ADS设计实验教程
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实验七、谐波平衡法仿真概述本练习将继续进行1.9G放大器(amp_1900)的设计和给出谐波平衡仿真器的基本知识,谐波平衡仿真能分析频谱、压缩输出功率,计算TOI和其它一些非线性测量。
任务●建立并运行一个基频谐波平衡仿真。
●建立并运行一个双频谐波平衡仿真。
●应用仿真和源控制的变量。
●测试增益,压缩功率输出,资用功率,噪声系数,三阶交调(IP3 )和其它一些特性。
●在谐波平衡(HB)数据中运用ts(时间序列)变换。
●方程式、平面曲线和MIX表格的操作。
目录1.建立一个具有P_1基频源的电路 (116)2.建立一个单音(one-tone)谐波平衡仿真 (116)3.对V out以dBm为单位写一个测量方程式并仿真 (116)4.对频谱、方程和节点电压的ts(时间序列)作图 (117)5.运用函数和索引对V out和Mix进行操作 (118)6.对传递功率和Zin进行仿真 (120)7.运用XDB仿真器对增益压缩进行测试 (121)8.对扫描的功率的压缩状况进行仿真 (122)9.对不同的增益、功率和线性方程作图 (124)10.带变量的双音(two-tone)谐波平衡仿真 (125)11.运用方程获取和控制谐波平衡数据 (126)12.对IP3或TOI (3阶交截点)仿真 (127)13.选作一针对TOI测量作RF功率扫描 (128)步骤1.建立一个具有P-I基频源的电路a.如果文件system_prj仍然打开,就关掉它。
然后,打开任务amp_1900和原理图s_final。
b.用一个新名称:hb_basic保存原理图s_final。
删除所有仿真测量组件及输入端口(Term)。
如下图一样开始建立设置。
c.为RF输入端插入一个P_1 Tone(从source_Freq Domain面板调入)。
d.如图示输入4个pin labels(node names节点名):Vin,V out,VC和VB,这样电压在数据组(dataset)中是可用的。
实验五、S参数仿真与优化概述本练习继续进行amp_1900设计。
它将讲述如何对各种S参数进行设置、运行、优化以及对结果绘图。
此外,优化器也用于创建阻抗匹配网络。
任务●测量增益和阻抗●设置并使用扫描计划,参数扫描和阻抗方程●计算匹配网络的值●对匹配网络调整●优化处理,以满足设计目标●使用噪声和增益圆图目录1.设置理想元件电路和仿真 (73)2.仿真并对数据绘图,其中包括修正的读出标记 (74)3.写出改变终端阻抗的方程 (75)4.在数据显示中计算L、C值 (75)5.代入L和C计算并仿真 (76)6.添加匹配元件L和C,仿真,并对结果绘图 (78)7.调整输入端匹配值 (79)8.添加输出匹配元件 (80)9.设置优化控制器和优化目标 (80)10.使元件能够进行优化处理(启动元件优化处理) (82)11.对结果绘图 (84)12.更新优化值并禁用Opt函数 (86)13.对最终匹配电路仿真 (88)14.带增益和噪声圆图的稳态方程 (89)15.选学—对S2P文件读/写S参数数据 (91)步骤1.设置理想元件电路和仿真a.以s_params名保存上一原理图设计(ac_sim)b.按如下步骤修改设计以匹配原理图:●删除AC源和控制器,并删除测量方程、参数扫描以及所有无用变量等。
●从Simulation S_Parameter模板(Palette)中插入终端负载(Term)。
●从集总元件模板中插入两个理想电感:DC_feed以隔离RF与直流通路。
●插入两个理想的隔离(DC block)电容。
●点击Name图表删除节点名,使其为空,再点击节点名(Vin和V out)。
对于S参数仿真,端口终端(Num1和Num2)本身提供了节点。
c.插入一个S参数(S_Parameter)仿真控制器,并设置Start=100MHz,Stop=4GHz,Step=100MHz。
d.保存(Save)设计。
2.仿真并对数据绘图,其中包括修正的读出标记a.确认数据组名为s_params,然后仿真。
实验七、谐波平衡法仿真概述本练习将继续进行1.9G放大器(amp_1900)的设计和给出谐波平衡仿真器的基本知识,谐波平衡仿真能分析频谱、压缩输出功率,计算TOI和其它一些非线性测量。
任务●建立并运行一个基频谐波平衡仿真。
●建立并运行一个双频谐波平衡仿真。
●应用仿真和源控制的变量。
●测试增益,压缩功率输出,资用功率,噪声系数,三阶交调(IP3 )和其它一些特性。
●在谐波平衡(HB)数据中运用ts(时间序列)变换。
●方程式、平面曲线和MIX表格的操作。
目录1.建立一个具有P_1基频源的电路 (116)2.建立一个单音(one-tone)谐波平衡仿真 (116)3.对V out以dBm为单位写一个测量方程式并仿真 (116)4.对频谱、方程和节点电压的ts(时间序列)作图 (117)5.运用函数和索引对V out和Mix进行操作 (118)6.对传递功率和Zin进行仿真 (120)7.运用XDB仿真器对增益压缩进行测试 (121)8.对扫描的功率的压缩状况进行仿真 (122)9.对不同的增益、功率和线性方程作图 (124)10.带变量的双音(two-tone)谐波平衡仿真 (125)11.运用方程获取和控制谐波平衡数据 (126)12.对IP3或TOI (3阶交截点)仿真 (127)13.选作一针对TOI测量作RF功率扫描 (128)步骤1.建立一个具有P-I基频源的电路a.如果文件system_prj仍然打开,就关掉它。
然后,打开任务amp_1900和原理图s_final。
b.用一个新名称:hb_basic保存原理图s_final。
删除所有仿真测量组件及输入端口(Term)。
如下图一样开始建立设置。
c.为RF输入端插入一个P_1 Tone(从source_Freq Domain面板调入)。
d.如图示输入4个pin labels(node names节点名):Vin,V out,VC和VB,这样电压在数据组(dataset)中是可用的。
实验三、直流仿真和建立电路模型概述本章将介绍参数的子网络,在分层设计中如何创建和使用它们。
我们将从一个元件建模开始。
对于性能较好的元件模型,最低层的子网络应包括封装寄生参数。
一个测试模板将用来对一个可以计算,建立并检验的偏置网络的响应进行仿真并输出响应曲线。
该实验中的电路是本教材中其它实验使用的放大器基础。
任务●建立一个考虑寄生参数的通用BJT模型,并保存在自电路中。
●设置并运行大量DC仿真来确定其性能。
●在数据显示中计算偏置电阻。
●在DC仿真基础上建立一个偏置网络。
●测试偏置网络。
目录1.新建任务:amp_1900 (37)2.设置一个通用BJT符号和模型卡 (37)3.对电路添加寄生参数和连接部分 (39)4.观察缺省符号 (39)5.设置设计参数和内建符号 (40)6.用曲线指示模板测试bjt_pkg的子电路 (42)7.修改参数扫描模板 (43)8.在Beta=100和160时仿真 (44)9.打开一个新设计,并在主窗口中查看你的所有文件 (45)10.对直流偏置的参数扫描进行设置并仿真 (46)11.计算共射电路偏置电阻Rb, Rc的值 (49)12.偏置网络 (50)13.对直流解作仿真和注释 (51)14.选学:温度扫描 (52)步骤1、新建任务:amp_1900a. 如果你还没有创建该任务,就请现在创建。
然后在该信任务amp_1900中打开一个新的原理图窗口并以bjt_pkg为名保存它,并在Option→preferences 中进行你希望的设置。
2、设置一个通用BJT符号和模型卡a. 在原理图窗口中,选择面板Devices-BJT.。
选择BJT-NPN放入原理图中,如下所示。
b. 插入BJT_Model模型元件,如下所示。
c. 双击BJT-Model卡。
出现对话框后,点击Component Options,在下一对话框中,点击Clear All使参数可见。
然后点击Apply,该操作会删掉原理图中的Gummel-Poon参数表。
•引言•微波滤波器基本原理•ADS 软件在微波滤波器设计中的应用•微波滤波器制作工艺流程•调试技巧与常见问题解决方案•实验案例分析与讨论•总结与展望目录01引言微波滤波器概述微波滤波器是一种用于控制微波频率响应的二端口网络,广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
微波滤波器的主要功能是允许特定频率范围内的信号通过,同时抑制其他频率范围的信号,从而实现信号的选频和滤波。
微波滤波器的性能指标包括插入损耗、带宽、带内波动、带外抑制等,这些指标直接影响着通信系统的性能。
设计制作与调试重要性设计是微波滤波器制作的首要环节,良好的设计能够确保滤波器的性能指标满足系统要求。
制作是将设计转化为实物的过程,制作精度和质量直接影响着滤波器的最终性能。
调试是对制作完成的滤波器进行性能调整和优化,使其达到最佳工作状态的过程。
本教程旨在介绍微波滤波器的设计、制作与调试过程,帮助读者掌握相关知识和技能。
教程内容包括微波滤波器的基本原理、设计方法、制作流程和调试技巧等。
通过本教程的学习,读者将能够独立完成微波滤波器的设计、制作与调试,为实际工程应用打下基础。
教程目的和内容02微波滤波器基本原理低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器微波滤波器分类工作原理及性能指标工作原理性能指标常见类型微波滤波器特点集总参数滤波器分布参数滤波器陶瓷滤波器晶体滤波器03ADS软件在微波滤波器设计中的应用ADS软件简介及功能模块ADS(Advanced Design System)是一款领先的电子设计自动化软件,广泛应用于微波、射频和高速数字电路的设计、仿真与优化。
ADS软件包含多个功能模块,如原理图设计、版图设计、电磁仿真、系统级仿真等,可满足不同设计阶段的需求。
ADS软件支持多种微波滤波器类型的设计,如低通、高通、带通、带阻等,具有强大的设计能力和灵活性。
微波滤波器设计流程确定滤波器类型和性能指标根据实际需求选择合适的滤波器类型,并确定滤波器的性能指标,如中心频率、带宽、插入损耗、带外抑制等。
ADS教程第2章实验二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 (21)2.建立一个由行为模型构成的RF接收系统 (21)3.设置一个带频率转换的S参数模拟 (22)4.画出S21数据 (24)5.提高增益,再模拟,绘制出另一条曲线 (25)6.设置一个RF源和一个带相位噪声的本振LO (26)7.设置一个谐波噪声控制器 (27)8.设置谐波模拟 (29)9.模拟并画出响应:pnmx和V out (32)10.选学-SDD(象征性定义的元件)模拟 (33)步骤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_sys2. 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。
实验六、滤波器:设计指导、瞬态和矩量法仿真概述这节将说明在ADS中创建滤波器和使用瞬态仿真器的基本操作。
设计指导是用来构建一个集总元件滤波器,矩量法(Momentum)是用来测试微带滤波器。
任务●运用设计指导构建一个200MHz中频低通集总参数滤波器●构建一个1.9GHz射频带通微带滤波器●在微带滤波器中完成瞬态分析●用矩量法(Momentum)仿真微带滤波器●选学——DAC(数据通路元件)练习目录1.改变项目,开始运行设计指导 (96)2.放入一个LPF(低通滤波器)Smart元件并设计滤波器 (97)3. 1.9GHz微带带通滤波器 (99)4.在微带滤波器中的瞬态分析 (101)5.在电路版图(layout)中进行矩量法(Momentum)仿真 (104)6.选作:数据通路元件(Data Access Component)的阻抗响应 (110)步骤1.改变项目开始运行设计指导。
以下步骤将说明一个设计指导怎样既快速又准确地生产一个滤波器。
其方法与E-syn类似,但对期望的响应和拓扑结构有更多的选择和更强的控制。
a.进入ADS主窗口,然后点击File>open Project。
b.如果你被提示保存所有你当前的文档,选择Y es to All,然后打开你先前的任务system_prj。
c.新建一名为filter_lpf的原理图。
d.确认该原理图是当前你的屏幕上唯一打开的原理图。
现在我们将通过以下三个步骤开始该过程。
●点击命令DesignGuide >Filter。
●出现对话框后,选择Filter Control Window并点击OK。
然后找到新窗口Filter DesignGuide。
在下一步,你从面板放入一个smart元件之后该窗口将被激活。
在滤波器设计指导控制窗口中点击Component Palette —All图标(如xia下图所示)。
在你的原理图窗口中会立即出现元件面板。
现在你就可以放入smart元件了。
实验一ADS开发环境实验一、实验目的1、熟悉ADS开发环境中CodeWarrior for ARM Developer Suite组件的应用;2、掌握使用ADS开发环境编译工程项目的方法;3、了解S3C44B0工程基本结构和基础内容。
二、实验内容1、熟悉ADS开发环境及其中的CodeWarrior for ARM Developer Suite组件;2、编译原有工程文件;3、新建工程文件。
三、实验设备1、硬件:JX44B0实验板;PC机;2、软件:PC机操作系统(WINDOWS 2000);ARM Developer Suite v1.2;四、基础知识1、了解ARM体系结构;2、了解ARM汇编语言;3、掌握C、C++语言。
五、实验说明1、ADS简介ADS是一个使用方便的集成开发环境,全称是“ARM Developer Suite v1.2 ”,它是由ARM公司提供的专门用于ARM相关应用开发和调试的综合性软件。
在易用性上比上一代的SDT开发环境有较大提高,是一套功能强大又易于使用的开发环境。
ADS囊括了一系列的应用,并有相关的文档和实例的支持。
使用者可以用它来编写和调试各种基于ARM家族RISC处理器的应用。
你可以使用ADS来开发、编译、调试采用包括C、C++和ARM汇编语言编写的程序。
ADS主要由以下部分构成:——命令行开发工具;——图形界面开发工具;——各种辅助工具;——支持软件。
我们在本实验指导书中用到了“CodeWarrior for ARM Developer Suite”和“AXD Debugger”两个部件。
其中CodeWarrior for ARM Developer Suite用于生成和编译工程,AXD Debugger用于下载和调试工程项目。
本节实验讲解使用CodeWarrior for ARM Developer Suite 编译生成工程项目。
AXD Debugger将在下一节使用。