射频电路理论与设计第12章ADS射频电路仿真设计简介

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1、,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（Advanced Design System）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

2、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（Dave Packard）和比尔休利特（Bill Hewlett）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

3、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。,12.2 ADS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）

4、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

5、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。,12.3 ADS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

6、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

7、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,12.4 ADS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

8、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、仿真原理图的环境，是进行设计时使用最多的视窗。,12.4.3 数据显示视窗 当在原理图上完成设计仿真后，可以在数据仿真视窗显示仿真结果。,12.4.4 版图视窗 在原理图上完成设计仿真后，需要将设计的原理图转换为版图。版图视窗用来进行版图的设计、编辑与仿真。,