交流仿真PPT课件

1、 交流信号频率变换仿真首先要建立频率映射交流信号频率变换仿真首先要建立频率映射(Frequency Map)(Frequency Map)。这种映射的目的是指定一个频率表示电路节点变量，且该网络是基这种映射的目的是指定一个频率表示电路节点变量，且该网络是基于源的频率和行为级混频器组件的类型来表示的，即网络中的每个于源的频率和行为级混频器组件的类型来表示的，即网络中的每个节点仅与一个频率有关。因此，每个行为级混频器组件能够实现从节点仅与一个频率有关。因此，每个行为级混频器组件能够实现从上边带以下边带的变换，但不能同时实现上上边带以下边带的变换，但不能同时实现上/ /下边带变换。下边带变换。 在交

2、流传号频率变换分析中，可作为源的组件常用的有在交流传号频率变换分析中，可作为源的组件常用的有V_1ToneV_1Tone、I_1ToneI_1Tone和和P_1Tone,P_1Tone,其中源的频率可以通过源自身所带其中源的频率可以通过源自身所带的频率参数设定。如果使用多频率源，频率通过的频率参数设定。如果使用多频率源，频率通过Freq1Freq1参数设定。参数设定。第1页/共99页 使用使用ADsADs的交流仿真可以实现下述功能。的交流仿真可以实现下述功能。 (1)(1)执行扫频或扫频变量小信号线性仿真。执行扫频或扫频变量小信号线性仿真。 (2)(2)获得小信号传输参数，如电压增益、电流增益

3、、跨导和导纳等。获得小信号传输参数，如电压增益、电流增益、跨导和导纳等。 (3)(3)噪声分析。交流仿真中还包含噪声分析的功能。噪声分析功能可噪声分析。交流仿真中还包含噪声分析的功能。噪声分析功能可以将电路中的噪声以电流或电压的形式保存在仿真结果的数据组中，以将电路中的噪声以电流或电压的形式保存在仿真结果的数据组中，它在交流仿真中可以设置。它在交流仿真中可以设置。 噪声分析中中包括的噪声成分有以下噪声分析中中包括的噪声成分有以下4 4种。种。 (1)(1)数据文件：指定的有损无源元件产生的温度决定的热噪声。数据文件：指定的有损无源元件产生的温度决定的热噪声。 (2)(2)非线性器件产生的温度和

4、偏压限制噪声。非线性器件产生的温度和偏压限制噪声。 (3)(3)由二端口数据文件包括噪声参数指定的线性有源器件产生的噪声。由二端口数据文件包括噪声参数指定的线性有源器件产生的噪声。 (4)(4)噪声源器件产生的噪声。噪声源器件产生的噪声。第2页/共99页 8 82 2 仿真面板与仿真控制器仿真面板与仿真控制器 ADS2009ADS2009中有专门针对交流仿真的元件面板，在中有专门针对交流仿真的元件面板，在“simulation_AC”simulation_AC”面板中列出了交流仿真需要的控件。面板中列出了交流仿真需要的控件。第3页/共99页vACAC：交流仿真控制器：交流仿真控制器vOptio

5、nsOptions：交流仿真设置控制器：交流仿真设置控制器vSweep PlanSweep Plan：参数扫描计划控制器：参数扫描计划控制器vPrm SwpPrm Swp：参数扫描控制器：参数扫描控制器vNdsetNdset：节点设置控件：节点设置控件vNdsetNameNdsetName：节点名控件：节点名控件vDisp TempDisp Temp：显示模板控件：显示模板控件vMeas EqnMeas Eqn：仿真测量等式控件：仿真测量等式控件vBdfreqBdfreq：频率预算控件：频率预算控件vBdGainBdGain：增益预算控件：增益预算控件vBdGmmaBdGmma：反射系数预算控

6、件：反射系数预算控件vBudNFBudNF：噪声系数预算控件：噪声系数预算控件vBudNFdBudNFd：噪声系数相位预算控件：噪声系数相位预算控件vBdNPwrBdNPwr：噪声功率预算控件：噪声功率预算控件vBud TNBud TN：等效输出噪声温度控：等效输出噪声温度控4 4vBudPwrIBudPwrI：入射功率预算控什：入射功率预算控什vBdPwrRBdPwrR：反射功率预算控件：反射功率预算控件vBudSNRBudSNR：信噪比预算按件：信噪比预算按件vBdVSWRBdVSWR：驻波比运算控件：驻波比运算控件第4页/共99页 1)1)交流仿真控制器交流仿真控制器 交流仿真控制器交流

7、仿真控制器(AC)(AC)是交流仿真中最主要的控件。使用交流仿是交流仿真中最主要的控件。使用交流仿真控制器，可以设置交流仿真的频率扫描范围仿真执行参数和噪声真控制器，可以设置交流仿真的频率扫描范围仿真执行参数和噪声分析的相关参数等交流仿真控制器选项卡，主要包括分析的相关参数等交流仿真控制器选项卡，主要包括【FrequencyFrequency】、【NoiseNoise】、 【ParametersParameters】、【OutputOutput】、【DisplayDisplay】5 5项内容。项内容。 （1 1）FrequencyFrequency：交流仿真是在一定频率范围内执行的，频率参数：

8、交流仿真是在一定频率范围内执行的，频率参数设置主要就是设置这个频率范围，用户可以在交流仿真控制器设置设置主要就是设置这个频率范围，用户可以在交流仿真控制器设置窗口中的窗口中的【FrequencyFrequency】选项卡中进行设置。选项卡中进行设置。第5页/共99页第6页/共99页第7页/共99页 (2)Noise(2)Noise：噪声参数设置可进行噪声分析的相关参数的设置。具：噪声参数设置可进行噪声分析的相关参数的设置。具体参数设置可以在交流仿真控制器设量窗口中的体参数设置可以在交流仿真控制器设量窗口中的NoiseNoise选项卡中选项卡中设置。设置。第8页/共99页 (3)(3)Param

9、eters：仿真参量设置相关参数用于设置交流仿真的频率：仿真参量设置相关参数用于设置交流仿真的频率转换、预算执行、仿真状态信息显示和仿真结果保存等参数。用户转换、预算执行、仿真状态信息显示和仿真结果保存等参数。用户可以在交流仿真控制器设置窗口中的可以在交流仿真控制器设置窗口中的 Parameters 选项卡中修改仿选项卡中修改仿真参量设置。真参量设置。 交流仿真参量设置与直流仿真参量设置的内容基本相同，因此交流仿真参量设置与直流仿真参量设置的内容基本相同，因此只介绍交流仿真参量设置中没有的只介绍交流仿真参量设置中没有的“Enable Ac frequency coversion”(”(允许交流

10、频率变换允许交流频率变换) )项和项和“Perform Budget simulation”(”(执行预算仿真执行预算仿真) )项。项。 允许允许ACAC频率转换频率转换( (Enable Ac frequency coversion) )：次定是否：次定是否允许频率转换。如果选中此项，则可以执行带有频率转换的交流仿允许频率转换。如果选中此项，则可以执行带有频率转换的交流仿真。真。 执行预算仿真执行预算仿真( (Perform Budget simulation) )：决定是否执行：决定是否执行预算仿真。如果选中此项，将在交流仿真的过程中执行预算分析。预算仿真。如果选中此项，将在交流仿真的过程

11、中执行预算分析。第9页/共99页 2)2)交流仿真设置控制器交流仿真设置控制器交流仿真设置控制器交流仿真设置控制器(options)(options) ，用其设置交流仿真的相关参数，如环境温度、设备温度、用其设置交流仿真的相关参数，如环境温度、设备温度、仿真的收敛性、仿真的状态提示和输出文件特性等。仿真的收敛性、仿真的状态提示和输出文件特性等。 3)3)参数扫描计划控制器参数扫描计划控制器 参数扫描计划控制器参数扫描计划控制器(SWEEP (SWEEP PLAN)PLAN)用于设置仿真中的参数扫描计划。用户可以通过这用于设置仿真中的参数扫描计划。用户可以通过这个控制器添加一个或多个扫描变量，并

12、制定相应的扫描计个控制器添加一个或多个扫描变量，并制定相应的扫描计划。划。 4)4)参数扫描控制器参数扫描控制器 参数扫描控制器参数扫描控制器(PARAMETER)(PARAMETER) , ,可可用其控制仿真中的扫描参数，这些扫描参数可以在多个仿用其控制仿真中的扫描参数，这些扫描参数可以在多个仿真实例中执行。真实例中执行。第10页/共99页 5)5)节点设置与节点名节点设置与节点名 交流仿真面板中的节点设置交流仿真面板中的节点设置(Ndset)(Ndset)和节点和节点名名(NdsetName)(NdsetName)控件它们与直流仿真中的两个控件完全相同，可用控件它们与直流仿真中的两个控件完

13、全相同，可用于设置直流仿真的相关节点及节点名称。于设置直流仿真的相关节点及节点名称。 6)6)显示模板控件和仿真测量等式控件显示模板控件和仿真测量等式控件 显示模板控件显示模板控件(Display (Display Template)Template)和仿真测量等式控件和仿真测量等式控件(MeasEqn)(MeasEqn) ，与直流仿真中的这两，与直流仿真中的这两个控件功能相同。个控件功能相同。 7)7)预算控件预算控件 预算控件必须在仿真控制器中预算控件必须在仿真控制器中 Perform Budget simulation 选项选中时才起作用，预算控件本质上都是测量方程。选项选中时才起作用，

14、预算控件本质上都是测量方程。预算控件包括频率预算控件、反射系数预算控件、增益预算控件、预算控件包括频率预算控件、反射系数预算控件、增益预算控件、噪声系数预算控件、噪声功率顶算控件、噪声系数相位预算按件、噪声系数预算控件、噪声功率顶算控件、噪声系数相位预算按件、等效输出噪声温度控件、入射功率预算控件、反射功率预算控件、等效输出噪声温度控件、入射功率预算控件、反射功率预算控件、信噪比预算控件和驻波比运算控件。信噪比预算控件和驻波比运算控件。第11页/共99页 (1)(1)频率预算控件（频率预算控件（Budfreq） AC分析：分析：y y=bud_freq(freqIn,pinNumber，”si

15、mName”) HB分析：分析：y y=bud_freq(planNumber,pinNumber)第12页/共99页 (2)增益预算控件增益预算控件(BudGain) 其语法为：其语法为： AC分析：分析：ybud_gain(vIn，iIn，Zs，Plan, pinNumber，”simName”) HB分析：分析：ybud_gain(“Source Name”，scrIndx，Zs，Plan，budgetPath）第13页/共99页 (3)反射系数预算控件反射系数预算控件(BudGamma)，其语法为，其语法为 AC分析：分析： ybudgamma(Zref，Plan，pinNumber，

16、simName)第14页/共99页 (4)噪声系数预算控件噪声系数预算控件(BudNF)，其语法为：，其语法为： AC分析：分析：ybud_nf(vln，iIn，noisevIn) 或或 y=bud_nf(“SourceName”,Zs,BW,pinNumber,”simName”) BudNF4=bud_nf(budget_path) budget_path=“PORT1.t1”,”b2_AMP.t2”,”b3_MIX1.t2”,”b4_AMP2.t2”,”b5_BPF2.t2”,”b6.t1”第15页/共99页 (5)噪声系数相位预算控件噪声系数相位预算控件(BudNFdeg) 其语法为：

17、其语法为： AC分析：分析： ybud_nf_deg(vIN,iIN,vOut,iOut,vOut.NC.vnc,vOut.NC.name,Zs,BW) (6)噪声功率预算控件噪声功率预算控件(BudNPwr)如图如图516所示，其语法为：所示，其语法为： AC分析：分析：ybud_noise_pwr(Zerf,Plan,pinNumber,”simName”) (7)等效输出噪声温度控件等效输出噪声温度控件(BudTN) 其语法为：其语法为： AC分析：分析：y=bud_tn(vIn, iIn,noisevIn,Zs,BW,pinNumber,”simName”) (8)入射功率预算控件入射

18、功率预算控件BudPwrlnc) 其语法为其语法为 AC分析：分析：y=bud_pwr_inc(Zef,Plan,pinNumber,”simName”)第16页/共99页 (9)反射功率领算控件反射功率领算控件(BudPWRen) 其语法为：其语法为： AC分析分析y=bud_pwr_refl(Zref,Plan,pinNumber,”simName”) (10)信噪比预算控件信噪比预算控件(BudSNR) 其语法为：其语法为： AC分析：分析：ybud_snr(Plan,pinNumber,”simName”) (11)驻波比运算控件驻波比运算控件(BudVWSR)如图如图521所示，其语

19、法为：所示，其语法为： AC分析：分析：ybud _vwsr(Zref,Plan,pinNumber,”simName”)第17页/共99页 83交流仿真的一般步骤交流仿真的一般步骤 (1)选择器件模型，并建立电路原朋图。选择器件模型，并建立电路原朋图。 (2)在在“simulation-AC”元件面板列表中选择交流仿真控制器，元件面板列表中选择交流仿真控制器，并将其放置在电路图设计窗口中。并将其放置在电路图设计窗口中。 (3)双击双击AC参数仿真控制器，在参数仿真控制器，在Frequncy】选项卡中对交流仿】选项卡中对交流仿真中频率扫描类型和扫描范围等进行设置。真中频率扫描类型和扫描范围等进

20、行设置。 (4)如果扫描变量较多，则需要在如果扫描变量较多，则需要在“simulation-AC”元件面板中元件面板中选择选择“PARAMETER SWEEP”控件，在其个设置多个扫描变量，控件，在其个设置多个扫描变量，以及每个扫描变量的扫描类型和扫描参数范围等。以及每个扫描变量的扫描类型和扫描参数范围等。 (5)如果需要对电路进行线性噪声分析，则需要在如果需要对电路进行线性噪声分析，则需要在AC仿真控制器仿真控制器参数设置窗口的参数设置窗口的Noise选项卡中选中选项卡中选中”Calculate noise”项，添加相项，添加相应信息。应信息。 (6)设置完成后，执行仿真。设置完成后，执行仿

21、真。 (7)在数据显示窗口中查看仿具结果。在数据显示窗口中查看仿具结果。第18页/共99页 84ADS中交流仿真案例中交流仿真案例 ADS2009中自带交流仿真案例，通过这个案例可以使读者了解劝中自带交流仿真案例，通过这个案例可以使读者了解劝率放大器的设计及仿真过程。提高利用交流仿真分析线性噪声的能率放大器的设计及仿真过程。提高利用交流仿真分析线性噪声的能力。力。 案例案例8-1 功率放大器交流仿真功率放大器交流仿真第19页/共99页第20页/共99页第21页/共99页第22页/共99页第23页/共99页第24页/共99页 案例案例8-2功率放大器噪声分析功率放大器噪声分析 通过设置通过设置A

22、C仿真控件中的仿真控件中的Noise选项卡，进行线性噪声的分析。选项卡，进行线性噪声的分析。执行线性噪声分析的步骤如下所述。执行线性噪声分析的步骤如下所述。第25页/共99页第26页/共99页第27页/共99页第28页/共99页第29页/共99页第30页/共99页第31页/共99页第32页/共99页第33页/共99页 85交流仿真实例交流仿真实例 本节在一般交流仿真的基础上，对交流小信号特性进行分析，进本节在一般交流仿真的基础上，对交流小信号特性进行分析，进一步细化一步细化ADS交流仿真的步骤以及相关数据基本操作。交流仿真的步骤以及相关数据基本操作。第34页/共99页第35页/共99页1、创建

23、新设计第36页/共99页22、建立AC仿真第37页/共99页第38页/共99页第39页/共99页第40页/共99页第41页/共99页第42页/共99页第43页/共99页第44页/共99页第45页/共99页第46页/共99页 4、计算并显示电路增益第47页/共99页第48页/共99页第49页/共99页第50页/共99页第51页/共99页第52页/共99页第53页/共99页第54页/共99页第55页/共99页第56页/共99页第57页/共99页5 5、调谐、调谐betabeta参数参数第58页/共99页第59页/共99页第60页/共99页第61页/共99页第62页/共99页第63页/共99页 2 2、多参数扫描、多参数扫描 案例案例8-4Vcc8-4Vcc扫描扫描 本例将对本例将对VccVcc范围设置为从范围设置为从2V2V到到5V5V，步长为，步长为0.5V0.5V进行参数扫描。进行参数扫描。第64页/共99页第65页/共99页第66页/共99页第67页/共99页第68页/共99页第69页/共99页第