を得、これを基に離
散時間の周期的時変伝達関数を求めるべくディジタルシ
ステムを構築する手段と、該ディジタルシステムを用い
て離散時間の周期的時変伝達関数を計算する手段と、前
記周期的線形時変回路のDC成分及び各高調波成分の伝
達関数を、前記離散時間の周期的時変伝達関数を用いて
演算する手段と、を有することを特徴とする周波数解析
装置。1. A means for calculating a periodic stationary solution of a nonlinear circuit, and linearizing the nonlinear circuit around the calculated periodic stationary solution to obtain a periodic linear time-varying circuit. Means for constructing a digital system to determine the periodic time-varying transfer function, means for calculating a discrete-time periodic time-varying transfer function using the digital system, and a DC component of the periodic linear time-varying circuit. Means for calculating a transfer function of each harmonic component using the discrete-time periodic time-varying transfer function.
れを基に離散時間の周期的時変伝達関数を求めるべくデ
ィジタルシステムを構築する手段と、該ディジタルシス
テムを用いて離散時間の周期的時変伝達関数を計算する
手段と、前記周期的線形時変回路のDC成分及び各高調
波成分の伝達関数を、前記離散時間の周期的時変伝達関
数を用いて演算する手段と、を有することを特徴とする
周波数解析装置。2. A means for constructing a digital system for obtaining a periodic time-varying transfer function of a discrete time based on a periodic linear time-varying circuit of a linear circuit, and a discrete-time circuit using the digital system. Means for calculating a periodic time-varying transfer function; means for calculating the transfer function of the DC component and each harmonic component of the periodic linear time-varying circuit using the discrete-time periodic time-varying transfer function; A frequency analysis device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080207A JP3054454B2 (en) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Frequency analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080207A JP3054454B2 (en) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Frequency analyzer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04315061A JPH04315061A (en) | 1992-11-06 |
| JP3054454B2 true JP3054454B2 (en) | 2000-06-19 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3080207A Expired - Fee Related JP3054454B2 (en) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Frequency analyzer |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3054454B2 (en) |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP3080207A patent/JP3054454B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04315061A (en) | 1992-11-06 |
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