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[求助] 开关电容积分器的噪声仿真

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发表于 2024-9-8 20:24:37 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 cykcbs 于 2024-9-8 20:24 编辑

  大家好,我最近在阅读开关电容积分器噪声分析和噪声仿真,我主要看的是这篇文章《Noise Analysis in Switched-Capacitor Circuits》 ,但想要仿真时出现了问题。
对于图一的电路,在phi1时刻,噪声会留存在节点X,在phi2时刻,噪声电荷转移到输出。
所以我在virtuoso中搭建了如下电路来仿真,图二是phi1时刻,根据文章中,由于输出接地,就忽略了放大器,图三是phi2时刻的建模图,理想中,计算两个时刻噪声电压平方和开根号,在pss+pnoise中应该得到类似的结论。
问题一:我仿真phi1时刻中,Cs,Cf上面的噪声电压都是208uVrms(V/sqrt(Hz));根据文章中计算,qx^2=kT(Cs+Cf),
qx=Cs*Vs+Cf*Vf(Vs,Vf为Cs,Cf上面的噪声电压),那么
qx^2=(Cs*Vs+Cf*Vf)^2;Vs,Vf应该是不相关的,Vs*Vf这一项为0
又有前文提到的qx^2=kT(Cs+Cf)
由于Cs=Cf=100f;
可以求解出来Vs,Vf等于203uVrms(V/sqrt(Hz))
甚至比仿真结果还要小,我猜测是由于Vs,Vf假设不相关这里,对于一个仿真过程中,这一项依然有一个值,导致了这个5uVrms的区别。

问题二:我分别使用noise仿真(0->500G),phi1时刻为208uVrms,phi2时刻为38uVrms
我觉得pnoise仿真结果应该是等于sqrt(208^2+38^2)=211uVrms
而用pnoise仿真结果一方面不等于211uVrms
另一方面随着我采样时间变化,我觉得可能是pss+pnoise有问题,图4-5是我pss+pnoise的设置,图6是我仿真积分噪声的结果,其中纵轴单位为uVrms,电阻为360Ω(其中pss的maxfreq设置为15G。但对于图7这个采样电路,使用这个设置可以观察到混叠的频谱(0-Fs/2为白噪声) ,1pF的电容是可以得到64uVrms的噪声电压的。


图1:所仿真的电路

图1:所仿真的电路

图2:phi1时刻电路

图2:phi1时刻电路

图3:phi2时刻电路

图3:phi2时刻电路

图4:pss仿真设置

图4:pss仿真设置

图5:pnoise仿真设置

图5:pnoise仿真设置

图6:采样电路

图6:采样电路
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