ads教程1_电路模拟基础

1 实验一、电路模拟基础 概 要 该实验包括用户基础界面，ADS 文件的创建过程包括建立原理图、仿真控件、 仿真、和数据显示等部分的内容。该实验还包括调谐与谐波平衡法仿真的一个简单 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 2. 建立新项目 3 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 9. 模拟一个RFIC的谐波平衡 12 10. 增加一个线标签（节点名称） ，模拟，显示数据 16 2 步骤 1.运行运行ADS 在开始菜单中选择“Advanced Design System 2005A Advanced Design System”（见 图一）。 图一、开始菜单中 ADS 2005A 的选项 用鼠标点击后出现初始化界面。 图二、ADS 2005 初始化界面 随后，很快出现 ADS 主菜单。 图三、ADS 主菜单 3 如果，你是第一次打开 ADS，在打开主菜单之前还会出现下面的对话框。询问使用 者希望做什么。 图四、询问询问使用者希望做什么的对话框 其中有创建新项目 （Create a new project） ； 打开一个已经存在的项目 （Open a existing project） ； 打开最近创建的项目 （Open a recently used project） 和打开例子项目 （Open an example project）四个选项。你可以根据需要打开始当的选项。同样，在主菜单 中也有相同功能的选项。如果，你在下次打开主菜单之前不出现该对话框，你可以 在“Dont display this dialog box again”选项前面的方框内打勾。 2.建立新项目建立新项目 a 在主窗口，通过点击下拉菜单“FileNew Project”创建新项目。 图五、创建新项目对话框 其中，项目的名称的安装目录为 ADS 项目缺省目录对应的文件夹。 （一般安 装时缺省目录是 C:userdefault，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） 。 在项目名称栏输入项 目名称“lab1”。 对话框下面的项目技术文件主要用于设定单位。在微带线布局时有用，我们 选择 mil。 4 b点击 OK，此时出现电路原理图向导。 图六、创建子电路和仿真向导界面 这里有三个选项，一个是创建子电路向导、一个是仿真向导、另外一个 是不使用向导。如果，使用向导创建子电路或仿真，你需要按要求给定端口 或其它数据。最后点击“Finish”。如果你选择不使用向导。点击“Finish”,就会 出现原理图设计窗口。 图七、原理图设计窗口 使用该窗口就可以进行原理图设计或仿真。但需注意此时该原理图设计还没 有命名。它使用默认的设计名“untitled1”作为该设计的名字。 5 3.检查你的新项目内的文件检查你的新项目内的文件 a 在ADS主窗口查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。 图八、ADS主窗口 4.建立一个低通滤波器设计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 在原理图设计窗口点击图标，储存原理图。取名LPF1。此时在ADS 主窗口network目录中会出现LPF1.dsn文件。 c 在元件模型列表窗口中选择LumpedComponents（集总参数元件）项。 示意图如下 图九、元件库示意图 d 从该选项左边面板中选择电容图标。然后，在电路图设计窗口放置 电容并用键把电容旋转成竖直状态（见图十） 。 e然后用类似的方法在电路图设计窗口放入电感，利用快捷键，把电容 器的一端接地。利用快捷键，用线把他们连起来。 6 图十、放置电容 图十一、放置电感并把元件连接起来 f 在元件库列表窗口选择SimulationS_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。 图十二、放置仿真控件和终端 用ESC结束放置元件和仿真控件命令。 并使用图标调整这些元件的参 数如下图所示： 图十三、调整后的电路参数 5.设置设置S参数模拟参数模拟 a 双击齿轮状S参数控件标记，打开S参数控件配置窗口，把Stepsize改 成0.5GHz，选择ok。 7 图十四、修改仿真控件的步长 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所有的 仿真控件控制量。 图十五、显示仿真控件控制量 6.开始模拟并显示数据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，显示仿真状态的相关信息 8 图十六、仿真计算状态窗口 c 仿真完成以后，如果没有错误，就会自动出现数据显示窗口（见下图） ， 可以看到数据显示窗口左上方的名称为LPF1。 图十七、数据显示窗口 如果，LPF1 右上角有“*”代表该数据还没有储存。 在这个窗口中可以把计算结果以表格、 圆图或等式的形式显示仿真结果的 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。 9 图十八、选择显示图形的窗口 e 然后就会显示一个合理的低通滤波器响应。 f 点击MarkerNew，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。 图十九、在曲线上添加标记 7.储存数据窗口储存数据窗口 a 储存的缺省名称为LPF1，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。 10 图二十、储存数据 b 保存数据并关闭上述窗口后，再通过点击原理图窗口的Data Display 图 标再次打开这个名为LPF1.dds的数据文件。 图二十一、打开文件“LPF1” 8.调整滤波器电路调整滤波器电路 a 点击原理图窗口中的View All图标，原理图窗口会自动调整原理 图的显示使其与当前窗口的大小相适应。 b 在LPF1原理图窗口点击Tune图标，出现调谐控制对话框。 11 图二十二、调谐控制对话框 c 现在，在LPF1原理图窗口，用光标选择C1和L1。 图二十三、在LPF1原理图窗口选中C1和L1 此时，调谐参数窗口变成下面的样子。 图二十四、新的调谐控制对话框 在控制对话框中调节L1和C1的结果会即时显示在数据显示窗口中线上的三角 标志会自动调整到最新的曲线上。 12 图二十五、调谐控制对话框实时调整曲线 d 改变调节的范围：在调节控制对话框中，可以直接修改最大、最小、调 节步长和变化比例等参数。 图二十五、在调谐控制对话框修改参数 e 调节过程中，点击Update Schematic按钮，可以更新原理图中相应元 件的参数值。 也可以在原理图中用光标， 增加更多的元件参加调整参数。 f 调整满意以后，点击Closel按钮。此时，出现下面的对话框询问是否 更新相应元件的参数值。点击“Yes”。保存该结果。 图二十六、保存更新 g 使用 Save 图标保存原理图和显示数据 （右图所示， 两窗口中均有） ， 然后把这两个窗口都关闭了 （右上角的 X 按钮） ， 只留下 ADS 主窗口。 下面，我们将对一个 ADS 范例应用谐波平衡法。 13 重要备注：重要备注：ADS 范例使用范例使用 我们可以在范例目录里找到随 ADS 一起安装的所有范例。但是必须把它们拷 贝到另一个目录里，才能在你的设计中使用它们。一般来说，范例目录是只读的， 而且这些文件不能随意改动。下面我们将为你介绍一些积累经验的范例以利使用。 9.用谐波平衡法对用谐波平衡法对 RFIC 仿真仿真 a进入 ADS 主窗口，点击 View Example Directory（查看范例目录图标）可以 查看范例名称列表，先不要作任何操作，简单浏览选项一遍。随后点击 View current working directory（查看当前工作目录）图标，可看到你还在 lab1 项目 中。 b下面你将从范例目录中拷贝一个原理设计到任务 lab1（网络图）中。在 ADS 窗口中，点击 FileCopy Design，出现拷贝设计对话框。 14 c从设计中选择范例设计。出现对话框后，选择 Example Directory 和 Browse， 然后利用对话框，双击 RFICAmplifier_PrjnetworksHBtest.dsn To Path（到路径）详细说明：选择 Working Directory（工作路径） ，也就是 任务 Lab1 的网络目录。同时选上 Copy Design Hierarchy 框。点击 OK，HBtest 的一个附件就会拷贝到 Lab1 的网络中。拷贝完成后，打开原理图窗口并使用 图标或 FileOpen Design，打开 HBtestdsn（如图所示）这是 HBtest.dsn 的顶层。在此设置谐波平衡仿真。点击放大器符号，再点击图标：push into Hierarhy，就可进入放大器子电路。 15 f注意子电路中有一些有模型说明（模型卡）的基本元件。点击图标：“Pop out of Hierarchy”回到设置仿真的顶层。 g进入上层后，双击 Harmonic Balance controller 可查看谐波平衡控制器，也 可通过选中它后，点击“编辑”图标。 16 h谐波平衡控制器有许多栏设置仿真参数，该步骤目的是为熟悉仿真控制器， 并不需要了解所有的设置。 仔细查看它们， 但不要改动， 完成后点击 Cancel。 该控制器设置为计算有 5 次谐波的 960MHz 频率。同时基频信号（原理 图中）频率也为 960MHz。 10.添加连接线符号（节点名） ，仿真和画数据曲线添加连接线符号（节点名） ，仿真和画数据曲线 a点击右图的 Name 图标。出现对话框后，输入名称 Vin。点击 amp 的输 入端的引线或节点。完成后点击 close（关闭） 。该原理图就有了 Vin 和 Vout 引线符号。 17 b点击 Simulate 按钮。仿真完成后，Vi n 和 Vout 处节点电压在数据显示 （Data DisPlay）中就有效了。 c 以 dBm 的格式画出 Vout 频谱图打开数据显示窗口后， 选择 Rectangular Plot，并插入。同时，会弹出一对话框，选择 Vout，点击 Add。接着，对话框 会询问：Spectrum in dBm，点 OK，曲线便会生成。 d放入一个 Marker 在基频上以检验它是不是 960MHz。 18 e. 插入一个方程计算增益。在图表显示窗口，点击图标。进入公式编辑对 话框。输入增益