ADS教程第8章

1、 #实验八、电路包络仿真概述这节主要讲述了电路包络(CircuitEnvelop)仿真的基础。针对输入信号是脉冲或诸如GSM、CDMA调制信号，对输出信号作时域和频域仿真。任务运用一个特性放大器，设置电路包络与仿真试验仿真参数测试失真使用解调元件和方程仿真具有GSM信号的1900MHz放大器作出载波和基带信号数据图形在频域和时域对数据组进行操作创建一个PtRF源和特性放大器(behavioralAmp)设置包络仿真控制器仿真并作出时域响应图在特性放大器中加入失真设置一个解调器和一个GSM源设置带变量的包络仿真仿真并对解调结果作图用一个滤波器对相位失真进行仿真仿真并作出输入和输出调制曲线对具有G

2、SM的amp_1900源进行仿真作出GSM信号数据和频谱图选作信道功率计算步骤1创建一个PtRF源和特性放大器（behavioralAmp）。在amp_1900任务中，新建一原理图并以ckt_env_basic命名.用下面的步骤建立一个电路图，如一下图所示。从system-Amp&Mixers面板中，调出一个特性放大器（Amplifier）o如下图设置S参数：S21=10dB，其相位为0度（dB和相位用逗号分开）。S11和S22是-50dB（回波损失或失配衰减）和0度相位。最后，S12也被设置为0,表明没有反向泄漏（reverseleakage）。确保对S21，S11和S22使用dbpolar

3、函数，如下图所示。V0utPtRF_FutsePORT1Num=1Z=50OhmP=dbmtow（p）函数是一个把幅度以dB和极化角为度表示的复数转换成用江小-一S12=0.tow（0）AmplifierS21=dbpolar(10(0)S11=dbpola皆(三芍。囲芍0启0.61.11.62.63.64.14.5(autoscalar)打开，时域图仿真并察看数据。如果自动图形范围调整功将被调整。在频域图上，设置X轴回到原来的自动刻度并如图放置Marker,在放置点由于放大器失真产生很大的奇次谐波(异相求和一summingout-of-phas)。在包络振幅里，这个值比Vin或Vout的幅度

4、小。同时，因为取样很粗糙，包络形状不是很精确。d.设置时间间隔为是Vin和Vout仍插入一个Vout的至5ns数据处。于基频幅度。freq,GHz900.0MHz1.800GHz2.700GHz3.600GHz4.500GHz0.804/0.0000.000/0.0000.248/180.0000.000/0.0000.127/0.000(匚)黑匚(Elf)曾一?0岀time=5.000nsecm日g(Vout1)=0.804time=0.0000secmag(Vin1)=0.0000.0000Hz900.0MHz0.000/0.0000.804/0.0000.000/0.0000.248/1

5、80.0000.000/0.000种载波（典型值为900MHz）的相位调制，在这儿1.800GHz5设置一个解调器和一个GSM源驀器GHz关于GSM调制：范相位的变化表示为1或0。a.从Source-Modulated（调制源）面板中，调出一个GSM源并在B点输出端输入管脚标注（节点名）bit_out如下图所示。它看上去似乎没有连接好，但这是正确的。同时，设置源F0=900M且Power=dbtow（10）。同时，去掉压缩GainCompPower=（Blank）。b进入System-Mod/Demod面板并在原理图上放入两个解调器（demodulators）：FM_DemodTuned,如下

6、图所示。设置两个解调器的Fnom为90OMHz。同时对每个输出端进行标注：fm_demod_in和fm_demod_out,如下图所示。这些将用来观察被解调的GSM信号（基带）。 Jm-demod门FM_DemodTunedDEM0D1Sensitivity=1KHzFnom=900MHzRout=50OhmVinS11=dbpolar(-50,0)S22=dbpolar(-50,0)S12=0.GainCompPower=5GainComp=1dBPtRF_GSMSRC2F0=900MHzPower=dbmtow（10）关于解调器的备注一在这个例子中你可以用相位解调器，但是使用调频解调器会更

7、容易。如果设计解调器，可以运用这种典型的设计来测试电路。另外，可以参照Example目录中的modulator/demodulator（调制/解调器）仿真的例子。6设置带变量的包络仿真a.在原理图中插入一个VAR（变量）方程并设置stop和step时间，调制带宽（BW）大约为270KHz,如下图所示。其中变量：t_stop设置为大约100阴。用BW值作为分母很方便但并非必须。取样率t_step为BW的5倍。同时请注意ADS默认的包络时间单元（秒）不是特定的。ENVELOPEEnvelopeEnvxlFreq1=900MHzOrder1=10Stop=t_stop7仿真并对解调结果作图以数据组名

8、ckt_env_demod仿真。你前面的图并未建立显示该数据的设置。因此,VarEqriVARVAR2t_stop=50/(270e3)Cstep=1/(10*270e3)可在同一个数据显示的独立的图中用一个新的数据组名来保存数据。作出两个FM节点的图作为时域基带信号（Basebandsignalinthetimedomain）。这些轨迹将是实数，索引值为0。解调器只有在基带（类似dc元件）才输出信号。请注意因为没有失真所以两条曲线是一样的。 c在一个独立001101010006040_u-U2OC口OEOPIohnolpoluCDp出羊式图-40bitsout的实部。除了一些延迟，你应该8用

9、一个滤波器对相位失真进在放大器中，设置GainCo率为5dBm）同时设置Gm:b.确认GSM在放大器和源之间插入一个Butterworth（巴特沃斯）带通滤波器，女如下图所示。这样因为只有窄带信号能通过放大器，所以这将造成一些失真，同时所有信号都能通过第一个解调器。仿真acpPower（增益压缩功率）为5（即放大器输jnComp=1dB。源功率设置为0dBm。功r到00 # fmdemodinfmdemodoutFM_DemodTuriedDEMODISensitivity=1KHzFnom=9OOMHzF：out=5O0hmFMDemodTunedDEMUD2“.Sensitivity=1K

10、Hz川Fnon-i=y00MHzRout=500hmENVELOPEPtRF_GSMSRC2*Fi：i=9lii：iMHzFower=dtEt匸i：iF：out=500hmDataRate=270.833KHzBPF_BijttenAiorthBFFIFcenter=yOOMHzBWp3S5=50kHzApass=3dBBWstop=20MHzAstop=20dBAmplifierAMPIEdbpolailLi.O)S11=dbp.：.la-50.0；iS22=dbpol3(h一=0100EtD0LUj(53d.改变_Sep为270KHZ带宽的10倍：t_step=l/(10*270e3)。改

11、变t_step分子为50(200us):t-stop=50/(270e3)。9仿真并作出输入和输出调制曲线你的图形应该显示与下图相似的从输入到输出的失真和时延。10.对具有GSM的amp_1900源进行仿真打开先前的原理图设计：hb_2Tone,并以一个新的名称：ckt_env_gsm保存。删除以前所有的仿真控制器、变量等。通过以下方式修改原理图：1）插入一个Envelopeconroller（包络控制器），2）插入一个PtRF_GSM源，3）按下图创建VAR。仿真元件和变量与最近一次包络设计相彳似。因此，你可以在原理图上用Edit）Copy/Past创拷贝/粘贴）命令完成。同时确保bit_o

12、ut节点在GSM源上。 VAR1Vbias=5VRF_freq=1900MHzRF_pwr=-40t_s?ep=17(5*270.833KHz)t_st叩=200USVccRRCR=590OhmENVELOPEPtRF_GSMSRC4FO=RF_freqPower=dbmtow(RF_pwr)Rout=50OhmDataRate=270.833KHzlnitBits=OO11O1O1OO1ORRBR=56kOhmLDC_Feed2.L=120nHEnvelopeEnv1Freq1=RF_freqOrder1=5Stop=t_stopStep=t_step二V_TSR|VdcCDC_Block1

13、C=WpFWHJLLlpC_Feed1=120nHVBCDC_Block2C=ibpFbjt_pkgQ1丄beta=160LL_match_outL=27.1nHR=6OhmVout_LL_matchn电路包络）值前一次仿真的两倍）将给亠_0.833KHz）的整数倍。总的来说，这样设置并不是必需的,关于Vin亠C设置的备注：在本次仿真中，200u生的_t_stOp（是个更好的频谱分辨结果。将t_step设置为带ermerrrizdum=：=50宽（B但这可以让你对频率的相位有一个准确的计算。同时，CE的开始时间（starttime）的默认值都是0秒，这个一般不要改动。如要查看该设置，用Disp

14、lay栏并打开Start。检查你的设置，然后仿真并查看状态窗口。c11.作出GSM信号数据和频谱图a.在数据显示中，插入一个Vout列表，同时用PlotOptions设置Engineering的格式并勾上TransposeData,如右图所示。现在，你可以看到在每个时间间隔CE计算每个频点的值。滚动（Scroll）到最后你可以在最后一个t_stop时间点看到最后一个点的值。VuutVuut-110fronIZM-r-110fronIZM-rVuutVuut-110fronIZM-r-110fronIZM-rVuutVuut-110fronIZM-r-110fronIZM-rfreq=Li.Li

15、LiOOHztreq=1.900CHztreq=3.8UUGHztreq=5.7UUGHzfreq=7.600GHzVuutVuut-110fronIZM-r-110fronIZM-rHelp155.7usee196.4usec197.2usec197.9usec198.6usec199.4useG217.5p/180.0V218.7p/180.0V231.2p/180.0V69.73p/1S0.0V22.57p/180.0V101.1p/180.0V5.660p/|：|.0000V25.44p/0.0000V41.18p/180.0VISO.4mX98.79V180.4m/105.1V180

16、.4mX116.6V180.4mX-131.5V180.4mX143.3V130.4m/165.9V18U.4m/-176.2V180.4m/-158.2V180.4m/-I-40.3V1.019m55.05V1.019m/67.72V1.019m/90.72V1.019m/120.6V1.019m/154.1V1.019m/-170.7V1.019m/-134.9V1.019m7-98.96V1.019m/-63.02V19.59u.25.30V19.59u/44.30V19.59u/7S.79V19.59u/123.6V19.59u/173.9V19.59u.-133.3V19.59uy-

17、79.64V19.59uX-25.72V19.59u/28.19V862.3n-50.61V862.4n/-25.28V862.2n720.70VS62.6n/30.42V862.8n7147.5V862.7n/-142.1V862.5n/-70.53V862.5n71.33V862.5n/73.24V862.5n7144.8V55555VuutVuut-110fronIZM-r-110fronIZM-rDatasetsandEquationsenvbasicAddVs.DeleteAdd带宽（大约270kHz）两边来测量Bw。这是中心频率附近的输出频谱Kaiser窗口将保证每一个和最后一个时

18、间数据点为0；这会改善所计算频谱的动态范围，同时一降低噪声基底。PlotTracesAAttributes:0FlotTypEFlotOptionsIIIIhIIIIIIIIIIIIIICircuitEnvelopeSiMulationD.x|YouareaddingdatafromaCircuitEnvelopesimulationtoarectangularplot.Howwouldyouliketohandlethisdata?SpectrumofthecarrierindB(Kaiserwindowing)*SpectrumofthecarrierindBm(Kaiserwindowi

19、nglMagnitudeofcarrierinthetimedomainPhaseofthecarrierinthetimedomainBasebandsignalinthetimedomainVuutVuut-110fronIZM-r-110fronIZM-r厂ShowHi曰引chyManageDatasets.I：-10-20-40-50关于混频器的CE的备注数据。它假设载波索引值是并用正确的索弓引值代替表。告二C通过对话1。Advanc已d.mlfreq=-132.4kHzdBm(fs(Vout1Kam2freq=132.4kHzdBm(fs(Vout1Kc框在缺省状态下Kaiser窗观

20、察频但是对于一个混频器，你需要编辑1。正确的索引值来于你的IF或RF频率的在Vout图中，插入Vin（相同的数据格式类型）并用Markers来验证增益是否大约为35dB。这和以前用理-100-700-600想的GUmmel-Poon模型对amp_1900仿轨迹-4UU-300-200-innU1002UU300400500600 真的结果相符合。-1U-20-30dm2freq=-2.498kHzdBm(fs(Vout1Kaimlfreq=-2.498kHzdBm(fs(Vin1,KaiE40-60-50-TXIIL_.-|JIJ插入另外的两个图：二的矩形图，如下图所示么变化。对于GSM来-8

21、0个包括所有时。正如你所间个图的振幅幅度大小没有什说，这说明因为gsM是相位调制，放大器对于广只增加很小或是没有扶:真。0.1803：LI.18U3：EU0.18037*Li.18u37JjLi.18u3t这是为了看清在2o0ns内相位m3time=190.5usece.III/lb吟0.15-LI.-1U-U.050LiuFl.LI；5LI.-1U0.15Jl：l.Li.18u3tiU120useeou40的变化。注意到相位圆的y轴是从0到土180(类似一个网络分析仪)。同时，插入一个bits_out数据图，这些是从源出来的一些原始数据。下面的步骤中，你将操作这些数据并得出两者之间的关系。2

22、001.200O00(o=rwlq)_Ems-3-2000-1.2-200亠|1I1|IIII|I|IIIIJ上1|f一个方程能对数据解调。如图所示在baseband.方程中，dftwrap函数的功40160能是从绝对相位中去掉士180度的转化格式。diff函数将区分展开的180200:(unwrapped)倾斜度。除以360将以Hz表示数值。这个解调输出是必要的。写出方程并作出如下图形。1” # I卜将tim。盲捋修改为1.0ESm45.0E4-0-0-5.0E-10012D1401帥10240m4tinne=38.03usecbaseband=64673.0291.0E55.0E4m4pu

23、eqQseq在基带(basedband)图中除非你编辑曲线(edtQhe加入一条时域的bit_out曲线。它将在0附近,trace),如下图所示。进入Plot|Axes栏并对这条新曲线选择RightY-axis妙轴在右侧)MMMMM下一步，在PlotOptions中,去掉白动刻度并重置右边y轴从-1.25到启25。最后，在图上X轴上直接键入光标并输入+10晶然后回车来产生10usooocm0-0000QOOE8的延迟，如下图所示。10us的移动是通过放大器产生的延迟。现在，你应该对输入到输出基带有一个完全的比较了。比GSM结果：相位数据经展开和徴分石的结果同使用特性啟大器中的调制器元件相同-此处将time直接修改为time+10uIMi丄QiIMS盂lp_iumQiMiMinsEI-w_pCID药.7525皿0.751.26_一-g呂22indep(baseband)*time+IOuEanbaseband=diff(unwraD(Dhase(Vout1)对于源，经大约2CIUE延迟后，标记(Maker)表明在澀等于旳徴秒的地方，对载波大约有GXH工的偏差.(X轴的单位为秒)1714indep(m4)二3.803E-5pl