射頻ADS微波HFSS相關(guān)射頻試驗(yàn)二射頻CAD軟件ADS的使用方法

實(shí)驗(yàn)二射頻EDA軟件ADS的使用方法一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?簡(jiǎn)單了解射頻EDA軟件的原理及構(gòu)成。.初步掌握使用射頻電路仿真軟件ADS進(jìn)行基本射頻電路設(shè)計(jì)與仿真的方法。二實(shí)驗(yàn)原理ADS簡(jiǎn)介ADS(軟件全稱為AdvancedDesignSystem)是美國(guó)安捷倫(Agilent)公司開發(fā)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件。ADS功能十分強(qiáng)大，包含時(shí)域電路仿真(SPICE-likeSimulation)、頻域電路仿真(HarmonicBalance>LinearAnalysis)、m維電磁仿真(EMSimulation)>通信系統(tǒng)仿真(CommunicationSystemSimulation)和數(shù)字信號(hào)處理仿真設(shè)計(jì)(DSP)，支持射頻和系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師開發(fā)所有類型的RF設(shè)計(jì)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從離散的射頻/微波模塊到用于通信和航天/國(guó)防的集成MMIC，是當(dāng)今國(guó)內(nèi)各大學(xué)和研究所使用最多的微波/射頻電路和通信系統(tǒng)仿真軟件軟件。最新版本為ADS2006A。ADS軟件可以供電路設(shè)計(jì)者進(jìn)行模擬、射頻與微波等電路和通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其提供的仿真分析方法可分為時(shí)域仿真、頻域仿真、系統(tǒng)仿真和電磁仿真四大類。ADS軟件包含的具體仿真分析方法如下：高頻SPICE分析和卷積分析(Convolution)線性分析諧波平衡分析(HarmonicBalance)電路包絡(luò)分析(CircuitEnvelope)射頻系統(tǒng)分析拖勒密分析(Ptolemy)電磁仿真分析(Momentum)隨著電路結(jié)構(gòu)的日趨復(fù)雜和工作頻率的提高，在電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程中，EDA軟件已經(jīng)成為不可缺少的重要工具。EDA軟件所提供的仿真分析方法的速度、準(zhǔn)確與方便性便顯得十分重要，此外該軟件與其他EDA軟件以及測(cè)量?jī)x器間的連接，也是現(xiàn)在的龐大設(shè)計(jì)流程所必須具備的功能之一。Agilent公司推出的ADS軟件以其強(qiáng)大的功能成為現(xiàn)今國(guó)內(nèi)各大學(xué)和研究所使用最多的軟件之一。ADS常用仿真控制器介紹為了增加仿真分析的方便性，ADS軟件提供了仿真模板功能，讓使用者可以將經(jīng)常重復(fù)使用的仿真設(shè)定制定成一個(gè)模板，直接使用，避免了重復(fù)設(shè)定所需的時(shí)間和步驟。仿真控制器就是模板的一種，其中S參數(shù)仿真控制器和諧波平衡仿真控制器是射頻電路仿真常用的兩個(gè)控制器。基于將要仿真的設(shè)計(jì)類型和想要分析的種類，給設(shè)計(jì)添加一個(gè)或多個(gè)仿真控制器。S參數(shù)仿真控制器S參數(shù)控制器用來確定一個(gè)n端口電子器件在給定頻率下的響應(yīng)信號(hào)波形。它是典型的小信號(hào)AC仿真通常被用來描述無源RF元件的特性及確定一個(gè)元件在特定偏壓和溫度下的小信號(hào)特性。S-PARAMETERS|P-aramSP1Slor1=1.0GHzSlop-W.0GHzS1ep=1.QGHz使用S參數(shù)控制器可以：獲得器件或電路的散射參數(shù)（S參數(shù)）并且將該參數(shù)轉(zhuǎn)換為Y參數(shù)或Z參數(shù)繪圖。如考慮其他改變的變量的掃頻S參數(shù)的變化仿真群延遲仿真線性噪聲仿真頻率改變對(duì)小信號(hào)的影響使用混頻器的電路的S參數(shù)S參數(shù)仿真通常在一個(gè)噪聲分析中只考慮電源頻率。如果你要考慮混頻器的上邊帶或下邊帶頻率可以使用EnableACFrequencyConversion選項(xiàng)。諧波平衡仿真控制器諧波平衡控制器很適合仿真模擬RF和微波電路。它是一種仿真非線性電路和系統(tǒng)失真的頻域分析方法。與高頻電路和系統(tǒng)仿真有關(guān)，諧波平衡提供下面的優(yōu)于時(shí)域瞬時(shí)分析的優(yōu)點(diǎn)：| |HARMONICBALANCE]H燈rm?nic80Ione?HB1Fr白白[1]=1.0GH7Order[1]—3它直接獲取穩(wěn)態(tài)頻率響應(yīng)許多線性模型在高頻可以很好地在頻域描述頻率積分需要瞬時(shí)分析，這在很多實(shí)際應(yīng)用中是禁止的使用諧波平衡控制器可以：確定電流或電壓的頻譜成分計(jì)算參數(shù)，如：三階截取點(diǎn)、總諧波失真及交調(diào)失真分量執(zhí)行電源放大器負(fù)載激勵(lì)回路分析執(zhí)行非線性噪聲分析諧波平衡允許對(duì)電路進(jìn)行多頻聲仿真，可以展示包括諧波間頻率轉(zhuǎn)換的交調(diào)頻率轉(zhuǎn)換。這是一個(gè)迭代法。它假定對(duì)于一個(gè)給定的正弦激勵(lì)有一個(gè)可以被逼近到滿意精度的穩(wěn)態(tài)解。三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟ADS電路仿真基礎(chǔ)概要本節(jié)包括ADS的基礎(chǔ)界面、ADS文件、原理圖、仿真和數(shù)據(jù)顯示等內(nèi)容。另外還有一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。

目標(biāo)建立一個(gè)新的項(xiàng)目和原理圖設(shè)計(jì);設(shè)置并執(zhí)行S參數(shù)仿真；顯示模擬數(shù)據(jù)和儲(chǔ)存在模擬過程中調(diào)整電路參數(shù)使用例子文件和節(jié)點(diǎn)名稱1.3開始（1）運(yùn)行ADS很簡(jiǎn)單，在開始菜單選擇圖標(biāo)，運(yùn)行后界面如下:AdvancedDesignSystem2004ADutiializitiiE...CcpprttfhT中TeelrnfliloflJIeP2004Aigj|i*n1E￡*d1EDAIheFilemenu?！竧heFileBrokert口openCcpprttfhT中TeelrnfliloflJIeP2004Aigj|i*n1E￡*d1EDAIheFilemenu?！竧heFileBrokert口openqpra：edFiisBiowsb.日隆PlFileWew口mi口腳WindowLesioriGuideKelp|Doubleclbk.tnopen-匕defajt-&hpeeso:-口vubitra's?-亡lun址后Lpij由AdvdricedDetignSpstem[MdinJ(2)建立新項(xiàng)目a.在主窗口，點(diǎn)擊圖標(biāo)：ViewStartupDirectory。會(huì)顯示你所定缺省目錄的ADS項(xiàng)目文件夾。(一般安裝時(shí)缺省目錄是C:\user\default,你可以修改，但是注意不能用中文名稱或放到中文名稱的目錄中，因?yàn)槟菢釉诜抡鏁r(shí)會(huì)引起錯(cuò)誤)b.然后在主窗口，點(diǎn)擊圖標(biāo)：CreataNewProject會(huì)彈出如下對(duì)話框項(xiàng)目名稱為labl。下面的下拉菜單主要是設(shè)定單位的，在微帶線布局時(shí)有用，我們選擇mil。c.點(diǎn)擊OK建立新項(xiàng)目，并且會(huì)出現(xiàn)原理圖窗口。(3)檢查你的新項(xiàng)目?jī)?nèi)的文件a.看左邊的文件瀏覽窗口。目前顯示你在labl項(xiàng)目?jī)?nèi)。b.在主窗口，雙擊networks目錄,目前里面沒有原理圖文件。

FileBrowser-鰥四雕 ,jt4-亡Idata4-白rriom_dsH-&networks^tu._+白豺nthe泰十七lverification(4)建立一個(gè)低通濾波器設(shè)計(jì)a.在主窗口，點(diǎn)擊a.在主窗口，點(diǎn)擊NewSchematicWindow圖標(biāo)，也可以使用剛才自動(dòng)打開的原理圖窗口。b.儲(chǔ)存原理圖。點(diǎn)擊圖標(biāo)，取名lpf?，F(xiàn)在network目錄中會(huì)出現(xiàn)Ipf.dsn文件。c.在元件模型列表窗口中選擇Lumped—Components(集總參數(shù)元件)項(xiàng)。示意圖如下￡(p：Eriir b.儲(chǔ)存原理圖。點(diǎn)擊圖標(biāo)，取名lpf。現(xiàn)在network目錄中會(huì)出現(xiàn)Ipf.dsn文件。c.在元件模型列表窗口中選擇Lumped—Components(集總參數(shù)元件)項(xiàng)。示意圖如下￡(p：Eriir 空即Unw口23MHi_Qp的加IwteLm』SimUatu」日閭昌I用阿刈0邙聞聞?:小mped-ComponentsIump?dWithAmrarkSc?utgeis-CDrtrailsdSuurizt!u-l-reqDuiiminMilreusNninnL!ourccilimeUomainSimuhtioirDCRimnb-tinnAC.SimulDtinirSPdrnmComponentPaletteList■Jet*-nniilesdieit--in-3availableonthepaIEtta,Cupuii'inHistaryListd.從該選項(xiàng)左邊面板中選擇電容capacitorCLumped-ComponentsCursorwithcrosshairs=pammanclisS'Mi'v'e.NOTE:someboxediterns(RrLandu；aremodels-notcomponents.可以用Rotate圖標(biāo)旋轉(zhuǎn)，放好以后，再放入另一個(gè)電容。f.在元件模型列表窗口選擇Simulation—S_Param項(xiàng)，在該項(xiàng)面板中選擇S-parameter模擬控制器(象個(gè)齒輪)和端口Term放到圖上。用ESC結(jié)束命令。使用圖標(biāo)J調(diào)整這些元件的參數(shù)如下圖所示:Terml川1加口束命令。使用圖標(biāo)J調(diào)整這些元件的參數(shù)如下圖所示:Terml川1加口0mm訕心方ROhm￡lsfl=1.0C-Hz51qp=1CCMeeiep=i.aghs->iiiiLilatianController(5)設(shè)置S參數(shù)仿真a.雙擊齒輪打開配置窗口，把Step—size改成0.5GHz,選擇ok。3cattering-F^rameterSimulation:1SParamInstanceNameFrequencyIPyranetars］Noise|Output|Displsv|FrequencyS怵即T^peLinear jJQStart/Stop「Center/Span'吠 |1.0|CHz二］,印 |10.0CHz二|Step-size ?Mum.ofpts.1519GHz二］廠Usesweep尸值口 _□K 「,百澗門 匚呂ric目 help I 「 I..L* I b.在上面的窗口點(diǎn)擊display標(biāo)簽，會(huì)顯示所有可以顯示在原理圖中的項(xiàng)目。(6)開始仿真并顯示數(shù)據(jù)a.點(diǎn)擊原理圖窗口上方的Simulate圖標(biāo) 1,開始模擬。b.然后就會(huì)彈出狀態(tài)窗口，顯示模擬的相關(guān)信息。

模擬完成以后，如果沒有錯(cuò)誤，會(huì)自動(dòng)顯示數(shù)據(jù)顯示窗口，可以看到窗c模擬完成以后，如果沒有錯(cuò)誤，會(huì)自動(dòng)顯示數(shù)據(jù)顯示窗口，可以看到窗c.口左上方的名稱為lpf。=P產(chǎn){page1上口NOTE:AnasterisknexttoawindownameOpf*}itis口左上方的名稱為lpf。=P產(chǎn){page1上口NOTE:AnasterisknexttoawindownameOpf*}itisnotsav&dFirFililji；Mft也二中匕D|riin-HMM蜀因回圈RectangularPlot二±li!l|ffiTii5p：iir?ite巧wf-erey(?uchooseaplottype,listtable,orequationtoInsert.ThadefaultDATASETnariiG；ir：】di「shor&.1In汨eIjLilt：：'isaiqusi'dtozaomorscrolIthroughIistsofdata.IR他見凰期刷闔口|1|匐/|令|c回QA上圖的NOTE說明，lpf右上角的*代表還沒有儲(chǔ)存。在這個(gè)窗口中可以以表格、圓圖或等式的形式顯示數(shù)據(jù)。d.點(diǎn)擊RectangularPlot圖標(biāo)，把一個(gè)方框放到數(shù)據(jù)顯示窗口中去，會(huì)自動(dòng)彈出對(duì)話框，選擇要顯示的S(2,1)參數(shù)，點(diǎn)擊Add按鈕，選擇dB為單位，點(diǎn)擊Ok。

Ill”I I I I II I I - IIIll”I I I I II I I - III I I ■ IComplexDatal:51234

SR7RComplexDatal:5You日舊addingcomplexdatatoaplotthatonlysupports：scddrdata.PhaseRealp^rtImaginarjJpartHowwould5)ouliketohandlethisdata?FortZ[l]PorlZ[2]MagnitudeTimedomainsignalPhaseRealp^rtImaginarjJpartHowwould5)ouliketohandlethisdata?FortZ[l]PorlZ[2]MagnitudeTimedomainsignalmlfreq=6.000GHzdB(S億1))=5329.Cineol：mlfreq=6.000GHzdB(S億1))=5329.Cineol：?25 iI~~|—I |-I [I|I|L| | |1 2 3 4 5 6 7 8 9 10freq,GHze.然后就會(huì)顯示一個(gè)合理的低通濾波器響應(yīng)。f.點(diǎn)擊Marker>New,可以把一個(gè)三角標(biāo)志放在圖上，可以用鍵盤和鼠標(biāo)控制它的位置。Selectatraceonwhichtoinsertnaiker.(IntuncnwdCjselectthemadrecenttraceonly]（7）儲(chǔ)存數(shù)據(jù)窗口a.儲(chǔ)存的缺省名稱為lpf,擴(kuò)展名為.dds,該文件會(huì)儲(chǔ)存在項(xiàng)目文件夾的根目錄中，而數(shù)據(jù)文件，即所有的.ds文件和數(shù)據(jù)設(shè)定，會(huì)儲(chǔ)存在data子目錄中。

Savein:|_Jlat?1_pri3sj良匐ddM&aBtt再次打開這個(gè)Ipf.dds文件。L-lDdkiDisplay_uukin.|ikL1JijDispla_/JUi^lcd[page1]:□FieEdtVi&wInsertMarkerPageQptbnsHelpDponafiexistingdataZI且］也國(guó)nJSavein:|_Jlat?1_pri3sj良匐ddM&aBtt再次打開這個(gè)Ipf.dds文件。L-lDdkiDisplay_uukin.|ikL1JijDispla_/JUi^lcd[page1]:□FieEdtVi&wInsertMarkerPageQptbnsHelpDponafiexistingdataZI且］也國(guó)nJiiBdalamom_dsnInslwcrk-:-sjinthesisvepifiMtiorJpf.ddrOPENINGASAVEDDISPLAYWINDOWFibram&Fil&toltype:￡pen_Cancel(8)調(diào)整濾波器電路疆申a.點(diǎn)擊原理圖窗口中的ViewAll圖標(biāo)」』，會(huì)自動(dòng)調(diào)整原理圖的顯示。b.現(xiàn)在，在Ipf原理圖配合Shift和Ctrl鍵選擇C1和L1。

T-riTdtiIhirn=Z=SJCknI2TlT->r-i7Nim=2-=""1i-I-r-ic.點(diǎn)擊Tune圖標(biāo)I炒開始調(diào)節(jié)電路。FfIhi:Ir.Minii-IhiT-riTdtiIhirn=Z=SJCknI2TlT->r-i7Nim=2-=""1i-I-r-ic.點(diǎn)擊Tune圖標(biāo)I炒開始調(diào)節(jié)電路。FfIhi:Ir.Minii-IhiI11IJIIHI.