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OptiSPICE 5.2新功能介绍
时间:2017-01-10 22:19来源:讯技光电作者: 技术部点击:打印
OptiSPICE是第一个电路设计软件,来分析集成电路。其中包括光学和电子元件的相互作用。它允许设计和仿真晶体管级的光电电路,从激光器驱动电路到阻抗放大器、光互联和电子均衡器。
 
OptiSPICE 5.2的关键特征
 
OptiSPICE 5.2包含了一些增强的功能,如新模型和器件,改善了模拟器性能和后处理的特性以及主要文档更新。主要新特性包括:
 
分别添加线性网络元件(LNET)和光学S参数(OPTAMPM)模型到电子和光学库。这些新模型作为电子和光学器件(例如滤波器和放大器)将为用户提供更大的灵活性来构建散射矩阵模型(精简模型)。
添加一些新器件连接到LNET和OPTAMPM模型;包括一个通用2端口网络元件,一个电子滤波器元件以及OptiBPM和光学S参数的多端口元件。
增加多层滤波器和传输线模型,以便设计和描述Si(载流子耗尽)和LiNbO3(泡克耳斯效应)行波(TW)调制器。
基于强大的Python脚本语言(用户现将能够执行自定义的数据,处理后的仿真结果可以从任意数量的样本中获得,并且可以通过可用的Python二维和三维绘图实用程序来组织和显示结果)引入了一个新的数据后处理功能。
支持使用英特尔®内核库(MKL)的稀疏矩阵数学解算器允许支持多处理器
添加一个新的切趾函数到多层滤波模型
添加新的后模拟滤波函数到OptiSPICE波形查看器
对OptiSPICE文档套件进行了重大升级(包括一个新的OptiSPICE入门指南和一套完整修订的OptiSPICE教程)。
 
新器件和模型
线性网络元件模型:二端口网络,电子滤波器
已经将一个新的线性网络元件(LNET)模型添加到电子库。这种灵活的电子模型支持多种格式来定义自定义滤波函数(极点残数,零极点,传递函数,检验标准和基础滤波器-巴特沃斯,贝塞尔和切比雪夫)。
连接到LNET模型的两个新器件已经添加到电子库:一个普通的二端口网络元件(网络端口2个)和一个电子滤波器(电子滤波器)。
若需要更多的信息,请参见OptiSPICE模型库中的线性网络元件模型的技术背景。
演示这两个新器件的功能案例也可以在OptiSPICE 5.2的samples\Circuit examples\Electrical circuits\Linear Network Element中找到。
图1:电子滤波器装置 - 在本例中,电子滤波器设置为带有1.5GHz BW截止的一阶低通滤波器(贝塞尔滤波器形状)。白线和青绿线分别代表了滤波器的输入和输出。
图2:网络二端口器件 - 在这个例子中,基于极点残数格式(通过数据输入文件读取)来设置二端口网络器件。这个器件还支持零极点,传递函数和检验标准格式。青绿线和白线分别代表了滤波器的输入和输出
 
OPTAMPM模型:OptiBPM-2端口,OptiBPM-4端口,Optical SParam-2端口,Optical SParam-3端口(Cpl),Optical SParam-3端口(Spl),Optical SParam-4端口
已经将一个新的光学S参数(OPTAMPM)模型添加到光学库。用户现在可以从实验室测量和其他模拟平台(OptiBPM等等)中导入S参数数据。它支持基于检验标准或OptiSystem OptiBPM散射数据文件格式的输入文件,并且可用于模拟带有n个输入端口和m个输出端口的任意器件。
链接到OPTAMPM模型的几个新器件已经添加到光学库。其中包括2端口和4端口器件来模拟从OptiBPM(OptiBPM-2端口和OptiBPM-4端口)和多端口光学S参数器件导入散射数据,模拟从外部测量或模拟器件导入散射数据(Optical SParam-2端口,Optical SParam-3端口(Cpl),Optical SParam-3端口(Spl)和Optical SParam-4端口)。
图3:OptiBPM的S-参数器件 - 在这个例子中,散射数据信息是从一个5端口星形耦合器(1输入;4输出)的OptiBPM模拟器中导入。二维图显示了四个输出端口的输出功率是波长函数。
若需要进一步的信息,请参阅OptiSPICE模型库中OptAmpM模型的技术背景
实例电路演示了新光学S参数特性的功能,可以在OptiSPICE 5.2 samples\Device examples\Optical\Optical S Parameters(OptAmp)中找到。
 
图4:Optical SParam 4端口-在这个例子中,Optical SParam-4端口器件用于模拟环型谐振腔上臂和下臂的十字耦合器。Optical Sparam耦合器的散射数据从一个检验标准文件中获得,并且将不同耦合系数作为波长函数进行设置。波长扫描结果显示了谐振点,配置了一个标准的X耦合器(固定的耦合系数-红线)的环型谐振腔和配置了新S参数器件(不同耦合系数-黑线)的环型谐振腔。正如所料,由于变化的耦合系数,谐振腔的Q因子随黑色波长曲线变化。
 
Si(载流子耗尽)和LiNbO3(泡克耳斯效应)行波(TW)调制器器件
我们已经加强了多层滤波器和传输线模型来允许设计和描述Si(载流子耗尽)和LiNbO3(泡克耳斯效应)行波(TW)调制器。将这些新器件设计成可以随时可用的支电路,而且可以在光电库(TW调制器-Si和TW调制器-LiNbO3)中找到。
实例电路也将包含在这个版本,并且位于OptiSPICE 5.2 samples\Circuit examples\Optoelectronic circuits\External modulators(在文件夹“TW MZM LiNbO3”&“TW MZM Si 载流子耗尽”)
 
图5:TW调制器-Si-此案例演示了实现一个Si MZ调制器(耗尽型)的行波。传输线分为100段。每个部分都与在多层滤波模型(100层)中的一层相连。上图(输出是青绿色)显示了电压的输入和输出波形,下图显示了光学信号输出
 
其他的产品改进
Python 后处理
我们介绍了一个新的数据后处理功能,基于强大的Python脚本语言。用户可以执行自定义的数据后处理,从任意数量样本中获得的模拟结果,也可以通过Python-enabled 二维和三维绘图实用程序整理和显示结果。
设置和了解OptiSPICE 5.2新的锚点特性,请参见OptiSPICE Python后处理(OptiSPICE Python Post Processing)用户指南帮助/帮助文档。
我们还包含了几个模板设计,包括现成的Python脚本文件(参见OptiSPICE 5.2Samples\Python script examples和OptiSPICE 5.2Samples\Tutorials\Advanced\Python Post Processing)。
图6:Python后处理1-完成模拟之后,用户可以有选择地调用一个用户自定义的Python脚本,将访问任何激活的数据端口,操作数据并创建一个不同的二维和3三维视图。这个例子显示了时域模拟的眼图结果,经过一个Python脚本进行后处理,并使用Python二维绘图工具显示
 
图7:Python后处理2-Python后处理工具包括在不同格式中访问信号数据的能力,执行操作例如FFT算法,并且使用自定义画图设计显示数据。在这个例子中,在两个调制波长通道执行一个滤波操作(通过环型谐振腔)。Python图操作中结果显示了包括时域和频域的数据。
 
 
多层滤波模型的切趾函数
 
我们已经添加了一个新多层滤波模型的切趾函数。用户现在可以将切趾法轮廓(高斯,cos)应用于周期性结构,例如布拉格光栅。为得到进一步的信息,请参见OptiSPICE模型库(MULTILAYERFILTER(波导)模型)
 
图8:切趾法 - 将高斯切趾法剖面(青绿线)的例子应用于有3000层的高低折射率布拉格滤波器。
 
英特尔®内核库(MKL)稀疏矩阵数学解算器
 
我们引入了支持英特尔®内核库(MKL)稀疏矩阵的数学解算器,允许支持多处理器。相比UMFPACK稀疏矩阵解算器,这个可选的特性可以提高2-3倍的速度。
 
OptiSPICE波形查看器结果滤波
 
我们已经将一个新的后模拟滤波函数添加到OptiSPICE波形查看器。这个新特性将允许用户快速搜索特定的探测数据或数据类型。为了得到进一步关于如何将滤波应用到模拟结果的信息,请参见OptiSPICE波形查看器用户指南。
图9:波形查看器的滤波结果 - 在这个示例中,通过直接在搜索框输入“电压”,输出数据经过过滤后仅显示电压探测结果。同样,探测器数据仅可以显示“电子”,“光学”和“电流”。也可以通过输入探测器的确切名字,只有探测器有关的数据才可以显示出来(例如“ic_x2”只会显示ic_x2.q1和ic_x2.q2)。请参见OptiSPICE波形查看器用户指南进一步的细节关于如何将滤波应用到模拟结果。
 
文档和案例更新
 
我们已经完成了一个OptiSPICE文档套件的重要更新。包括以下更新:
将OptiSPICE元件和模型库分成两个独立的文档:OptiSPICE元件库和OptiSPICE模型库
已经完全修改了OptiSPICE入门指南,来帮助新用户快速了解在OptiSPICE中如何设置,运行和分析电路设计。当在OptiSPICE中进行设计和模拟电路时,我们还添加了一个新用户提示部分,提供指导来处理可能发生的常见问题。
已经完成修改了OptiSPICE教程指南。创建了新专用教程来为用户逐步提供方法来学习核心和高级功能,包括OptiSPICE。这些包括了OptiSPICE教程-基本,OptiSPICE教程-先进,OptiSPICE教程-电路
我们引入了一个新指南致力于Python后处理功能(OptiSPICE Python后处理),以帮助用户利用Python脚本语言的大连可用的功能 
我们也重新整理了案例文件夹:
创建新建文件夹来更好地与源文件文档匹配,尤其是已经将新建文件夹添加到OptiSPICE入门指南(OptiSPICE 5.2 samples\Getting started)链接的例子,OptiSPICE教程-基本(OptiSPICE 5.2 samples\Tutorials\Basic),OptiSPICE教程-先进(OptiSPICE 5.2 samples\Tutorials\Advanced)和OptiSPICE Python后处理(OptiSPICE 5.2 samples\Python script examples)
当开始一个新项目时,已经重新组过的电路例子和器件示例文件夹允许用户更快地找到参考设计。现在电路示例文件夹包含电路的专用文件夹,光学电路和光电回路。
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