(57)【要約】【課題】利得や位相に関する被測定回路の周波数特性をシミュレーションする方法を提供する。【解決手段】回路シミュレータによる時間ベースの過渡解析（Ｓ１）には、被シミュレーション回路の機能記述（ＦＤ１）の他に、周波数特性計算回路の機能記述（ＦＤ２）が利用される。周波数特性計算回路の機能記述は、回路シミュレータによる過渡解析において、その時間軸上で、所定の振幅を持ち周波数が変化される周期信号の周波数と前記周期信号を入力信号とする被測定回路の出力信号とを求める処理と、前記周期信号と前記出力信号とから前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方の周波数特性を求める処理と、を実現する。その処理により、例えば横軸を周波数、縦軸を利得又は位相にとった周波数特性を得ることが可能になる。【選択図】　　　　図１
2004062288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間軸上で、所定の振幅を持ち周波数が変化される周期信号の周波数と、前記周期信号を入力信号とする被測定回路の出力信号とを求める処理と、
前記周期信号と前記出力信号とから前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方の周波数特性を求める処理と、を含むことを特徴とするシミュレーション方法。
【請求項２】
所定の振幅を持ち周波数が変化されるサイン波信号を所定の時間刻みで生成する処理と、
前記サイン波信号の周波数を所定の時間刻みでモニタする処理と、
前記サイン波信号を被測定回路の入力信号として当該被測定回路の出力信号を所定の時間刻みで求める処理と、
前記出力信号と前記サイン波信号とに基づいて、前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方を所定の時間刻みで演算する処理と、
所定の時間刻みによる時間を共通要素として前記演算された利得及び位相の双方又は一方と前記モニタした周波数との対応を取得する処理と、を含むことを特徴とするシミュレーション方法。
【請求項３】
所定の時間刻みで前記サイン波信号と同じ周波数及び振幅を持つコサイン波波信号を生成する処理を更に含み、前記コサイン波信号は前記演算する処理に用いられることを特徴とする請求項２記載のシミュレーション方法。
【請求項４】
前記演算する処理は、前記出力信号とサイン波信号との乗算処理と、前記出力信号とコサイン波信号との乗算処理と、双方の乗算結果に対してローパスフィルタ処理にて周波数成分を除去して、位相成分と振幅成分を抽出する処理と、抽出された振幅成分から前記利得を演算する処理と、抽出された位相成分から前記位相を演算する処理と、を含むことを特徴とする請求項３記載のシミュレーション方法。
【請求項５】
所定の振幅を持ち周波数が変化されるサイン波信号を所定の時間刻みで発生する処理と、
所定の時間刻みで前記サイン波信号と同じ周波数及び振幅を持つコサイン波信号を生成する処理と、
前記周波数を所定の時間刻みでモニタする処理と、
前記サイン波信号を被測定回路の入力信号として当該被測定回路の出力信号を所定の時間刻みで求める処理と、
前記コサイン波信号を被測定回路の入力信号として当該被測定回路の出力信号を時間軸上で求める処理と、
前記出力信号、前記サイン波信号及び前記コサイン波信号に基づいて、前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方を所定の時間刻みで演算する処理と、
所定の時間刻みによる時間を共通要素として前記演算された利得及び位相の双方又は一方と前記モニタした周波数との対応を取得する処理と、を含むことを特徴とするシミュレーション方法。
【請求項６】
前記演算する処理は、前記サイン波入力信号に応答する出力信号とサイン波信号との第１乗算処理と、前記サイン波入力信号に応答する前記出力信号とコサイン波信号との第２乗算処理と、前記コサイン波入力信号に応答する前記出力信号とコサイン波信号との第３乗算処理と、前記コサイン波入力信号に応答する前記出力信号とサイン波信号との第４乗算処理と、前記第１乃至第４乗算結果に対する加算演算に基づいて周波数成分を除去して、位相成分と振幅成分を抽出する処理と、抽出された振幅成分から前記利得を演算する処理と、抽出された位相成分から前記位相を演算する処理と、を含むことを特徴とする請求項５記載のシミュレーション方法。
【請求項７】
被測定回路の周波数解析を行なうシミュレーションプログラムをコンピュータ読取り可能に記録した記録媒体であって、前記シミュレーションプログラムは、
時間軸上で、所定の振幅を持ち周波数が変化される周期信号の周波数と、前記周期信号を入力信号とする被測定回路の出力信号とを求める処理と、
前記周期信号と前記出力信号とから前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方の周波数特性を求める処理とを実行可能にする、ことを特徴とする記録媒体。
【請求項８】
シミュレーションプログラムをコンピュータ読取り可能に記録した記録媒体であって、前記シミュレーションプログラムは、
所定の振幅を持ち周波数が変化されるサイン波信号を生成する処理と、
前記サイン波信号の周波数をモニタする処理と、
前記サイン波信号を被測定回路の入力信号として当該被測定回路の出力信号を求める処理と、
前記出力信号と前記サイン波信号とに基づいて、前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方を演算する処理と、
シミュレーションの時間軸を共通要素として前記演算された利得及び位相の双方又は一方と前記モニタした周波数との対応を取得する処理とを実行可能にする、ことを特徴とする記録媒体。
【請求項９】
シミュレーションプログラムをコンピュータ読取り可能に記録した記録媒体であって、前記シミュレーションプログラムは、
所定の振幅を持ち周波数が変化されるサイン波信号を生成する処理と、
前記サイン波信号と同じ周波数及び振幅を持つコサイン波信号を生成する処理と、
前記周波数をモニタする処理と、
前記サイン波信号を被測定回路の入力信号として当該被測定回路の出力信号を求める処理と、
前記出力信号、前記サイン波信号及びコサイン波信号に基づいて、前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方を演算する処理と、
シミュレーションの時間軸を共通要素として前記演算された利得及び位相の双方又は一方と前記モニタした周波数との対応を取得する処理とを実行可能にする、ことを特徴とする記録媒体。
【請求項１０】
前記演算する処理は、前記出力信号とサイン波信号との乗算処理と、前記出力信号とコサイン波信号との乗算処理と、双方の乗算結果に対してローパスフィルタ処理にて周波数成分を除去して、位相成分と振幅成分を抽出する処理と、抽出された振幅成分から前記利得を演算する処理と、抽出された位相成分から前記位相を演算する処理と、を含むことを特徴とする請求項９記載の記録媒体。
【請求項１１】
シミュレーションプログラムをコンピュータ読取り可能に記録した記録媒体であって、前記シミュレーションプログラムは、
所定の振幅を持ち周波数が変化されるサイン波信号を生成する処理と、
前記サイン波信号と同じ周波数及び振幅を持つコサイン波波信号を発生する生成と、
前記周波数をモニタする処理と、
前記サイン波信号を被測定回路の入力信号として当該被測定回路の出力信号を求める処理と、
前記コサイン波信号を被測定回路の入力信号として当該被測定回路の出力信号を求める処理と、
前記出力信号、前記サイン波信号及び前記コサイン波信号に基づいて、前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方を演算する処理と、
シミュレーションの時間軸を共通要素として前記演算された利得及び位相の双方又は一方と前記モニタした周波数との対応を取得する処理とを実行可能にする、ことを特徴とする記録媒体。
【請求項１２】
前記演算する処理は、前記サイン波入力信号に応答する出力信号とサイン波信号との第１乗算処理と、前記サイン波入力信号に応答する前記出力信号とコサイン波信号との第２乗算処理と、前記コサイン波入力信号に応答する前記出力信号とコサイン波信号との第３乗算処理と、前記コサイン波入力信号に応答する前記出力信号とサイン波信号との第４乗算処理と、前記第１乃至第４乗算結果に対する加算演算に基づいて周波数成分を除去して、位相成分と振幅成分を抽出する処理と、抽出された振幅成分から前記利得を演算する処理と、抽出された位相成分から前記位相を演算する処理と、を含むことを特徴とする請求項１１記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定回路の周波数特性をシミュレーションする技術に関し、例えば非線形回路に対する周波数特性のシミュレーションに適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子回路のシミュレーション方法は、直流解析、小信号交流解析、及び過渡解析に大別されるが、従来、非線形回路の入力に対する出力の利得や位相に関する周波数特性を直接的にシミュレーションするのに有効な技術は見当たらない。このため、ＡＣ解析（小信号交流解析）で代用したり、ある周波数に固定して過渡解析を行なって出力波形をＤＦＴ（離散フーリエ変換）にかけたり、ハーモニックバランス法によってある周波数のスペクトラムを求めたり、という方法が考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＡＣ解析ではシミュレーションが線形化されてしまい、非線形性を含めたシミュレーションができなかった。要するに、実振幅と関係付けて利得や位相の周波数特性を得るのが難しい。ＤＦＴを用いたり周波数スペクトラムを求める手法は、時間領域や周波数領域との関係をある程度得られるが、やはり実振幅と関係付けて利得や位相の周波数特性を得るのは難しい。
【０００４】
本発明の目的は、入力に対する出力の利得や位相に関する周波数特性をシミュレーションする方法を提供することにある。
【０００５】
本発明の別の目的は、入力に対する出力の利得や位相に関する周波数特性のシミュレーションを容易化することにある。
【０００６】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【０００８】
〔１〕本発明に係るシミュレーション方法は、時間軸上で、所定の振幅を持ち周波数が変化される周期信号の周波数と前記周期信号を入力信号とする被測定回路の出力信号とを求める処理と、前記周期信号と前記出力信号とから前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方の周波数特性を求める処理と、を含む。前記周期信号及び出力信号は時間ベースのシミュレーションにおける時間軸を共有するから、被測定回路の入力信号である前記周期信号と出力信号より求められる利得及び位相もシミュレーションにおける時間軸を共有する。当該時間軸を共通要素とすることにより、入力信号に対する出力信号の利得及び位相の周波数特性が得られる。これにより、実振幅による回路の非線形性を含めた形でのシミュレーションができる。このため、今までできなかった非線形を持つ回路の周波数応答解析が可能となる。本発明は、非線形回路に限らず、線形回路であってもダイナミックレンジが足りないなどの目的から外れた特性であるか否かの解析等にも適用することができる。
【０００９】
〔２〕本発明に係るシミュレーション方法の更に具体的な一つの態様では、所定の振幅を持ち周波数が変化される周期信号例えばサイン波信号を所定の時間刻みで生成する処理と、前記サイン波信号の周波数を所定の時間刻みでモニタする処理と、前記サイン波信号を被測定回路の入力信号として当該被測定回路の出力信号を所定の時間刻みで求める処理と、前記出力信号と前記サイン波信号とに基づいて、前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方を所定の時間刻みで演算する処理と、所定の時間刻みによる時間を共通要素として前記演算された利得及び位相の双方又は一方と前記モニタした周波数との対応を取得する処理と、を含む。
【００１０】
本明細書においてサイン波とコサイン波は相互に位相が９０°ずれた関係を持つ三角関数波として位置付けられる。従って、サイン波をｓｉｎ（ω＊ｔ）とすればコサイン波はｃｏｓ（ω＊ｔ）となり、また、サイン波をｃｏｓ（ω＊ｔ−９０°）とすればコサイン波はｓｉｎ（ω＊ｔ＋９０°）となる。
【００１１】
更に具体的な態様として、所定の時間刻みで前記サイン波信号と同じ周波数及び振幅を持つコサイン波波信号を生成する処理を更に含み、前記コサイン波信号を前記演算する処理に用いる。このとき、前記演算する処理は、前記出力信号とサイン波信号との乗算処理と、前記出力信号とコサイン波信号との乗算処理と、双方の乗算結果に対してローパスフィルタ処理にて周波数成分を除去して、位相成分と振幅成分を抽出する処理と、抽出された振幅成分から前記利得を演算する処理と、抽出された位相成分から前記位相を演算する処理と、を含む。ローパスフィルタ処理では交流成分をカットするからカットオフ周波数が低くなり、フィルタ処理時間は比較的長くなる。
【００１２】
〔３〕本発明に係るシミュレーション方法の更に具体的な別の態様では、所定の振幅を持ち周波数が変化されるサイン波信号を所定の時間刻みで発生する処理と、所定の時間刻みで前記サイン波信号と同じ周波数及び振幅を持つコサイン波信号を生成する処理と、前記周波数を所定の時間刻みでモニタする処理と、前記サイン波信号を被測定回路の入力信号として当該被測定回路の出力信号を所定の時間刻みで求める処理と、前記コサイン波信号を被測定回路の入力信号として当該被測定回路の出力信号を時間軸上で求める処理と、前記出力信号、前記サイン波信号及び前記コサイン波信号に基づいて前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方を所定の時間刻みで演算する処理と、所定の時間刻みによる時間を共通要素として前記演算された利得及び位相の双方又は一方と前記モニタした周波数との対応を取得する処理と、を含む。この方法ではシミュレーションに同じ被測定回路を２個用いる。
【００１３】
このとき、前記演算する処理は、前記サイン波入力信号に応答する出力信号とサイン波信号との第１乗算処理と、前記サイン波入力信号に応答する前記出力信号とコサイン波信号との第２乗算処理と、前記コサイン波入力信号に応答する前記出力信号とコサイン波信号との第３乗算処理と、前記コサイン波入力信号に応答する前記出力信号とサイン波信号との第４乗算処理と、前記第１乃至第４乗算結果に対する加算演算に基づいて周波数成分を除去して、位相成分と振幅成分を抽出する処理と、抽出された振幅成分から前記利得を演算する処理と、抽出された位相成分から前記位相を演算する処理と、を含む。この方法では、理論的に前記ローパスフィルタ処理を要しない。高調波成分を無視できない場合にはフィルタ処理を行なってもよいが、その場合でもフィルタ処理時間は短くなる。
【００１４】
〔４〕本発明に係る記録媒体は上記シミュレーション方法を実現するシミュレーションプログラムをコンピュータ読取り可能に記録してある。前記シミュレーションプログラムは、例えば、時間軸上で、所定の振幅を持ち周波数が変化される周期信号の周波数と、前記周期信号を入力信号とする被測定回路の出力信号とを求める処理と、前記周期信号と前記出力信号とから前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方の周波数特性を求める処理とを実行可能にする。
【００１５】
この記録媒体によって前記シミュレーションプログラムを提供することにより、前記シミュレーション方法を容易に行なうことが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るシミュレーション方法を概念的に示すフローチャートである。回路シミュレータによる時間ベースの過渡解析Ｓ１には、被シミュレーション回路（被測定回路）の機能記述ＦＤ１の他に、周波数特性計算回路の機能記述ＦＤ２が利用される。機能記述ＦＤ１，ＦＤ２は回路シミュレータに固有の機能記述言語にて記述されている。周波数特性計算回路の機能記述ＦＤ２は、回路シミュレータによる過渡解析において、その時間軸上で、所定の振幅を持ち周波数が変化される周期信号の周波数と、前記周期信号を入力信号とする被測定回路の出力信号とを求める処理と、前記周期信号と前記出力信号とから前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方の周波数特性を求める処理と、を実現する。その処理により、例えば横軸を周波数、縦軸を利得又は位相にとった周波数特性のグラフがディスプレイＤＩＳＰに表示される。その表示波形は例えば前記周期信号の振幅毎に生成される。
【００１７】
図２には前記被シミュレーション回路の機能記述ＦＤ１と周波数特性計算回路の機能記述ＦＤ２とに基づいて回路シミュレータで模擬される構成が例示される。
【００１８】
ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：電圧制御発振器）制御電圧源１は周波数を段階的に可変させる制御を行う。その周波数信号は、周波数モニタ回路（ｆｒｅｑ−ｍｏｎ）２、サイン波信号発生器（ＶＣＯ−ｓｉｎ）３、コサイン波信号発生器（ＶＣＯ−ｃｏｓ）４に入力される。サイン波信号発生器（ＶＣＯ−ｓｉｎ）３とコサイン波信号発生器（ＶＣＯ−ｃｏｓ）４は、振幅ａと周波数が等しく、位相が９０°異なるサイン波信号例えばａ＊ｓｉｎ（ω＊ｔ）、コサイン波信号例えばａ＊ｃｏｓ（ω＊ｔ）を出力する。ｔは時間、ωは角周波数、＊は乗算記号である。周波数モニタ回路２は信号発生器３，４が生成する信号の周波数ｆを出力する。ｆはω／（２＊π）であり、πは円周率である。前記振幅ａは信号発生器３，４に対して可変である。
【００１９】
５、９、１０で示されるものはローパスフィルタ（ＬＰＦ）である。ローパスフィルタ９、１０は直流成分のみを抽出するためのフィルタであり、ローパスフィルタ５は前記ローパスフィルタ９、１０の動作と遅延時間を合わせるための遅延手段としてのフィルタである。
【００２０】
被シミュレーション回路（ＤＵＴ）６はサイン波信号ａ＊ｓｉｎ（ω＊ｔ）を入力とする。入力に対し、同一周波数成分の振幅がｂ、位相がφになったとすると、過渡解析では前記振幅ｂまたは利得ｂ／ａ、及び位相φを求めることになる。
【００２１】
掛け算回路７では被シミュレーション回路６の出力と前記サイン波信号ａ＊ｓｉｎ（ω＊ｔ）を掛け算する。掛け算器７の出力は、
ＯＵＴ７＝（−１／２）＊ａ＊ｂ＊（ｃｏｓ（２＊ω＊ｔ＋φ）−ｃｏｓφ）となる。この出力を前記ローパスフィルタ９を通すことにより交流成分がカットされ、直流成分（１／２）＊ａ＊ｂ＊ｃｏｓφが得られる。
【００２２】
掛け算器８は被シミュレーション回路６の出力とコサイン波信号ａ＊ｃｏｓ（ω＊ｔ）を掛け算する。掛け算器８の出力は、
ＯＵＴ８＝（１／２）＊ａ＊ｂ＊（ｓｉｎ（２＊ω＊ｔ＋φ）＋ｓｉｎφ）となる。この出力を前記ローパスフィルタ１０を通すことにより交流成分がカットされ、直流成分（１／２）＊ａ＊ｂ＊ｓｉｎφが得られる。
【００２３】
２倍回路１１、１２は上記ローパスフィルタ９，１０の出力を夫々２倍して、ａ＊ｂ＊ｃｏｓφ、ａ＊ｂ＊ｓｉｎφを出力する。
【００２４】
利得計算回路（ｇａｉｎ−ｃａｌ）１３は２倍回路１１、１２の出力を入力する。この利得計算回路１３の出力は、
ｇａｉｎ＿ｏｕｔ＝（（（ａ＊ｂ＊ｃｏｓφ）＾２＋（ａ＊ｂ＊ｓｉｎφ）＾２）＾（１／２））／（ａ＾２）＝ｂ／ａとなり、利得ｂ／ａが得られる。前記＾２は２乗、＾（１／２）は√を意味する。
【００２５】
位相計算回路（ｐｈａｓｅ−ｃａｌ）１４は前記２倍回路１１，１２の出力を入力する。この位相計算回路１４の出力は、
ＰＨＡＳＥ＿ｏｕｔ＝ａｒｃｔａｎ（（ａ＊ｂ＊ｓｉｎφ）／（ａ＊ｂ＊ｃｏｓφ））＝φとなり、位相φが得られる。
【００２６】
デシベル換算回路（ｄＢ−ｃａｌ）１５は、２０＊ｌｏｇ（ｂ／ａ）を計算することによりｄＢ換算を行なう。その出力はＤＢＧＡＩＮ＿ｏｕｔとされる。
【００２７】
尚、図２において機能記述ＦＤ１は前記被シミュレーション回路６の機能ブロックを特定し、機能記述ＦＤ２は図２のその他の機能ブロックを周波数特性計算回路として特定する。
【００２８】
図３にはサイン波信号、コサイン波信号の周波数をモニタするモニタ端子ＦＲＥＱ＿ｍｏｎの波形が例示される。横軸は時間、縦軸は周波数（ＭＨｚ）である。周波数は漸次増加されている。
【００２９】
図４には被シミュレーション回路への信号入力点ＤＵＴ＿ｉｎの入力信号波形が例示される。振幅一定で周波数が漸次増加されている。
【００３０】
図５には被シミュレーション回路の信号出力点ＤＵＴ＿ｏｕｔの出力信号波形が例示される。横軸は時間、縦軸は振幅を表す。ここでは、被測定回路の構成若しくは特性により、周波数の高い領域において振幅が指数関数的に増大している。
【００３１】
図６にはｄＢ換算利得計算回路の出力点ＤＢＧＡＩＮ＿ｏｕｔの出力波形が例示される。横軸は時間、縦軸はゲインである。
【００３２】
図７には位相計算出回路の出力点ＰＨＡＳＥ＿ｏｕｔの出力波形が例示される。横軸は時間、縦軸は位相である。
【００３３】
図３乃至図７の波形はシミュレーションの時間軸に対するシミュレーション波形となっている。図１の回路シミュレータによる過渡解析Ｓ１では、利得及び位相の周波数特性を得る。すなわち、シミュレーションの時間軸上における所定の時間刻みによる時間を共通要素として前記演算された利得及び位相と前記モニタした周波数との対応を取得する処理を行なう。例えば、図３と図６では時間軸の時間刻みが共通化されており、図３の縦軸の周波数と図６の横軸のゲインとの対応から、図８に例示されるような利得に関する周波数特性を取得する。また、図３と図７では時間軸の時間刻みが共通化されており、図３の縦軸の周波数と図７の横軸の位相との対応から、図９に例示されるような位相に関する周波数特性を取得する。図８及び図９に例示されるように、実振幅である特定振幅の入力信号に対するゲインと位相の周波数特性を得る事ができる。したがって、サイン波信号とコサイン波信号の振幅を変えることによって、被シミュレーション回路において実用範囲の全実振幅に対してゲインと位相の周波数特性を得る事ができる。
【００３４】
例えば、ＳＶＨＳのビデオ記録方式におけるサブエンファシス規格では、微小信号ほど書き込み強度を強調するようになっており、フィルタでこれを実現する場合には、入力信号周波数や信号振幅に対する出力ゲインは非線形特性を持つことになる。このような非線形特性をシミュレーションする場合、上述のシミュレーション方法を採用することにより、信号振幅毎の周波数特性を確認することが可能になる。よって、実振幅による回路の非線形性を含めた形でのシミュレーションができる。このため、今までできなかった非線形を持つ回路の周波数応答解析が可能となる。非線形回路に限らず、線形回路であってもダイナミックレンジが足りないなどの目的から外れた特性であるか否かの解析等にも適用することができる。
【００３５】
図１０には前記被シミュレーション回路の機能記述ＦＤ１と周波数特性計算回路の機能記述ＦＤ２とに基づいて回路シミュレータで模擬される別の構成が例示される。図１０の構成では、機能記述ＦＤ１は２個の被シミュレーション回路６Ａ，６Ｂの機能ブロックを特定し、機能記述ＦＤ２はローパスフィルタ９，１０の時定数を小さくすること（フィルタのｆｃを上げる）、もしくは不要とすることを可能にする点が、図２と相違される。その相違点を主に説明する。
【００３６】
６Ａ，６Ｂは被シミュレーション回路であり、同一の被シミュレーション回路を２個用いる。被シミュレーション回路６Ａにはサイン波信号発生器３からサイン波信号ａ＊ｓｉｎ（ω＊ｔ）を入力、他方の被シミュレーション回路６Ｂにはコサイン波発生器４からコサイン波信号ａ＊ｓｉｎ（ω＊ｔ）を入力する。６Ａ，６Ｂの出力が、同一周波数成分について共に振幅がｂ、位相がφとなったとすると、６Ａの出力はｂ＊ｓｉｎ（ω＊ｔ＋φ）、６Ｂの出力はｂ＊ｃｏｓ（ω＊ｔ＋φ）となる。７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂは掛け算回路であり、図２の構成に対してここでは４個用いる。
【００３７】
掛け算器７Ａの出力は、
ＯＵＴ７Ａ出力＝（−１／２）＊ａ＊ｂ＊（ｃｏｓ（２＊ω＊ｔ＋φ）−ｃｏｓφ）とされる。他方の掛け算器７Ｂの出力は、
ＯＵＴ７Ｂ＝（１／２）＊ａ＊ｂ＊（ｓｉｎ（２＊ω＊ｔ＋φ）＋ｓｉｎφ）とされる。掛け算器８Ａの出力は、
ＯＵＴ８Ａ＝（１／２）＊ａ＊ｂ＊（ｃｏｓ（２＊ω＊ｔ＋φ）＋ｃｏｓφ）とされる。掛け算器８Ｂの出力は、
ＯＵＴ８Ｂ＝（１／２）＊ａ＊ｂ＊（ｓｉｎ（２＊ω＊ｔ＋φ）−ｓｉｎφ）とされる。要するに、掛け算器７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂからは夫々入力周波数の２倍成分と直流成分が出力される。
【００３８】
加算器１６、１７の出力は、ＯＵＴ１６＝ａ＊ｂ＊ｃｏｓφ、ＯＵＴ１７＝ａ＊ｂ＊ｓｉｎφとされ、直流成分のみが抽出される。したがって、図２に対し、加算（１７については減算）によって周波数２＊ω成分を取り除いているところが異なる。このためローパスフィルタ（ＬＰＦ）９、１０のカットオフ周波数（ｆｃ）を上げることができ、被シミュレーション回路出力において基本波成分ω以外の高調波成分のような成分を無視できる場合にはローパスフィルタ９，１０は原理的に不要となる。よって、シミュレーション時間を短縮することができる。詳細な説明は省略するが、図１０の構成においても図２と同様に、周波数特性解析を行うことができる。
【００３９】
図１１には上記シミュレーション方法を行なうコンピュータ装置とプログラムを提供する記録媒体が例示される。コンピュータ装置２０は、コンピュータ本体２１、キーボード２２、ディスプレイ２３、ディスクドライブ装置２４等から構成される。前記シミュレーション方法を実現するためのシミュレーションプログラムは例えばコンピュータ本体２１のハードディスク装置（図示せず）などに格納されていて、これをコンピュータ装置のプロセッサ（図示せず）が順次実行することにより、前述のシミュレーション方法が実現される。
【００４０】
ここで、前記シミュレーションプログラムはコンピュータ読取り可能な記録媒体２５に格納されて提供される。記録媒体２５は例えばフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ―ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｉｄｅｏ　Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ―ＲＡＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｉｄｅｏ　Ｄｉｓｃ−Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、メモリカードなどであってよい。シミュレーションプログラムの具体的な内容についてはここでは説明を省略するが、前記図１、図２、図１０等に基づいて説明したシミュレーション方法を実現するための所定のプログラムコードによって構成されている。上記シミュレーションプログラムを記録媒体２５に格納して提供することにより、上記シミュレーション方法を容易に行なうことが可能になる。
【００４１】
図１２には電子回路若しくは半導体集積回路の設計手法おける前記シミュレーション方法の位置付けが示される。回路を設計する場合、目標仕様を作成し（Ｓ１０）、それを満足させるための回路図を作成する（Ｓ１１）。この回路図で特定される回路を検証するために、ネットリストを作成し（Ｓ１２）、これに基づいてシミュレーションを実行する（Ｓ１３）。実行結果が目標仕様を満足するかを判定し（Ｓ１４）、不満足であれば回路図を再作成し（Ｓ１１）、目標仕様を満足するまで上記処理を繰り返す。
【００４２】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００４３】
例えば、上記説明ではゲインと位相の両方について周波数特性を求めたが、その何れか一方だけを求めるようにしてよいことは言うまでもない。また、本発明は非線形回路に対するシミュレーションだけでなく、線形回路のシミュレーションにも適用可能である。
【００４４】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００４５】
すなわち、周期信号の周波数と周期信号を入力信号とする被測定回路の出力信号とを求め、前記周期信号と前記出力信号とから前記出力信号の利得及び位相の双方又は一方の周波数特性を求めるから、実振幅による回路の非線形性を含めた形でのシミュレーションを行なうことができる。このため、今までできなかった非線形を持つ回路の周波数応答解析が可能となる。そのようなシミュレーション方法を実現するシミュレーションプログラムをコンピュータ読取り可能に記録媒体に記録して提供することにより、前記シミュレーション方法を容易に行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシミュレーション方法を概念的に示すフローチャートである。
【図２】被シミュレーション回路の機能記述と周波数特性計算回路の機能記述とに基づいて回路シミュレータで模擬される構成を例示する説明図である。
【図３】サイン波信号、コサイン波信号の周波数をモニタするモニタ端子ＦＲＥＱ＿ｍｏｎの波形を例示する説明図である。
【図４】被シミュレーション回路への信号入力点ＤＵＴ＿ｉｎの入力信号波形を例示する説明図である。
【図５】被シミュレーション回路の信号出力点ＤＵＴ＿ｏｕｔの出力信号波形を例示する説明図である。
【図６】ｄＢ換算利得計算回路の出力点ＤＢＧＡＩＮ＿ｏｕｔの出力波形を例示する説明図である。
【図７】位相計算出回路の出力点ＰＨＡＳＥ＿ｏｕｔの出力波形を例示する説明図である。
【図８】図３の縦軸の周波数と図６の縦軸のゲインとの対応から取得される利得に関する周波数特性を例示する説明図である。
【図９】図３の縦軸の周波数と図７の縦軸の位相との対応から取得される位相に関する周波数特性を例示する説明図である。
【図１０】被シミュレーション回路の機能記述と周波数特性計算回路の機能記述とに基づいて回路シミュレータで模擬される別の構成を例示する説明図である。
【図１１】本発明に係るシミュレーション方法を実行するコンピュータ装置とそのプログラムを提供する記録媒体を例示する説明図である。
【図１２】電子回路若しくは半導体集積回路の設計手法おけるシミュレーション方法の位置付けを例示する説明図である。
【符号の説明】
ＦＤ１　被シミュレーション回路の機能記述
ＦＤ２　周波数特性計算回路の機能記述
１　ＶＣＯ制御電圧源
２　周波数モニタ回路
３　サイン波信号発生器
４　コサイン波信号発生器
６　被シミュレーション回路
６Ａ，６Ｂ　被シミュレーション回路
７，８　掛け算回路
７Ａ、７Ｂ，８Ａ，８Ｂ　掛け算回路
９，１０　ローパスフィルタ
１３　利得計算回路
１４　位相計算回路
１５　デシベル換算回路
１６，１７　加算器
２５　記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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