利用ADS设计VCO的实例

ARM中ADS环境下C语言和汇编语言混合编程及示例(转）lpc2000系列2009-11-18 09:50:51 阅读230 评论0 字号：大中小稍大规模的嵌入式程序设计中，大部分的代码都是用C来编写的，主要是因为C语言具有较强的结构性，便于人的理解，并且具有大量的库支持。

但对于一写硬件上的操作，很多地方还是要用到汇编语言，例如硬件系统的初始化中的CPU 状态的设定，中断的使能，主频的设定，RAM控制参数等。

另外在一些对性能非常敏感的代码块，基于汇编与机器码一一对应的关系，这时不能依靠C编译器的生成代码，而要手工编写汇编，从而达到优化的目的。

汇编语言是和CPU的指令集紧密相连的，作为涉及底层的嵌入式系统开发，熟练对应汇编语言的使用也是必须的。

这里主要讨论C和汇编的混合编程，包括相互之间的函数调用。

下面分四种情况来进行讨论，不涉及C++语言。

一、在C语言中内嵌汇编在C中内嵌的汇编指令包含大部分的ARM和Thumb指令，不过使用与单纯的汇编程序使用的指令略有不同，存在一些限制，主要有下面几个方面：a 不能直接向PC 寄存器赋值，程序跳转要使用B或者BL指令；b 在使用物理寄存器时，不要使用过于复杂的C表达式，避免物理寄存器冲突；c R12和R13可能被编译器用来存放中间编译结果，计算表达式值时可能把R0-R3、R12及R14用于子程序调用，因此避免直接使用这些物理寄存器；d 一般不要直接指定物理寄存器；e 让编译器进行分配内嵌汇编使用的标记是__asm或asm关键字，用法如下：__asm{instruction [; instruction]}或asm(instruction[; instruction])。

下面是一个例子来说明如何在C中内嵌汇编语言C语言文件.c procatlaw#include stdio.hvoid my_strcpy(const char src, char dest){char ch;__asm{loopldrb ch, [src], #1strb ch, [dest], #1cmp ch, #0bne loop }}int main(){char a=forget it and move on!;char b[64];my_strcpy(a, b);printf(original %s, a);printf(copyed %s, b);return 0;}在此例子中C语言和汇编之间的值传递是用C语言的指针来实现的，因为指针对应的是地址，所以汇编中也可以访问。

使用ADS1.2进行嵌入式软件开发(下)上期主要介绍了基于ARM的嵌入式系统软件开发中，怎样来对必要的C库函数进行移植和重定向，以及如何根据不同的目标存储器系统进行程序编译和连接设置。

本期介绍程序中的存储器分配和如何根据设置正确初始化系统。

放置堆栈和heapScatterloading机制提供了一种指定代码和静态数据布局的方法。

下面介绍如何放置应用程序的堆栈和heap。

* _user_initial_stackheap重定向应用程序的堆栈和heap是在C库函数初始化过程中建立起来的。

可以通过重定向对应的子程序来改变堆栈和heap的位置，在ADS的库函数中，即_user_initial_stackheap()函数。

_user_initial_stackheap()可以用C或汇编来实现，它必须返回如下参数：r0：heap基地址；r1：堆栈基地址；r2：heap长度限制值(需要的话)；r3：堆栈长度限制值。

当用户使用分散装载功能的时候，必须重调用_user_initial_stackheap()，否则连接器会报错：Error： L6218E： Undefined symbol Image$$ZI$$Limit (referred from sys_stackheap.o)*存储器模型ADS提供了两种实时存储器模型。

缺省时为one-region，应用程序的堆栈和heap位于同一个存储器区块，使用的时候相向生长，当在heap区分配一块存储器空间时需要检查堆栈指针。

另一种情况是堆栈和heap使用两块独立的存储器区域。

对于速度特别快的RAM，可选择只用来作堆栈使用。

为了使用这种two-region模型，用户需要导入符号use_two_region_memory，heap使用需要检查heap的长度限制值。

对这两种模型来说，缺省情况下对堆栈的生长都不进行检查。

用户可以在程序编译时使用 -apcs/swst 编译器选项来进行软件堆栈检查。

基于ADS的功率放大器设计实例与仿真分析基于ADS（Advanced Design System）的功率放大器设计实例与仿真分析，可以从功率放大器的设计步骤、ADS的使用方法以及仿真分析结果等方面进行详细阐述。

以下是一个关于微带带通滤波器的功率放大器设计实例与仿真分析的论述。

第一步是设计微带带通滤波器，该滤波器会被用作后续功率放大器的输入端。

为了实现滤波器的设计，可以使用ADS中的电路设计工具。

首先，根据输入信号的频率要求和滤波器的通频带范围，可以设置滤波器的中心频率和带宽。

然后，可以选择合适的滤波器拓扑结构，如二阶椭圆滤波器或Butterworth滤波器等。

接下来，可以计算并选取滤波器所需的阻抗、电感和电容等元件数值。

最后，将设计好的滤波器电路进行布线，并进行仿真分析。

接下来是功率放大器的设计。

在滤波器的输出端，接入功率放大器电路。

首先，可以选择适当的功率放大器拓扑结构，如BJT放大器、MOSFET放大器或GaAsHEMT放大器等。

然后，根据输出信号要求和功率放大器的增益、线性度要求，可以计算并选取合适的偏置电流和工作电压等参数。

接下来，根据电路的参数和设计需求，可以进行功率放大器电路的分析和调整。

通过调整各个参数和拓扑结构，可以获得较好的功率放大器的设计效果。

在进行功率放大器的AD仿真时，将滤波器和功率放大器电路进行连接，并将输入信号的频率与幅度设置为所需的值。

可以通过修改电路参数，如管子的偏置点、交叉点的电阻等，来观察功率放大器在不同工作条件下的性能表现，并且可以分析功率放大器电路的输入输出特性、增益、功率效率等指标。

如果发现电路存在问题或者不满足设计需求，可以通过改变电路的参数、调整滤波器的结构等方式进行优化，再次进行仿真分析。

最后，根据仿真结果，可以对功率放大器进行性能评估和分析。

通过比较仿真结果与设计要求，可以判断设计的功率放大器是否满足预期的性能指标。

如果仿真结果不理想，可以进行参数调整、电路优化等方法来改善电路性能。

关于VCO的仿真设计随着科技的发展和应用范围的不断扩大，VCO（Voltage Controlled Oscillator）在通信系统、信号处理等领域中得到了广泛应用。

VCO是一种根据输入电压调整频率输出的电路器件，具有稳定性好、调节范围宽等优点。

在进行VCO的仿真设计时，需要考虑到电路参数的选择、电路拓扑结构的设计以及仿真结果的验证等方面。

本文将从这三个方面介绍VCO的仿真设计。

首先，需要选择合适的电路参数。

对于VCO来说，有两个非常重要的参数，即控制电流和共模电流，它们决定了VCO的工作频率和频率稳定性。

因此，在进行仿真设计时，需要根据实际需求来选择这两个参数的数值。

一般来说，较大的控制电流和较小的共模电流可以得到较大的频率范围和较小的频率漂移。

其次，需要设计合适的电路拓扑结构。

VCO的电路拓扑结构有很多种，常见的有Colpitts结构、Hartley结构和Clapp结构等。

这些结构在设计上各有优劣，可以根据实际应用来选择合适的结构。

例如，Colpitts结构适合在较低频率范围内工作，而Hartley结构则适合在较高频率范围内工作。

在进行仿真设计时，需要根据所选择的电路拓扑结构来建立相应的模型，并对其进行参数调整和优化。

最后，需要对仿真结果进行验证。

在进行VCO的仿真设计时，可以使用电路仿真软件进行电路模型的建立和仿真测试。

在仿真测试过程中，需要对各种输入电压条件下的输出频率进行记录和分析，以评估VCO的性能指标。

同时，还可以通过参数扫描和参数优化等方法，对VCO的性能进行进一步改善。

在验证结果时，可以与实际电路进行比较，以确保仿真结果的准确性和可靠性。

综上所述，VCO的仿真设计是一个复杂而又关键的过程，需要考虑到电路参数的选择、电路拓扑结构的设计以及仿真结果的验证等方面。

通过合理选择电路参数、设计合适的电路拓扑结构以及进行仿真结果的验证，可以得到性能较好的VCO电路，满足实际应用的需求。

在未来的研究中，可以进一步改进仿真设计方法，提高VCO的性能和稳定性。

一种宽调频高频LC VCO的设计压控振荡器可分为环路振荡器和LC振荡器。

环路振荡器易于集成，但其相位噪声性能比LC振荡器差。

为了使相位噪声满足通信标准的要求，这里对负阻LC压控振荡器进行了分析，利用安捷伦公司的ADS软件设计了一款性能优异的压控振荡器，并对其进行仿真验证。

1 电路原理及设计1.1 buffer的设计射极跟随器(又称射极输出器，简称射随器或跟随器)是一种共集(Comm ON Collector)接法的电路，如图l所示。

它从基极输入信号，从射极输出信号。

其输入阻抗高，对前级电路影响小，可作为多级放大器的第1级;输出阻抗低，带负载能力强，可作为多级放大器的输出级。

由于其上述2个特点，可以在多级放大器里用作缓冲级。

信号从发射极输出的放大器。

其特点为输入阻抗高，输出阻抗低，电压放大系数略低于1，带负载能力强，也可认为是一种电流放大器，常用于阻抗变换和级间隔离。

三极管按共集方式连接，即基极与发射极共地，基极输入，发射极输出，亦称为共集电极放大器。

动态电压放大倍数小于1且接近1，且输出电压与输入电压同相，但输出电阻低，具有电流放大作用，因此具有功率放大作用。

图2是对buffer隔离作用的仿真。

通过仿真发现：压控振荡器与外部电路相接时，外部电路阻抗的变化不会对压控振荡器的阻抗产生影响。

1.2 电路原理及设计仿真压控振荡器按构成原理可分为反馈型振荡器和负阻型振荡器2大类。

这里采用负阻型振荡器，其主要是由负阻器件和谐振回路组成的振荡器，利用负阻器件的负电阻效应与谐振回路中的损耗正电阻相抵消，维持谐振回路的稳定振荡。

图3为压控振荡器电路。

图3中VQ5，VQ6管的负跨导可以补偿振荡中的电路损耗，为振荡提供能量。

控制电压Vr控制变容二极管电容的变化，以达到控制振荡频率的目的。

VQ5和VQ6尺寸相同，交叉耦合，忽略沟道调制效应和体效应等二阶效应，可得到其等效电路，如图4所示。

由于Vce5=Vbe6，Vce6=Vbe5，在振荡平衡时，A、B两点的电压幅度对称相等，得Vce5=Vce6，则VQ5的集电极到发射极(即AM两端)的交流等效电导为：式中，gmVbe5前面加负号的原因为：此电流源增大时Vce5是减少的。

ADS设计压控振荡器VCO引言：在无线通信系统和射频电路中，压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator, VCO)是一个关键的组件，常用来产生射频信号的频率。

在过去，VCO的设计主要采用传统的手工设计方法，这种方法存在效率低、耗时长、成本高等问题。

随着计算机软件的发展，先进设计软件(Advanced Design System, ADS)的使用，可以极大地提高VCO的设计过程的效率和精确度。

本文将使用ADS来设计一个压控振荡器，并介绍设计的步骤与方法。

1.设计规格：在进行VCO的设计之前，需要明确设计所需的规格和要求。

规格包括振荡频率范围、输出功率、频率调谐范围、相位噪声等。

以一个短波FM 调频收音机的压控振荡器为例，规格如下：-振荡频率范围：88MHz至108MHz-输出功率：10dBm-频率调谐范围：±30kHz2.基本设计步骤：a.选择合适的振荡电路拓扑在设计VCO时，需要选择适合应用的振荡电路拓扑。

常见的振荡电路拓扑包括Colpitts振荡器、Hartley振荡器、Clapp振荡器等。

选择适合的振荡电路拓扑可以满足设计规格并降低设计复杂度。

b.选择合适的振荡器元件和参数根据规格要求，选择合适的元件，如电容、电感和晶体管等。

同时，确定振荡器的参数，如电感值、电容值、稳压电源等。

这些参数的选择与规格要求和电路拓扑有关。

c.设计反馈网络振荡器的稳定性要求设计一个合适的反馈网络。

反馈网络可以提供适当的相移和放大来使振荡器产生振荡。

反馈电容和电感的选择要根据设计规格和稳定性要求进行。

d.电压控制和频率调谐电路设计VCO的特点是其输出频率可以通过调整输入电压来实现调谐。

设计电压控制和频率调谐电路，以实现规定的频率调谐范围和线性度。

3.ADS模拟仿真设计将以上设计步骤导入ADS软件中进行模拟仿真设计。

ADS提供了丰富的电路设计小工具和分析工具，可以进行电路拓扑优化、参数调整、稳定性分析、相位噪声分析等多种分析。