如何將Hspice資料轉進MATLAB計算

finster

不好意思,昨天一時眼花沒看清楚單位,把Fin的KHz看成MHz,sorry....
/ [' j; H/ d- N+ X# n0 U$ x# Q所以才會說你的取樣頻率和輸入信號頻率非常地接近,這是我這方面的缺失
* R, \9 ~/ Y: b, b$ _# w* A6 s4 |
3 z2 I* D$ p4 S/ `+ u+ D+ d至於FFT取樣點的問題,我之前是作88MHz,10-bit dual channel DAC,我之前有比較過FFT取樣2048點和4096點,甚至是8192點的差別,結果誠如我前面所言,MATLAB跑出來的結果只有小數點後面3位-5位之後才有差異,前面的數值都是一樣的,所以我才會說一般取到1024點或者2048點就已經非常足夠了
+ B- L8 B2 k/ V& Q8 [. K) K而且,用SPICE跑模擬從2048點到4096點的時間非常地久,所增加的時間可能不只一倍,而是數倍,可是從MATLAB所計算出來的卻是差異不大,故而,如果paper提供到這麼大的取樣點,那就跑吧,只不過,時間會非常地久,印象中,我之前跑2048點的SPICE模擬DAC大概需要5-7天,而取樣到4096點大概就增加到接近三週的時間,這,純是個人以前的小小經驗,如果是ADC的話,那會更久
! O' [. H2 S8 j! o3 H8 M
* a  p7 Z) z4 ?1 V3 @至於另外個問題,我的回答是,對的
但,要先把一些參數改成你們自己的規格才行

monkeybad

我補充一下
+ f' v/ M; f- o' `$ w( o/ j緣緣網友應該是在作over-sampling的ADC 跟Finster作的架構不太一樣
video DAC or ADC 跟Finster講的一樣 取樣1024以上其實模擬結果就差不多了
至少我模擬起來也是這樣
$ b' y/ e8 A; F9 t2 }) U9 a' g而over-sampling的架構 顧名思義 就是以超取樣來提高SNR 藉以換取高解析度的ADC
所以我想取樣點很多應該是正常的吧

緣緣

再次謝謝finster副版主的詳細解說與monkeybad版主的指導。
說來好笑，我本身出了一個小烏龍，我從11/13回帖後，就一直期待finster副版主的回復，所以我幾乎每天都上論壇來看看有沒有新消息，可是我連續等了好幾天，直到今日(11/26)，我才突然發現finster副版主早於我回帖的隔天11/14回我消息，以至於我沒有第一時間答謝finster副版主的指導，真有點不好意思。
說來慚愧，我沒有注意到我的帖子已經有第2頁，直到今天才發現，真有點啼笑皆非。
  ~9 ~, Q; ?" E/ J在此，根據finster的指導，我會再試試，有什麼新問題，再向你請教。
此外，回答monkeybad版主的問題：我的確作的是over-sampling的ADC，所以， 才需要取樣到32k points那麼多吧，畢竟我也希望取點取少一點作計算，可是又怕算出來不準確，我想，我應該會比較一下1024點與32K點的差異，如果差異不大，或許我就可以將點數減少來計算。   
* B, H# l1 b5 L* r9 S/ d( h∼謝謝！∼

緣緣

請問finster副版主:
我依照你提供的程式，修改成我的規格後，程式修改如下：
% --------------The number of FFT -------------
fin=5;% *KHz
1 }: ~, J- u, H9 Wfs=5120; % *KHz
3 T& c3 Y2 P6 j: lcycle=1; % cycle = 2^N ; N = 0~5
M=round(cycle*fs/fin);
# W1 W5 p! M5 G$ D0 H% |  \% --------------Load the binary code -------------
load sdm_out.txt -ascii
+ h- ^8 l- z. W( d1 ?start = 1;
step  = 1;
% I' U% v- |7 I%ADC
# z: i3 O* O& m; v; Ux=sdm_out(start:step:M);
5 N/ C  g' \- l  i4 B% m5 V) G8 g$ i% --------------Using minimum 4-term Blackman-harris Windows -------------
; R3 E( J  w7 A. u: D. U0 Zptst = 1;
ptfi = M;
! V; x- C$ F3 b1 L0 }/ f9 epts = M;
" ?; W  y- e) |1 nnb=1:1ts;
kb=0.355768-0.487396*cos(2*pi*nb/(pts))+0.144232*cos(4*pi*nb/(pts))-0.012604*cos(6*pi*nb/(pts));
% B* r$ y% U* E9 n' mwin_gain=sum(kb)/pts;
0 N  P0 ^; @  Y/ v9 C5 qkb=kb/win_gain;
% --------------- Calculated fft --------------------------
6 @" c2 {0 E1 ^% x. nyb=kb.*x(ptsttfi);
( t: d& ]$ T  F, w$ d) kyk=fft(yb);
fft_no=length(yk);
8 u7 S: {* ^  [8 _/ xf=fs*(0:fft_no-1)/fft_no;
8 E$ \8 N# H! r& {9 N8 u& |: XPyy=yk.*conj(yk)/((fft_no/2)^2);
* P9 e) M4 K( |" v1 V; L% ---------- Calculate THD ----------------------------
j=1;
. }! }8 O3 b" l; L& Pfor i=1:1fft_no/2)
6 j( ]/ g7 @* A$ j# j" R* f4 a/ b    if (f(i) == (fi*j))  
3 L" o- s+ y0 A" ^$ S        HD(j)=Pyy(i);     %% find all harmonic distortion components
        j=j+1;
    end
2 O  O- @( Y% w) `4 Wend
6 E) J* w3 i% c( A' u3 K) ?0 b8 uP_hd=sum(HD(2:9));
# @; p1 [# f! s- ?  E" W! HTHD =10*log10(P_hd/HD(1));  %% HD(1) is fundamental signal;
: _4 M- r% a- O8 @) i) ]fprintf('THD = %g dB\n',THD);
% ---------- Calculate SNR ----------------------------
fundamen_dB=max(10*log10(Pyy(1:fft_no/2)));
2 i& @4 I! m; E* i0 Tfundamen_no=find(10*log10(Pyy(1:fft_no/2))==fundamen_dB);
* b: H4 R  V$ _, ^! @/ dspan=max(round(fft_no/200),5);
P_sig=sum(Pyy(fundamen_no-span:fundamen_no+span));
P_noise=sum(Pyy(1:fft_no/2))-P_sig-P_hd;
P_noise_hd=sum(Pyy(1:fft_no/2))-P_sig;
( k+ z0 k1 K+ _SNR=10*log10(P_sig/P_noise);
/ s/ \2 W* K9 r. @0 _7 q+ ZSNDR=10*log10(P_sig/P_noise_hd);
fprintf('SNR = %g dB\n',SNR);
fprintf('SNDR = %g dB\n',SNDR);

藍色字體部分為我新增的程式，當我run到紅色字體部分，matlab顯示以下訊息：
??? Error using ==> times
1 |5 w- o  ?  F  [) E8 F. YMatrix dimensions must agree.

! Z4 I6 m5 ~4 J$ R  CError in ==> sndrtest at 21
yb=kb.*x(ptsttfi);
2 K0 ^8 i7 V( v9 c# B  }! `
' H/ g9 j2 ]9 U7 e2 N因x函數是我自行定義的，可否幫我看看要如何修改？
另外，在程式底下的藍色字體部分，是我增加對SNDR的計算式，不知有沒有錯？
6 F3 g# _- Y1 b除了以上兩點外，全部程式中有沒有哪裡有問題，也請幫我看看。
' ], |* v% N9 i. e7 D附件是我取1024點得到的SDM digital code，我是由第2 個clock開始抓輸出資料，我的測試條件為：Fin=5k,Fs=5.12M。
, E4 M6 g  A4 l7 x+ w& @7 C+ D% |以上麻煩finster副版主賜教。

finster

我看了一下你的MATLAB程式,發覺到有一個地方有問題
那就是你設ptst和ptfi是同一個值是不對的
+ B' V% j/ H# j$ iptst是計算fft開始的值
8 Y& U& A" D0 s0 e3 z而ptfi則是計算fft的range,如8~519,total則為512點
故而你在執行MATLAB程式時就會出現錯誤
4 J; t# |# c9 n, r, Q
我看了一下你的MATLAB程式,基本上沒有多大問題
$ C* i4 H  r& O' S& [3 t; w  D不過,要小心計算THD的值和範圍
因為有不少人問過我為什麼在這個地方會出現錯誤,而當我看到他們的錯誤訊息時,便會發覺到他們的取様範圍太少,以致會計算不到第9個harmonic distortion components而出現錯誤

6 `' T% ?1 u$ w6 c8 k最後,計算noise有好幾種定義方式
" `% D& N: a. s. i( s原本我所寫的程式有兩種計算SNR,SFDR的計算式,後來,經過我們內部討論的結果只用我給你的那一種計算方式,因為那個方式比較合理
5 C+ @/ M9 Q* m我個人覺得計算noise的方式,只要能夠說服的了別人,同時也能夠提出合理的解釋即可
" I% R' ?2 D; [3 s$ W因為目前在計算noise上並沒有很統一的說詞,故而,只要解釋的合理即可

緣緣

感謝finster的解說，我解釋一下你的回復，我程式中ptst是設1，但我的ptfi是設ptfi=M=round(cycle*fs/fin)=1024，所以並不是同樣數值，取1024是因為我有1024筆資料，還是說我這樣的寫法不對？
因為我希望計算的點數為32k，所以先以1024(1k)的點數來試著計算看看，如果沒問題再計算32k點。
我想我程式的問題在於x函數是我自行定義的，可能有錯，可否再幫我看看要如何修改？
謝謝！

finster

我想,你可能有點誤解了我的意思了
我列出我當初寫ptst和ptfi的式子關係式
ptst=2^3;          % calculated fft of start point
pts=2^9;           % calculated fft of end point
. |; _1 p- V  N6 Mptfi=ptst+pts-1;   % calculated fft range: 8 ~ 519, total: 512 point
因為我們不是從第一點就取來作fft運算,故而在設ptfi時,它的值是取(2^N)再加上從第幾個cysle值所取的值
如此一來才能夠取到足夠運算fft的值
8 d& S7 ^! [1 I1 L7 Z/ r2 d
/ [4 R4 h& ?* c' @- C" ~. r( e) p另外,還有一點,x陣列的值要比ptfi的值大,或者等同於此值
/ o1 w* P. m$ ?; P) ]9 H$ R2 Z如果你的x陣列內的值沒有到達ptfi,那MATLAB就會判斷出錯誤

如果對於要設的參數仍有問題
0 D( A/ [& D1 U; g1 l! B. s) m, N我可以把我最原始的程式寄給你參考

% K) N/ h6 g. G; b6 p  k[ 本帖最後由 finster 於 2007-12-2 09:43 PM 編輯 ]

緣緣

謝謝finster的指導，我試著把你的方法帶入程式驗證，matlab仍然出現:
! f4 g- J  n6 O: @; W8 x2 k??? Error using ==> times
# B& K' y# Q- b& T. {% W( \Matrix dimensions must agree.
% \7 r2 J" t" S) E9 p
4 K. {; G: y# d3 e+ T# AError in ==> sndrtest at 26
  |& ]3 x4 P- Cyb=kb.*x(ptst:ptfi);
那麼，就麻煩finster把你原始的程式寄給我參考，另外，可否附上hspice轉出來的digital code，我好方便作個比對。
  P2 s+ X7 r8 u7 |∼感激不盡∼
* S$ y6 t  Q4 S6 C. s% {9 Hps.我的E-mail address我會以短消息傳給你，謝謝！

liuyj610

很有用啊，谢谢各位的指导，特别是finster太强了，对了，你能不能给我们多介绍一下关于整个ADC，DAC的设计流程与方法啊？
. y' C1 o8 l+ I; M/ }特别是仿真方法（从用matlab系统仿真到fft仿真分析。。。）

winnie22

請問一下
如果要在HSPICE模擬ADC的INL及DNL的流程及作法??
因為沒有MATLAB請問HPICE可以直接做嗎??

( }: t' v: ~* `2 V8 r請各位做過ADC的高手幫忙回覆..

finster

基本上作ADC,DAC的模擬,還是以HSPICE為首選建議的模擬軟體
至於用spectre,h-sim,matlab....等,均可對ADC,DAC作模擬
但,在業界,個人的建議是,還是要跑HSPICE會比較保險
至於INL,DNL,SFDR,SNR....等,基本上很難直接用HSPICE跑出來,因為有些計算式子在HSPICE中要撰寫出來很麻煩(用.measure指令來作計算),我曾經嘗試過,但最後不得不放棄,因為有些計算真的很麻煩,而且用MATLAB很快便可達到計算
一般都是把HSPICE模擬出來的數值帶到MATLAB中去作計算會比較簡易
. f& X1 _/ [" m/ p. P# P2 s/ H而如果沒有MATLAB,也可以用C來作數學運算,不過,印象中C沒有FFT的計算函式,所以,可能會需要一些額外的撰寫FFT運算程式才行

盧志良

請問一下:我想把hspice模擬出來的波形,放到matlab裡面做比較,請問要怎麼操作呢?
6 A* Y' E8 X. c% I- V" ^( n# w4 |                請各位了解的高手幫忙,謝謝.

緣緣

請問你是要將hspice模擬出來的波形，然後用Matlab叫出來比較呢？
; k( L# F/ N) J還是要將hspice模擬出來的數據，然後使用matlab做分析?

盧志良

目前我是要將hspice模擬出來的波形,然後用matlab叫出來做比較,請問這要怎麼弄呢?

盧志良

另外,也要將hspice模擬出來的數據,丟到matlab裡面做比較分析
/ a0 `: d0 o1 Q& {請各位高手幫忙,謝謝.

緣緣

志良你好：
如果你是要將hspice的波形用matlab叫出來比較，你可以去Matlab網站下載hspice toolbox來用，至於用法，我之前有在網路上搜尋到hspice toolbox的英文及簡體的說明檔，我另外自己也寫了一份繁體中文檔，我把他們全部置於附件中，供你參考，你看完說明檔後，應該就會用了，有問題再發問吧。
; |) d; L$ }$ [0 K7 z關於你的第二個問題，這說起來可能有點複雜，你可以看一下版面上我之前與版主及副版主的問與答內容，應該可以知道如何從hspice下指令得到所需的資料，matlab程式的寫法，可以去買有關matlab的書來看，到時有問題再發問了。希望對你有幫助。
& R) g* l$ ?5 C7 f' Q* E
[ 本帖最後由 緣緣 於 2008-4-28 05:48 PM 編輯 ]

盧志良

請問一下,第一個問題我看完附件後,第三個步驟還是不太懂,是要先把hspice的波形檔放到hspice toolbox裡面嗎?那在matlab裡要怎樣叫出波形檔呢?

緣緣

1.首先你跑完hspice會產生一個*.tr0的檔案。
, ?  r4 i4 i  r  g2.然後開啟matlab軟體。
3.從matlab的工具列會有一行current directory設定你hspice *.tr0檔案的存放路徑，或是把檔案copy到你現在matlab工作的路徑。
4.在matlab的命令執行列執行X=loadsig('xxx.tr0')指令(說明檔裡面都有);  載入波形檔xxx.tr0到結構x中。
' |) y* s9 l5 e( d5.再執行說明檔中相關指令，即可看到你所想看的各點波形。

盧志良

請問結構x是什麼意思呢?
  i: D1 ?* W6 I# B; A
4 k! s( h4 e0 }( Verror in hs_allocate_sf: unexpected values in block1 header
$ _! Y) e, W% ~3 A3 R# B+ J: N??? One or more output arguments not assigned during call to 'loadsig'.
1 r, q. B/ s. f/ J4 D這是怎樣的錯誤呢?

緣緣

首先x結構類似數學中的X函數，只是將loadsig('xxx.tr0')的指令指向X函數，你也可以用y,z....，此種寫法類似C語言的寫法。
( \5 `& I" [" ^& W% h+ J  E5 |第二個問題好像是你的電路輸出節點有重複或是你的*.tr0檔案有問題，這我就沒遇過了，你可能要自己查一下。