WEBVTT

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00:00:00.626 --> 00:00:03.545
今日の目的は
すべてをまとめて

00:00:03.545 --> 00:00:09.176
WSプローブと呼ばれる新しいプローブを使って
安定性解析を簡素化する方法を紹介します。

00:00:09.176 --> 00:00:12.971
ここまでこのビデオシリーズは
様々な異なる手法を紹介しました。

00:00:12.971 --> 00:00:17.226
まずKファクタ、次にループ利得。
様々なアプローチがありました。

00:00:17.226 --> 00:00:20.520
Osctest、Middlebrook、Hurst、Tian。

00:00:20.520 --> 00:00:23.273
帰還率やNDFを学びました。

00:00:23.273 --> 00:00:28.487
デバイスの相互コンダクタンス端子の
内部からの導出および

00:00:28.487 --> 00:00:32.616
デバイスの出入力部での
外部の導出の両方を学びました。

00:00:32.616 --> 00:00:35.327
最後に駆動点アドミタンスを学びました。

00:00:35.327 --> 00:00:38.497
ここまで紹介した回路は
非常に簡単なものでしたが

00:00:38.497 --> 00:00:42.167
ひとつの回路を解析するには
多くの作業が必要です。

00:00:42.167 --> 00:00:44.211
安定性状況の解析です。

00:00:44.211 --> 00:00:47.881
今日のベンチマークは
算出することができますが

00:00:47.881 --> 00:00:50.550
多くの手作業が必要です。

00:00:50.550 --> 00:00:53.553
問題解決の鍵は
アドミタンスにあります。

00:00:53.553 --> 00:00:57.015
アドミタンスはこのビデオシリーズを通して
繰り返される

00:00:57.015 --> 00:00:58.767
共通のテーマです。

00:00:58.767 --> 00:00:59.810
例えば

00:00:59.810 --> 00:01:04.940
HurstおよびTianのループ利得は
アドミタンス行列の明確な操作であり

00:01:04.940 --> 00:01:08.068
NDFはアドミタンス行列の
行列式でした。

00:01:08.068 --> 00:01:10.904
主な問題は
ヌル注入で行ったように

00:01:10.904 --> 00:01:14.950
残りの回路を乱したり
複数のシミュレーションを行ったりすることなく

00:01:14.950 --> 00:01:17.286
アドミタンスを導出することでした。

00:01:17.286 --> 00:01:21.248
設計ツールを確認すると
期待できるかも知れない回路素子があります。

00:01:21.248 --> 00:01:22.791
これはSプローブと呼ばれます。

00:01:22.791 --> 00:01:26.753
回路に入れて双方向インピーダンスを
得ることができます。

00:01:26.753 --> 00:01:30.299
よく知られている大きな問題は
あまり正確でないということです。

00:01:30.299 --> 00:01:32.592
特にフィードバックがある場合は。

00:01:32.592 --> 00:01:37.389
残念なことに、これは安定性解析において
最も精度が求められる場所です。

00:01:37.389 --> 00:01:39.266
図を使って説明します。
簡単な受動回路の中央に

00:01:39.266 --> 00:01:41.768
Sプローブを置きます。

00:01:41.768 --> 00:01:45.063
簡単に視覚的解析を
行うことができます。

00:01:45.063 --> 00:01:48.775
フィードバックキャパシタは低周波で開き
インダクタは短く

00:01:48.775 --> 00:01:53.447
プローブはいずれかの側に
直列R-Cの組み合わせを検知します。

00:01:53.447 --> 00:01:58.368
インダクタは高周波で開き
プローブは直列ループキャパシタを検知します。

00:01:58.368 --> 00:02:00.871
この合計は0.42 pFです。

00:02:00.871 --> 00:02:03.373
これをシミュレートして結果を確認しましょう。

00:02:03.373 --> 00:02:09.171
データディスプレイのSプローブの結果を
RおよびC値に圧縮しました。

00:02:09.171 --> 00:02:11.381
まず左、そして右です。

00:02:11.381 --> 00:02:14.301
低周波でのSプローブは
正常のようです。

00:02:14.301 --> 00:02:18.096
一連のRとCは
予期した通りです。

00:02:18.096 --> 00:02:21.308
高周波では
フィードバックが発生して

00:02:21.308 --> 00:02:22.726
崩壊します。

00:02:22.726 --> 00:02:26.355
負の直列抵抗が発生します。
これはゼロでなければなりません。

00:02:26.355 --> 00:02:28.565
同時に負のキャパシタンスを
生み出します。

00:02:28.565 --> 00:02:32.069
これは間違いです。
合計は約.42 pFになるはずです。

00:02:32.069 --> 00:02:34.654
これは安定性解析に使用できません。

00:02:34.654 --> 00:02:39.743
これはPathWave ADS 2020内の
新しWSプローブです。

00:02:39.743 --> 00:02:44.873
回路のコピーを作り、新しいWSプローブを
入れて再度シミュレートします。

00:02:44.873 --> 00:02:47.584
2つのプローブの結果を
比較しましょう。

00:02:47.584 --> 00:02:50.003
高周波での大きな違いに気付くはずです。

00:02:50.003 --> 00:02:55.467
WSプローブは高周波でゼロ抵抗および
直列容量を提供します。

00:02:55.467 --> 00:02:58.553
そして正確に0.42 pFが追加されます。

00:02:58.553 --> 00:03:02.933
これは回路検査時に期待される
数値と同じです。

00:03:02.933 --> 00:03:06.103
このプローブは任意の回路で
双方向インピーダンスを提供します。

00:03:06.103 --> 00:03:07.687
フィードバックのプレッシャーがあっても。

00:03:07.687 --> 00:03:11.483
回路のノーマル動作を乱さない方法で。

00:03:11.483 --> 00:03:16.029
ちなみに、WSプローブは「Winslow Probe」の
愛称であり、「Tom Winslow」に由来します。

00:03:16.029 --> 00:03:17.906
Tomは開発したエンジニアです。

00:03:17.906 --> 00:03:20.992
彼はMACOMの名誉フェローです。

00:03:20.992 --> 00:03:23.078
高周波回路の設計者でもあります。

00:03:23.078 --> 00:03:25.831
Tomは今日の話題である
安定性問題で何年間も

00:03:25.831 --> 00:03:27.416
悪戦苦闘しました。

00:03:27.416 --> 00:03:29.543
彼はこのビデオシリーズで紹介している
すべての指標の算出に

00:03:29.543 --> 00:03:32.379
プローブ出力を使用する
方程式もプローブと共に

00:03:32.379 --> 00:03:36.007
提供しました。

00:03:36.007 --> 00:03:39.553
古いプローブに対する
一見小さな微調整は

00:03:39.553 --> 00:03:42.389
回路設計者に対して
非常に大きな力を提供します。

00:03:42.389 --> 00:03:44.558
このことを次に説明します。

00:03:44.558 --> 00:03:47.227
では、すでにご存じであるはずの
増幅器フィードバック回路に

00:03:47.227 --> 00:03:48.937
話を戻しましょう。

00:03:48.937 --> 00:03:53.984
2つのWSプローブを
トランジスタ入力／出力に追加します。

00:03:53.984 --> 00:03:57.279
またトランジスタモデルの内部にある

00:03:57.279 --> 00:04:02.409
相互コンダクタンス端子の近傍および
内部にWSプローブを追加します。

00:04:02.409 --> 00:04:06.246
少し戻り
Sパラメータのシミュレーションを行います。

00:04:06.246 --> 00:04:09.166
データディスプレイに
沢山のグラフが表示されます。

00:04:09.166 --> 00:04:12.586
このビデオシリーズ全体で話した
各安定性指標のプロットの

00:04:12.586 --> 00:04:15.922
ひとつのセットです。

00:04:15.922 --> 00:04:19.885
このWSプローブシミュレーションからの
処理済み出力を重ね合わせます。

00:04:19.885 --> 00:04:21.970
これは赤の点線です。

00:04:21.970 --> 00:04:25.348
その上には前回のビデオで
慎重に導出した結果が

00:04:25.348 --> 00:04:28.268
青で示されています。

00:04:28.268 --> 00:04:30.854
結果は完全に整合します。

00:04:30.854 --> 00:04:34.107
WSプローブを使って
シンプルで簡単なシミュレーションを行い

00:04:34.107 --> 00:04:37.319
これやその他多くを作成できます。

00:04:37.319 --> 00:04:38.320
では順を追って説明します。

00:04:38.320 --> 00:04:41.781
このWSプローブの結果を
再現するためのすべてのシミュレーションを

00:04:41.781 --> 00:04:45.160
追跡する得点表を
示そうと思います。

00:04:45.160 --> 00:04:48.580
左上のKファクタから始めましょう。

00:04:48.580 --> 00:04:52.542
この方程式を使ってYマトリクスを
再構成することでWSプローブから

00:04:52.542 --> 00:04:54.211
これを計算しました。

00:04:54.211 --> 00:04:58.465
これはトランジスタ入力の
2つの側を終端してKファクタを

00:04:58.465 --> 00:05:00.217
計算するのと同じです。

00:05:00.217 --> 00:05:01.551
これがひとつ目です。

00:05:01.551 --> 00:05:03.220
次はosctestです。

00:05:03.220 --> 00:05:08.850
プローブの出力データに対して
wsp_loopgainと呼ばれる方程式を使って計算しました。

00:05:08.850 --> 00:05:12.103
ご覧の通り
これも先ほどの結果と一致します。

00:05:12.103 --> 00:05:14.731
WSプローブ手法を使えば

00:05:14.731 --> 00:05:19.236
複数の異なるタイプのosctest設定を
エミュレートすることが可能です。

00:05:19.236 --> 00:05:22.030
ここでは4つの簡単な方程式を使用しました。

00:05:22.030 --> 00:05:26.993
構成は、入力ノードで示した
フォワードosctest

00:05:26.993 --> 00:05:29.496
また入力ノードで実行できる
リバースosctest

00:05:29.496 --> 00:05:31.790
これは回路素子の方向を変更します。

00:05:31.790 --> 00:05:36.461
また出力ノードでもフォワードおよび
リバースosctestを実行できます。

00:05:36.461 --> 00:05:40.048
またWSプローブは
終端インピーダンスを後で任意の値に

00:05:40.048 --> 00:05:42.509
変更することができます。

00:05:42.509 --> 00:05:48.723
これはWSプローブシミュレーションの中の
最低4つの個別osctestシミュレーションです。

00:05:48.723 --> 00:05:50.475
次はMiddlebrookです。

00:05:50.475 --> 00:05:55.689
この方程式だけを使って
WSプローブから結果を計算しました。

00:05:55.689 --> 00:05:58.942
厳密に言えばこれは2つの
シミュレーションを置換します。

00:05:58.942 --> 00:06:02.904
回路への電圧および電流注入のために
複数のコピーが必要だったからです。

00:06:02.904 --> 00:06:06.199
この結果では入力ノードに
注入が行われましたが

00:06:06.199 --> 00:06:08.868
異なるノードでも行うことができます。
例えば

00:06:08.868 --> 00:06:13.123
プローブを使った出力側です。
つまり2つの追加シミュレーションを集計に加えます。

00:06:13.123 --> 00:06:14.791
次はHurstループ利得です。

00:06:14.791 --> 00:06:17.711
これは2つのブロックに
分離して個別に特性評価を

00:06:17.711 --> 00:06:19.796
行ったものです。

00:06:19.796 --> 00:06:23.633
この場合、両方のWSプローブを使って
解析のために回路を2つのブロックに

00:06:23.633 --> 00:06:25.594
数学的に分割しました。

00:06:25.594 --> 00:06:29.264
そしてwsp_block-calc機能を
ADS内で使用します。

00:06:29.264 --> 00:06:31.308
次はTianの真の帰還率です。

00:06:31.308 --> 00:06:34.019
プローブはwsp_loopgain機能を使って
出入力の両方でこれを導出します。

00:06:34.019 --> 00:06:38.398
これは別のオプションです。

00:06:38.398 --> 00:06:42.902
厳密に言うと、Tianの真の帰還率を
導出するベンチは

00:06:42.902 --> 00:06:45.322
Middlebrookのものと同じです。

00:06:45.322 --> 00:06:49.117
公平を期するために
これは得点には追加しないことにします。

00:06:49.117 --> 00:06:51.661
では、内部還送差を見てみましょう。

00:06:51.661 --> 00:06:56.499
デバイス内に入れるプローブは
WSプローブの任意の組み合わせから

00:06:56.499 --> 00:06:59.461
恣意のYマトリクスを
生み出す機能を使って

00:06:59.461 --> 00:07:02.672
内部還送差の導出に使用できます。

00:07:02.672 --> 00:07:06.760
これは前述のデバイス内に入れた
4ポートシミュレーションに相当します。

00:07:06.760 --> 00:07:11.348
高インピーダンス終端を固有ノードに追加して
Sマトリクスを計算しました。

00:07:11.348 --> 00:07:13.850
ちなみに、
WS-probeシミュレーションの場合

00:07:13.850 --> 00:07:19.439
ソースのオンオフを切り替えて
計算するために掃引しました。

00:07:19.439 --> 00:07:23.485
内部で行った場合、他のプローブを使って
外部で行うこともできます。

00:07:23.485 --> 00:07:26.571
外部NDFまたは還送差があります。

00:07:26.571 --> 00:07:29.074
内部での手順と全く同じです。

00:07:29.074 --> 00:07:32.202
内部プローブの代わりに
外部プローブを使って

00:07:32.202 --> 00:07:34.704
Yマトリクスを作成します。

00:07:34.704 --> 00:07:36.581
これは以前の結果にも一致します。

00:07:36.581 --> 00:07:38.875
最後は駆動点アドミタンスです。

00:07:38.875 --> 00:07:42.629
これはH0であり、プローブ出力端子から
直接導出されました。

00:07:42.629 --> 00:07:44.756
またプローブを使うことで
仮想的に

00:07:44.756 --> 00:07:47.592
回路の入力および出力ノードの両方を
見ることができます。

00:07:47.592 --> 00:07:51.471
2つの信号源を追加する
シミュレーションを置き換えました。

00:07:51.471 --> 00:07:54.641
つまり、WS-probeのシミュレーションを
1回行うだけで、

00:07:54.641 --> 00:07:57.852
14回分のシミュレーションを
行ったことになります。

00:07:57.852 --> 00:08:02.649
複雑な回路や多いノード数の場合は
得点が高くなるはずです。

00:08:02.649 --> 00:08:07.487
では中休みを兼ねて
大型信号の例について話します。

00:08:07.487 --> 00:08:11.157
ここまでの話は
すべて小信号でした。

00:08:11.157 --> 00:08:13.827
でも安定性解析を行う場合に
大信号を考慮することが

00:08:13.827 --> 00:08:15.787
非常に重要です。

00:08:15.787 --> 00:08:19.332
非線形および大信号にするために
例題を修正します。

00:08:19.332 --> 00:08:22.585
まず、回路ブロックを
階層無しの平書きで記述し、

00:08:22.585 --> 00:08:27.424
入力端の抵抗を
信号源に置き換えました。

00:08:27.424 --> 00:08:30.385
次に、トランジスタモデルを修正しました。

00:08:30.385 --> 00:08:33.638
非線形にするために
出入力にダイオードを追加しました。

00:08:33.638 --> 00:08:38.351
これらはターンオンおよび、ニー電圧として機能し
非線形性を提供します。

00:08:38.351 --> 00:08:43.648
ニーダイオードのために、トップレベルに戻って
DCバイアスも追加しなければなりませんでした。

00:08:43.648 --> 00:08:48.695
そしてこの新しい回路に対してハーモニックバランス
シミュレーションおよびパワー掃引を行いました。

00:08:48.695 --> 00:08:52.741
結果は非線形ゲイン応答対電源を
示しました。

00:08:52.741 --> 00:08:55.702
でも安定性解析を行う場合に
大信号を考慮することが

00:08:55.702 --> 00:08:58.621
よい考えだと思います。

00:08:58.621 --> 00:09:00.498
これをPin= 10 dBm 周辺で行ってみましょう。

00:09:00.498 --> 00:09:04.210
ひとつの電源ポイントを起動して
その近傍で小信号の掃引を行います。

00:09:04.210 --> 00:09:05.879
これはすべての異なる事例で行うことができます。

00:09:05.879 --> 00:09:09.632
ここで考慮に入れたいのはosctestです。

00:09:09.632 --> 00:09:11.009
小信号の場合は非常に簡単でした。

00:09:11.009 --> 00:09:14.137
内属回路素子を
回路内に入れるだけでした。

00:09:14.137 --> 00:09:18.933
大信号の場合、この解析を行うために
独自の回路素子を作らなければなりませんでした。

00:09:18.933 --> 00:09:21.811
この回路素子には異なるひとつの

00:09:21.811 --> 00:09:25.315
トーンソースおよびサーキュレータがあり
信号をループ周辺に移動させます。

00:09:25.315 --> 00:09:30.111
他のソースから来る
大信号動作点周辺に

00:09:30.111 --> 00:09:31.696
小信号ソースを掃引します。

00:09:31.696 --> 00:09:36.785
これをハーモニックバランスで行うには
小信号掃引を設定しなければなりません。

00:09:36.785 --> 00:09:38.870
またひとつの電力ポイントのみで

00:09:38.870 --> 00:09:41.289
分析を行うために
残りの電源掃引を取り除きました。

00:09:41.289 --> 00:09:42.874
そしてシミュレーションを行いました。

00:09:42.874 --> 00:09:46.628
回路を線形化する必要があるので
このシミュレーションには数分かかります。

00:09:46.628 --> 00:09:49.005
ここでは結果にジャンプします。

00:09:49.005 --> 00:09:52.801
ループ利得の計算には高調波バランス
混合マトリクスが必要です。

00:09:52.801 --> 00:09:56.721
大信号トーンではなく
小信号トーンの電圧特定を
00:09:56.721 --> 00:09:58.681
徹底しなければならないからです。

00:09:58.681 --> 00:10:01.017
この場合、osctest出入力の
回路素子全体の電圧比を

00:10:01.017 --> 00:10:04.270
ここにプロットします。

00:10:04.270 --> 00:10:06.856
これらすべては煩わしいが
楽しい仕事でした。

00:10:06.856 --> 00:10:11.653
ここまでのすべてのベンチマークに対して
この手順を繰り返すことを想像してください。

00:10:11.653 --> 00:10:16.366
これは典型的であり
大信号の安定性テストベントは

00:10:16.366 --> 00:10:20.870
小信号と全く異なることが多く
データ処理も異なります。

00:10:20.870 --> 00:10:25.291
では同じ回路を
WSプローブで解析してみましょう。

00:10:25.291 --> 00:10:27.836
前回と同じWSプローブを
デバイスの

00:10:27.836 --> 00:10:30.213
外部および内部の両方で
使用します。

00:10:30.213 --> 00:10:33.299
そのためには、ハーモニックバランス
コントローラーを開きます。

00:10:33.299 --> 00:10:37.220
そして小信号タブで
安定性解析実行にチェックマークを入れます。

00:10:37.220 --> 00:10:40.348
これで大信号シミュレーション内で
プローブが動作します。

00:10:40.348 --> 00:10:41.891
そしてシミュレーションします。

00:10:41.891 --> 00:10:44.644
シミュレーションには数分かかりますが
結果が出れば

00:10:44.644 --> 00:10:48.481
前回と同じ小信号方程式を
使うことができます。

00:10:48.481 --> 00:10:50.817
データディスプレイのものです。

00:10:50.817 --> 00:10:54.612
また大信号出力も
印加することができます。

00:10:54.612 --> 00:10:59.242
大信号と小信号のシミュレーションに
同じ方程式およびプロットを使用することができます。

00:10:59.242 --> 00:11:01.536
プローブ出力は全く同じだからです。

00:11:01.536 --> 00:11:04.330
個別テストベントの場合
これは正しくありません。

00:11:04.330 --> 00:11:06.999
結果を出すには
全く違う方程式が必要です。

00:11:06.999 --> 00:11:09.460
結果を見ると
少しシフトしたことが分かります。

00:11:09.460 --> 00:11:12.505
ここでは大信号の
WSプローブ結果と

00:11:12.505 --> 00:11:15.508
以前の小信号の
テストベンチ結果を比較しています。

00:11:15.508 --> 00:11:17.427
どのようにシフトしたが分かるはずです。

00:11:17.427 --> 00:11:20.263
Middlebrook、Hurst、
Tian、NDF、駆動点に対する

00:11:20.263 --> 00:11:23.099
大信号テストは行いませんでした。

00:11:23.099 --> 00:11:27.228
すべてのベンチを作成するには
作業量が多すぎるからです。

00:11:27.228 --> 00:11:29.063
WSプローブを使えば簡単に実行できます。

00:11:29.063 --> 00:11:32.066
最終得点は
2つのWinslowプローブシミュレーションです。

00:11:32.066 --> 00:11:34.235
ひとつは小信号
もうひとつは大信号です。

00:11:34.235 --> 00:11:38.615
これらは28の大信号および小信号の
個別安定性解析および

00:11:38.615 --> 00:11:41.159
結果処理なります。

00:11:41.159 --> 00:11:43.244
これらはビデオシリーズで
紹介したものです。

00:11:43.244 --> 00:11:46.080
これらのプローブを使って
他の多くのことを行うこともできます。

00:11:46.080 --> 00:11:51.252
これはWSプローブを使用して
安定性解析を統合するパワーです。

00:11:51.252 --> 00:11:55.298
最後に、最初に話した
絡み合う手法に戻ります。

00:11:55.298 --> 00:11:57.800
WSプローブを使えば複雑な蜘蛛の糸を
ほどいて

00:11:57.800 --> 00:12:03.181
設計者のためのツールボックスにできるということを
理解いただけたと願っています。

00:12:03.181 --> 00:12:06.559
キーサイトチームと協力してこの素晴らしい
能力をデザインコミュニティに

00:12:06.559 --> 00:12:10.021
提供していただいたことに対して
MACONのTom Winslowに感謝します。

00:12:10.021 --> 00:12:13.816
このビデオシリーズに残されたことは
実際の回路例でのプローブの

00:12:13.816 --> 00:12:16.277
使い方の説明です。

00:12:16.277 --> 00:12:17.862
これは次のビデオで紹介します。