第12章-ADS射频电路仿真设计简介.ppt

,射频电路理论与设计（第2版）,第12章ADS射频电路仿真设计简介,射频电路的设计非常繁杂。为简化射频电路的设计过程，美国安捷伦（Agilent）公司开发ADS（AdvancedDesignSystem）软件，ADS已经成为射频和微波电路设计领域的首选工业级软件。本章只作简要介绍，关于ADS的详细内容请参考人民邮电出版社出版的配套教材ADS射频电路设计基础与典型应用和ADS射频电路仿真与实例详解。,12.1美国安捷伦（Agilent）公司与ADS软件,美国安捷伦公司是世界最大的测试测量公司，1999年从惠普（HP）研发有限合伙公司分离出来，目前主要致力于信息通讯和生命科学两个领域内的工作。,1.安捷伦公司1939年，斯坦福大学电子工程专业毕业的戴维帕卡德（DavePackard）和比尔休利特（BillHewlett）创立了惠普公司。1943年惠普公司为海军研究实验室开发了信号发生器及雷达干扰设备，从而进入微波领域。,2000年6月2日，惠普公司把其拥有的安捷伦股份分配给惠普股东，安捷伦公司完全独立。现在安捷伦公司的矢量网络分析仪是全球最优秀的同类测量仪器，该仪器是射频微波行业最高技术的体现，安捷伦公司也因此成为世界最优秀的微波仪器公司。,2.ADS软件ADS软件由美国安捷伦公司开发，是工业级射频和微波电路设计的工程软件，已经成为当今业界最流行的射频微波电路和系统的设计工具。,在深入理解射频电路理论的基础上，结合ADS软件工具进行设计，是通向射频电路和射频系统设计成功的最佳路线。,3.ADS的设计、仿真功能ADS的功能十分强大，支持开发所有类型的射频（RF）设计，从离散的射频/微波模块，到用于通信、航天和国防的射频系统。,4.ADS的开放与兼容性（1）与其它软件的连接。（2）与测试设备连接。（3）与厂商元件模型间的沟通。,12.2ADS的设计功能,ADS可以提供原理图设计。ADS还可以提供布局图设计，布局图也称为版图。,1.设计面板（1）设计面板的功能利用元件面板上提供的元部件，可以进行原理图设计。,（2）设计面板举例（a）频域源（b）微带线（d）带通滤波器,2.设计工具（1）设计工具的功能在原理图设计中提供了多种设计工具，使用者可以利用设计工具提供的图形化界面进行传输线计算、史密斯圆图计算、阻抗匹配等辅助设计。,（2）设计工具举例,3.设计向导（1）设计向导的功能在原理图设计中，设计向导提供设定界面，供设计人员进行电路分析与设计。,（2）设计向导举例,4.设计指南设计指南以范例与指令说明的形式示范电路的设计流程，使用者可以利用这些范例，学习如何利用ADS进行电路的高效设计。,5.设计模板（1）设计模板的功能为方便，ADS将经常重复使用的仿真设定（如晶体管工作点扫描、仿真控制器、变量参数设定等）制成一个模板直接使用，避免了重复设定所需的时间和步骤。,（2）设计模板举例,6.设计转换ADS可以将原理图设计直接转换成布局图设计，对布局图也可以进行编辑和仿真，由布局图可以直接显示电路板的物理结构。,7.设计仿真结果显示ADS可以对原理图设计进行仿真分析，仿真结果在数据显示视窗中显示。,8.电子笔记本电子笔记本可以让使用者将所设计的电路与仿真结果加入文字叙述，制成一份网页式的报告。,12.3ADS的仿真功能,ADS的仿真功能十分强大，可以提供直流仿真、交流仿真、S参数仿真、谐波平衡仿真、增益压缩仿真、电路包络仿真、瞬态仿真、预算仿真和电磁仿真等，这些仿真可以进行线性和非线性仿真、电路和电磁仿真、频域和时域仿真、射频系统仿真等。,1.线性分析（1）线性分析的功能线性分析为小信号、频域电路的仿真分析方法，可以对线性和非线性射频电路进行线性分析。,（2）线性分析举例,2.瞬态分析（1）瞬态分析的功能瞬态分析可以分析线性与非线性电路的瞬态响应，是一种时域的仿真分析方法。,（2）瞬态分析举例,3.谐波平衡和增益压缩分析（1）谐波平衡和增益压缩分析的功能谐波平衡仿真是有效的频域分析工具。谐波平衡仿真提供频域、大信号、非线性、稳态的电路分析仿真方法，可以用来分析具有多频输入信号的非线性电路，得到非线性的电路响应。,（2）仿真举例,4.电路包络分析电路包络仿真是近年来通信系统的一项标志性技术，可以将高频调制信号分解为时域和频域两个部分进行处理，非常适合对数字调制射频信号进行快速、全面的分析。,5.电磁仿真分析（1）电磁仿真分析的功能ADS软件采用矩量法（Momentum）对电路进行电磁仿真分析。,（2）电磁仿真举例,6.射频系统分析（1）射频系统分析的功能射频系统分析提供使用者模拟评估系统特性的方法，其中系统的电路模型除可以使用行为级模型外，也可以使用元件电路模型进行响应验证。,（2）射频系统分析举例,12.4ADS的4种主要工作视窗,ADS软件主要是由各种工作视窗构成的，设计人员在工作视窗的界面上对电路和系统进行仿真、规划和评估。ADS软件主要有4种工作视窗，分别为主视窗、原理图视窗、布局图（版图）视窗和数据显示视窗，ADS软件的其它工作视窗是在上述4种工作视窗的基础上引申出来的。,12.4.1主视窗启动ADS后，首先进入主视窗，主视窗是进入和退出ADS系统的桥梁。此外，必须通过主视窗才能进入原理图视窗、版图视窗和数据显示视窗。主视窗上不能做任何射频电路的设计工作，主视窗主要用于浏览文件和管理项目。,12.4.2原理图视窗在原理图视窗上可以设计原理图，包括设计射频电路的原理图和设计射频系统的原理图。原理图视窗提供了设计、编辑、仿真原理图