11. ミクストシグナルシミュレーション

----(ここから)「10. 入力信号の記述」に引き続いて実習を行っている場合には実行する必要はない----

セルtb_dacのconfig viewの回路図が開いていない場合は、Library Managerでtb_dacのconfig view をダブルクリックして、回路図エディタを起動する。Open Configurationフォームで、Configuration = yes, Top Cell View = yesをチェックしてOKボタンをクリック。Hierarchy Editor(HED)でopa_fd0のView to Use が veriloga に設定されていることを確認して、HDEを終了する。もし、設定が異なる場合は、opa_fd0の行を右クリックして、[Set Cell View...] → [veriloga] で veriloga を設定し、Recompute(再構築)のボタンをクリックしてから、HEDを終了。

回路図エディタのメニューより[Launch] → [Mixed Signal Options] → [Verimix]を選択。メニューに [Verimix] が追加される。回路図エディタのメニューより、[Launch] → [ADE XL]を選びADE XLを起動する。ADE XLウインドウのツールバーよりCreate Test(黄色い歯車のようなアイコン)をクリックするか、[Create] → [Test...]を選んで、ADE XL Test Editor を起動する。ADE XL Test Editorのメニューから、[Setup] → [Simulator...]を選ぶと、Choosing Simulatorフォームが開くので、SimulatorとしてspectreVerilogを選びOKをクリック。
----(ここまで)----

ADE XL Test Editorウインドウで、Choose Analysesボタン(AC DC Transと書かれたアイコン)をクリックし、Analysis = tran, Stop Time = 46m, Enabled = check としてOKをクリック。Analysis欄で、Type = dc のEnableのチェックマークが付いている場合は、これをクリックして解除する(入力に電圧源を使用せず論理値を加えているので、電圧を変数とするdc解析はできない)。ADE XL Test Editorウインドウ右側の、Setup Outputsアイコンをクリックする。Setting Outputsフォームが表示される。From Schematicボタンをクリックすると、回路図にフォーカスが移動するので、シミュレーション結果を調べたい配線を選ぶ。選ばれた配線は色が変わる。ここでは、LPFの入力と出力の配線を各1個選んでみよう。配線を選び終わったら、ESCキーを押して、選択モードを解除し、Setting OutputsフォームのOKボタンをクリックして終了する。

Netlist and Runボタン(緑の三角アイコン)でシミュレーションを実行。かなり時間がかかるので、休憩しながら待とう。

入力には、三角波の数値を出力するディジタル・オシレータを接続したので、lpf2の出力に三角波のアナログ波形が観測されれば成功である。どの程度の量子化雑音が発生しているか調べるため、出力波形をフーリエ変換してみよう。波形表示ウインドウで、Calculatorボタン(電卓アイコン)をクリックして、Calculatorを起動する。

Fig.11.1

CalculatorウインドウのClear bufferボタンをクリック。信号選択欄のvtにチェックをすると、回路図エディタにフォーカスが移るので、lpf2の出力配線をクリックする。または、waveにチェックを入れて、グラフ表示画面の信号名をクリックしてもよい。

Fig.11.2
Calculator画面

中央部の計算式バッファ欄に信号名が表示されたのを確認し、関数リストの中から、dft(離散フーリエ変換)を選ぶ。dftの設定欄を次のようにしてOKボタンをクリックする。

From0
To46m
Number of Samples131072 ( = 217)
Window TypeHamming

[参考] From - To は、フーリエ変換に使用するデータの時間範囲:TDATAである。周波数軸上の計算ステップΔf = 1/TDATAとなるので、信号の周期より長く取らなければ、信号のスペクトルが表示できない。Number of Samples: Nsは、フーリエ変換の計算点数になるので、スペクトルの周波数範囲= Δf * NsとなるようにNs (= 2M)の値を決める。窓関数により、見かけ上雑音スペクトルが変化する場合があるので注意が必要。

さらに、信号強度をデシベル表示にするため、関数リストの中からdB20をクリック。Plotボタンをクリックすると、波形表示ウインドウにフーリエ変換された信号が表示される。データ量が多いため、表示には少し時間がかかる。 同様にして、Δ-凜皀献絅譟璽燭僚侘惑鳩舛離好撻トルで、ノイズシェーピング特性が現れるか、調べてみよう。ここでは、Stop Time = 46mとしてシミュレーションを実行したが、シミュレーションのStop Time は長いほうが、正確なスペクトルが得られる。

Fig.11.3
デルタ-シグマモジュレータ単体(補間なし)の解析の様子


[Table of Contents] [Next]


お問い合わせはこちらまで: kitagawa@is.t.kanazawa-u.ac.jp

Copyright (C) 2009- Akio Kitagawa, Kanazawa Univ.