ADS 中文教程

目录： 1、 电路模拟基础 2、 系统模拟基础 3、 DC模拟和电路模型 4、 AC模拟和调整 5、 S参数模拟和优化 6、 滤波器：瞬态， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 指导，momentum（无源电路的 2.5D模拟工具），DAC 7、 谐波平衡模拟 8、 电路包络模拟 9、 最终电路/系统模拟 本教程是设计一个用于 1900MHz GSM的 RF接收系统，包含的部件主要有： 1、 200MHz由集总参数元件构成的低通滤波器 2、 1900MHz由微带线构成的带通滤波器 3、 1900MHz的功放 4、 把 1900MHz变到 200MHz的混频器 5、 其他小部件 在完成这个系统的过程中，就可以掌握目录所示的内容。 Xplay 2003年 9月 limy_sh link limy_sh link 第一章 电路模拟基础.....................................................................................................................3 概要...........................................................................................................................................3 目标...........................................................................................................................................3 目录...........................................................................................................................................3 开始...........................................................................................................................................3 『1』运行 ADS................................................................................................................3 『2』建立新项目.............................................................................................................4 『3』检查你的新项目内的文件 .....................................................................................5 『4』建立一个低通滤波器设计 .....................................................................................5 『5』设置 S参数模拟.....................................................................................................6 『6』开始模拟并显示数据.............................................................................................7 『7』储存数据窗口.........................................................................................................9 『8』调整滤波器电路...................................................................................................10 第二章 系统模拟基础...................................................................................................................12 概要.........................................................................................................................................12 目标.........................................................................................................................................12 目录.........................................................................................................................................12 开始.........................................................................................................................................13 『1』 建立一个新的系统项目和原理图 .................................................................13 『2』 建立一个由行为模型构成的 RF接收系统 ..................................................13 『3』 设置一个带频率转换的 S参数模拟.............................................................14 『4』 画出 S21数据.................................................................................................16 『5』 提高增益，再模拟，绘制出另一条曲线 .....................................................16 『6』 设置一个 RF源和一个带相位噪声的本振 LO............................................17 『7』 设置一个谐波噪声控制器 .............................................................................18 『8』 设置谐波模拟.................................................................................................20 『9』 模拟并画出响应：pnmx和 Vout ..................................................................21 limy_sh link 第一章 电路模拟基础 概要 这一章包括基础界面、ADS 文件、原理图、模拟、和数据显示等内容。另外还有一个简单 的例子。 目标 建立一个新的项目和原理图设计 设置并执行 S参数模拟 显示模拟数据和储存 在模拟过程中调整电路参数 使用例子文件和节点名称 执行一个谐波平衡模拟 在数据显示区写一个等式 目录 『1』运行 ADS 『2』建立新项目 『3』检查你的新项目内的文件 『4』建立一个低通滤波器设计 『5』设置 S参数模拟 『6』开始模拟并显示数据 『7』储存数据窗口 『8』调整滤波器电路 『9』模拟一个 RFIC的谐波平衡 『10』增加一个线标签（节点名称），模拟，显示数据 开始 『1』运行 ADS 很简单，在开始菜单选择图标，运行后界面如下： 『2』建立新项目 a． 在主窗口，点击图标：View Startup Directory。会显示你所定缺省目录的 ADS项 目文件夹。（一般安装时缺省目录是 C:\user\default，你可以修改，但是注意不能用 中文名称或放到中文名称的目录中，因为那样在模拟时会引起错误） b． 会弹出如下对话框 项目名称为 lab1。 下面的下拉菜单主要是设定单位的，在微带线布局时有用，我们选择 mil。 C．点击 OK建立新项目，并且会出现原理图窗口。 『3』检查你的新项目内的文件 a． 看左边的文件浏览窗口。目前显示你在 lab1项目内。 b． 在主窗口，双击 networks目录,目前里面没有原理图文件。 『4』建立一个低通滤波器设计 a． 在主窗口，点击 New Schematic Window图标 ，也可以使用刚才自动打开 的原理图窗口。 b． 储存原理图。点击 图标，取名 lpf。现在 network目录中会出现 lpf.dsn文件。 c． 在元件模型列表窗口中选择 Lumped－Components（集总参数元件）项。示意图如 下 d． 从该选项左边面板中选择电容 capacitor C 可以用 Rotate图标旋转，放好以后，再放入另一个电容。 e． 然后放入电感 ，地 ，用线 把他们连起来。 f． 在元件模型列表窗口选择 Simulation－S_Param 项，在该项面板中选择 S－ parameter模拟控制器（象个齿轮）和端口 Term放到图上。用 ESC结束命令。使用 图标 调整这些元件的参数如下图所示： 『5』设置 S参数模拟 a． 双击齿轮打开配置窗口，把 Step－size改成 0.5GHz，选择 ok。 b． 在上面的窗口点击 display标签，会显示所有可以显示在原理图中的项目。 『6』开始模拟并显示数据 a． 点击原理图窗口上方的 Simulate图标 ，开始模拟。 b． 然后就会弹出状态窗口，显示模拟的相关信息。 c． 模拟完成以后，如果没有错误，会自动显示数据显示窗口，可以看到窗口左上方的 名称为 lpf。 上图的 NOTE说明，lpf右上角的*代表还没有储存。 在这个窗口中可以以表格、圆图或等式的形式显示数据。 d． 点击 Rectangular Plot图标，把一个方框放到数据显示窗口中去，会自动弹出对话框， 选择要显示的 S（2，1）参数，点击 Add按钮，选择 dB为单位，点击 Ok。 e． 然后就会显示一个合理的低通滤波器响应。 f． 点击 Marker>New，可以把一个三角标志放在图上，可以用键盘和鼠标控制它的位 置。 『7』储存数据窗口 a． 储存的缺省名称为 lpf，扩展名为.dds，该文件会储存在项目文件夹的根目录中，而 数据文件，即所有的.ds文件和数据设定，会储存在 data子目录中。 b． 关上上述窗口，再通过点击原理图窗口的 Data Display 图标 再次打开 这个 lpf.dds文件。 『8』调整滤波器电路 a． 点击原理图窗口中的 View All图标 ，会自动调整原理图的显示。 b． 现在，在 lpf原理图配合 Shift和 Ctrl键选择 C1和 L1。 c． 点击 Tune图标 开始调节电路。 调节的结果会即时显示在数据显示窗口中，在 Trace History中设定 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 的轨迹 数量，线上的三角标志会自动调整到最新的线上。 d． 改变调节的范围：在调节控制对话框中点击 Details图标 ，可以打开详 细的选项控制面板 可以设置调节范围，调节步长等参数。 e． 调节过程中，点击 Update 按钮，更新原理图中相应元件的参数，也可以点击 Component按钮，增加更多的调整参数。 f． 调整满意以后，点击 Cancel按钮，数据显示窗口会留下最后一条线，然后可以 保存。则部分教程只是为了练习操作。 第二章 系统模拟基础 概要 这一章介绍了如何使用行为模型建立一个系统（例如我们要做的接收系统），这一步是设计 系统的第一步，通过对系统级行为模型的模拟，来接近所需的系统性能。先设定系统组件为 所需的性能，然后逐步用独立的电路替换，并可以比较两者的性能差异。 目标 使用上一章的技巧和经验 使用行为模型（滤波器、放大器、混频器）建立一个 RF接收器的系统项目，RF＝1900MHz， IF＝100MHz 使用一个 RF源，带相位噪声的本振 LO和一个噪声控制器 测试系统：S参数，频谱，噪声等等 目录 『1』建立一个新的系统项目和原理图 『2』建立一个由行为模型构成的 RF接收系统 『3』设置一个带频率转换的 S参数模拟 『4』画出 S21数据 『5』提高增益，再模拟，绘制出另一条曲线 『6』设置一个 RF源和一个带相位噪声的本振 LO 『7』设置一个谐波噪声控制器 『8』设置谐波模拟 『9』模拟并画出响应：pnmx和 Vout 『10』可选内容－SDD（象征性定义的元件）模拟 开始 『1』 建立一个新的系统项目和原理图 使用上一章学到的方法，建立一个新的项目取名 rf_sys 『2』 建立一个由行为模型构成的 RF接收系统 a． Butterworth滤波器：在元件模型列表窗口中找到带通滤波器项目Filters-Bandpass。 插入一个 Butterworth滤波器。设定为：中心频率 Fcenter＝1.9GHz。通带带宽 BWpass ＝200MHz，截止为 BWstop＝1GHz。 b． 放大器：在元件模型列表窗口中找到 System-Amps&Mixers 项目，插入放大器 Amplifier。设定 S21＝dbpolar（10，180）。 c． Term：在 port1 插入一个端口。端口 Terms 在元件模型列表窗口的 Simulation-S_Param中找。 关于 Butterworth滤波器请注意－Butterworth滤波器的行为模型是理想情况的，所 以在通带内没有波纹。换成滤波器和放大器的电路模型以后，会产生波纹。对于带 波纹的系统滤波器，可以采用椭圆滤波器的行为模型。 接下来要往系统中添加混频器和本振 LO的行为模型。 d． 在元件模型列表窗口中找到 System-Amps&Mixers项目，在功放 amp输出口插入一 个混频器 Mixer的行为模型，注意是插入 Mixer 而不是 Mixer2。Mixer2 是 用于非线性分析的。 e． 设定混频器 Mixer ConvGain＝dbpolar（3，0）。这里 dbpolar 是极坐标表示，代表 3dB。设定Mixer SideBand＝LOWER，设定取混频器两个输出的低端。 f． 可以按 F5键，再点击原理图上的组件图形，移动组件的文字。 g． 在元件模型列表窗口中找到 Sources-Freq Domain项目，插入 V_1Tone源和上图中 标出的 50ohm电阻和地，这样可以提供 100MHz的中频输出。 h． 如图所示，在混频器的输出口加一个低通 Bessel滤波器（在元件模型列表窗口中的 Filters-Lowpass项目中），设置 Fpass＝200MHz。 i． 在 port2放一个端口 Term。最终的系统电路如下所示： 『3』 设置一个带频率转换的 S参数模拟 a． 插入控制齿轮，设定模拟参数为：1GHz到 3GHz，step步长为 100MHz。 b． 编辑模拟控制器，在 Parameters标签内选上 AC frequency conversion。 c． 在 Display标签内选择 FreqConversion和 FreqConversionPort两项，让它们在原理图 中显示出来。 d． 点击 Simulate>Simulation Setup。当对话框出现，把缺省的 dataset 名称改为 rf_sys_10dB，代表该系统有 10dB的放大器增益。 e． 点击 Apply和 Simulate开始模拟。 『4』 画出 S21数据 a． 在数据显示窗口中插入一个网格显示的 S21图形。 b． 把一个三角标记放到 1900MHz 的线上。增益为混频器的转换增益减去因为失配造 成的一些损耗。 『5』 提高增益，再模拟，绘制出另一条曲线 a． 回到原理图，改变放大器增益 S21到 20dB。 b． 点击 Simulate>Simulation Setup，改 dataset名称为 rf_sys_20dB。点击 Apply，开始 模拟。 c． 当模拟结束以后，你会被提醒是否改变缺省 dataset，回答 No。 d． 双击编辑已经有的 10dB线。当对话框出现，点击下拉框查看可用的 datasets和等式， 选择 rf_sys_20dB dataset。 e． 选择显示 S21数据，单位选 dB，让 S21在数据显示窗口显示，注意整个 dataset的 路径会显示出来，因为它不是缺省 dataset。 f． 把新的三角标志放到新的线上，选择所有的标志，点击命令Marker>Delta Mode On， 看看两个模拟之间 10dB的差值。保存。 『6』 设置一个 RF源和一个带相位噪声的本振 LO 接下来演示如何使用谐波平衡模拟器模拟振荡器的行为模型带来的相位噪声。 a． 用新名称 rf_sys_phnoise保存当前的原理图。 b． 在已经保存的原理图中，删除 S_param simulation controller就是那个齿轮，V_1Tone 本振源 LO source，50ohm电阻和地。 c． 用 P_1Tone 源更换 port1Term，设定功率和频率如下：Freq＝1.9GHz，P＝polar （dbmtow（－40），0）。注意 polar与 dbpolar单位不同，把源的名称改为 RF_source， Num＝1； d． 插入一个线标记 Vout（节点），完成后的原理图如下： e． 在元件模型列表窗口中找到 Sources-Freq Domain 项目，插入 OSCwPhNoise，连 接到混频器 mixer 上。设定 Freq＝1.8GHz，修改 PhaseNoise list 如下图所示。 OSCwPhNoise已经自带了 50ohm电阻注意这和『2』节中的 V_1Tone加 50ohm的 电阻的功能类似，就是多了相位噪声。 『7』 设置一个谐波噪声控制器 a． 在元件模型列表窗口中找到 Simulation-HB 项目，在原理图上插入噪声控制器 NoiseCon。 注意：NoiseCon组件和 HB谐波模拟一齐使用。它便于你把模拟控制和噪声测量分 开。你也可以在仅仅使用一个 HB控制器的情况下，为不同的噪声测量设定和使用 多个噪声控制。 b． Freq tab 频率标签－编辑 Noise Con－设定 Sweep Type 为 log，范围从 10Hz 到 10KHz，步长 5。 c． 在 Nodes tab标签中点击 Pos Node下拉框，选择 Vout节点，点击 Add按钮。噪声 控制器同其它的 ADS组件一样，能够在原理图中修改节点的名称。 d． 在 PhaseNoise标签中选择相位噪声类型 Phose Noise Type为 Phase Noise spectrum， 设定载频 carrier Frequency为 100MHz。这是带由 LO引入的相位噪声的中频频率。 e． 在显示标签Display tab中把如下图示出的项目显示在原理图上，并作出相应的修改。 『8』 设置谐波模拟 a． 在元件模型列表窗口中找到 Simulation-HB项目，在原理图中插入 HB模拟控制器 。 b． 编辑 HB控制器（双击）。把缺省的频率值改为 1.8GHz，点击 Apply。然后增加 RF 频率 1.9GHz，点击 Apply。 c． 在 Display标签中，让MaxOrder显示出来，点击 Apply。 注意：你只需要在控制器中指定本振 LO的频率（1.8GHz）和 RF频率（1.9GHz）。 不需要指定其它的频率，因为 Order（谐波）和 Maximum order（混频产物）的缺 省值将计算电路中其它的 tones，包括 100MHz的中频 IF。 d． 如下图所示，在 NoiseCon标签中选择 NoiseCons。然后使用 Edit按钮选择 NC1为 你设定的 Noise Con的实例名称。点击 Add和 Apply。 e． 在显示 Display标签的 HB Display标签中，选择下图项目显示在原理图上。 完整的原理图如下所示，在开始模拟之前，检查是否相符： 『9』 模拟并画出响应：pnmx和 Vout a． 插入一个 rectangular绘制 pnmx。使用 Plot Options设定 X轴的单位为 Log。插入 一个三角标记观察频偏。插入一个 rectangular 绘制 Vout，单位设定为 dBm，在中 频信号 100MHz处放一个三角标记。输入功率为－40dBm，加上 23dB的功放增益 和转换增益，输出为图中所示的－17dBm。 b． 储存。你现在已经完成了设计 RF 接收器的第一步，在下面的章节中，你将用电路 替换系统模型组件。 第一章 电路模拟基础 概要 目标 目录 开始 『1』运行ADS 『2』建立新项目 『3』检查你的新项目内的文件 『4』建立一个低通滤波器设计 『5』设置S参数模拟 『6』开始模拟并显示数据 『7』储存数据窗口 『8』调整滤波器电路 第二章 系统模拟基础 概要 目标 目录 开始 建立一个新的系统项目和原理图 建立一个由行为模型构成的RF接收系统 设置一个带频率转换的S参数模拟 画出S21数据 提高增益，再模拟，绘制出另一条曲线 设置一个RF源和一个带相位噪声的本振LO 设置一个谐波噪声控制器 设置谐波模拟 模拟并画出响应：pnmx和Vout