對(duì)RFIC收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，您需要大量的不同模擬技術(shù)和功能，如無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)或IEEE 802.11b中集成RFIC收發(fā)機(jī)發(fā)射部分應(yīng)用的頻域(諧波平衡)、混合頻域和時(shí)域(電路包絡(luò))、電磁和混合數(shù)字域、頻域和時(shí)域(無(wú)線測(cè)試臺(tái))。這些模擬技術(shù)速度快、效率高，對(duì)仍然使用傳統(tǒng)時(shí)域模擬器的RFIC設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，他們?nèi)詰?yīng)非常關(guān)注這些模擬技術(shù)。
　　圖1中所示的直接轉(zhuǎn)換發(fā)射機(jī)由帶預(yù)定標(biāo)器的VCO組成，它生成差分模式的正交本振(LO)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)I和Q混頻器。與相對(duì)較低的功放器一樣，可調(diào)諧模擬基帶濾波器和放大器已經(jīng)包括在芯片上。

　　對(duì)這一設(shè)計(jì)流程，假設(shè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員已經(jīng)使用行為模型完成設(shè)計(jì)，并已經(jīng)把每個(gè)模塊的初步技術(shù)數(shù)據(jù)提交給RFIC設(shè)計(jì)人員。RFIC設(shè)計(jì)人員可能已經(jīng)有一個(gè)設(shè)計(jì)方案，其可能位于不同的制造流程中，在不同頻率范圍上運(yùn)行，輸出的功率過(guò)小或過(guò)高，或效率不夠高等。因此，我們將假設(shè)設(shè)計(jì)人員先把設(shè)計(jì)中的每個(gè)模塊轉(zhuǎn)換成目標(biāo)制造流程。必需調(diào)節(jié)每個(gè)模塊的設(shè)計(jì) (主要是偏置電壓、電流和器件尺寸)，以獲得基本功能。然后可能需要進(jìn)一步調(diào)查和設(shè)計(jì)，保證其達(dá)到要求的性能水平，并"探索設(shè)計(jì)空間"，看

能不能以更低的成本(功耗、區(qū)域等)實(shí)現(xiàn)更好的性能。
　　為改善效率，在初步設(shè)計(jì)流程中使用的EDA工具應(yīng)使得設(shè)計(jì)人員能夠簡(jiǎn)便地掃描、調(diào)諧或優(yōu)化直接影響電路重要響應(yīng)的參數(shù)，這一點(diǎn)非常重要。此外，工具還應(yīng)使得設(shè)計(jì)人員能夠清楚靈活地查看模擬結(jié)果，并能夠獲得信息，清楚地存檔結(jié)果。
　　在模塊由少量正弦信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以從頻域頻譜中直接計(jì)算發(fā)射機(jī)電路模塊感興趣的絕大部分響應(yīng)。因此使用頻域模擬工具，其前提是它們能夠處理電路的復(fù)雜性，我們將在本文中演示頻域工具能夠解算復(fù)雜程度超出想象的電路。頻域模擬器具有額外的優(yōu)勢(shì)，它們可以直接處理頻域模型和測(cè)得的數(shù)據(jù)，而不需生成某些集總等效電路。
　　為在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中模擬復(fù)雜的被調(diào)制信號(hào)(如WLAN、WCDMA)，您需要的不僅僅是頻域模擬。這是因?yàn)轭l域模擬太過(guò)于針對(duì)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，而復(fù)雜的被調(diào)制信號(hào)會(huì)隨著時(shí)間隨機(jī)變化。我們將介紹模擬這些被調(diào)制信號(hào)的多種不同方式。

　　在VCO設(shè)計(jì)中應(yīng)用頻域模擬
　　VCO設(shè)計(jì)的兩個(gè)初始重要特點(diǎn)決定著可調(diào)諧諧振器的諧振頻率范圍及電路是否振蕩。您可以從諧振電路開始（包括變?nèi)?a target="_blank">二極管和代替線圈的理想電感器），運(yùn)行頻域S參數(shù)模擬，并作為參數(shù)掃描諧調(diào)電路，將提供諧振器調(diào)諧范圍。而調(diào)節(jié)電感值和/或變?nèi)荻O管的尺寸應(yīng)使您能夠設(shè)置諧振器的調(diào)諧范圍。一旦諧振器在希望的調(diào)諧范圍內(nèi)工作，應(yīng)使用額定電感相同的平面螺線管代替理想的電感器 (Helic的VeloceRF為合成希望值的螺旋電感器提供了工具) 。可以使用平面電磁解算工具，模擬螺旋電感器，生成準(zhǔn)確的可以用于所有VCO后續(xù)模擬中的頻域模型。圖2是測(cè)試諧振器調(diào)諧范圍的模擬設(shè)置。圖3是諧振器頻響和調(diào)諧范圍，其中作為參數(shù)掃描調(diào)諧電壓。

　　如果VCO不振蕩會(huì)怎么樣呢？您怎樣使用工具、確定原因及怎樣解決問(wèn)題？一半的VCO設(shè)計(jì)與諧振器有關(guān)，而另一半則與有源電路有關(guān)，有源電路在某個(gè)頻率范圍內(nèi)生成負(fù)電阻，其足夠大，可以克服諧振器中的損耗。如果模擬器表明VCO沒(méi)有振蕩，您可以去掉諧振器，換上測(cè)試信號(hào)，相對(duì)于頻率和/或幅度掃描信號(hào)，使用它確定給諧振器帶來(lái)的阻抗。如果這個(gè)阻抗的實(shí)數(shù)部分不為負(fù)，或者幅度太小，那么可以試著調(diào)節(jié)偏置電流和器件尺寸等部分，直到滿足振蕩條件。
　　VCO一旦運(yùn)行，檢驗(yàn)其是否在連接到預(yù)定標(biāo)器上時(shí)還能在希望的頻率范圍內(nèi)不斷振蕩就非常重要。圖4表明在由VCO驅(qū)動(dòng)時(shí)相對(duì)于調(diào)諧電壓的預(yù)定標(biāo)器的輸出。

　　檢驗(yàn)VCO/預(yù)定標(biāo)器組合在溫度和制造流程變化的情況下的工作狀況。為執(zhí)行這些模擬，您需要一個(gè)工具，簡(jiǎn)便地解算VCO和預(yù)定標(biāo)器相對(duì)于掃描參數(shù)的運(yùn)行情況。頻域模擬器(在解算預(yù)定標(biāo)器時(shí)給定生成瞬變的初始推測(cè))特別適合這類掃描模擬，您希望獲得電路相對(duì)于某個(gè)參數(shù)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。這是因?yàn)樵谶\(yùn)行參數(shù)掃描時(shí)，頻域模擬器對(duì)掃描參數(shù)值n-1使用電路的解算結(jié)果，作為使用掃描參數(shù)值n解算電路的初始推測(cè)。只要電路的響應(yīng)相對(duì)于掃描參數(shù)變化得不是太快，那么可以迅速簡(jiǎn)便地找到解算結(jié)果。
　　對(duì)混頻器設(shè)計(jì)應(yīng)用頻域模擬
　　在直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，混頻器通常用來(lái)把信號(hào)從RF轉(zhuǎn)換到基帶(在接收機(jī)中)或從基帶轉(zhuǎn)換到RF (在發(fā)射機(jī)中)。可以從輸入和輸出信號(hào)的穩(wěn)態(tài)頻域頻譜中，直接計(jì)算出混頻器技術(shù)數(shù)據(jù)，如變頻增益和IP3 (三階截獲點(diǎn))。如果使用純時(shí)域模擬器(如SPICE)，那么輸出頻率與輸入頻率之比越大(這個(gè)比率對(duì)直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)會(huì)特別大，因?yàn)榛鶐Э拷麯C)，要求的模擬時(shí)間越長(zhǎng)。這是因?yàn)樵谑褂脮r(shí)域模擬器時(shí)，必須使用足夠小的時(shí)間步進(jìn)，對(duì)RF及其諧波取樣，并使用足夠長(zhǎng)的結(jié)束時(shí)間，捕獲整個(gè)周期中頻率的信號(hào)。頻域模擬器沒(méi)有這個(gè)頻