ADS-电路包络仿真
- 格式：doc
- 大小：809.00 KB
- 文档页数：18
ADS-电路包络仿真
2
———————————————————————————————— 作者：
———————————————————————————————— 日期：
个人收集整理，勿做商业用途
电路包络仿真
概 述
这节主要讲述了电路包络(Circuit Envelop)仿真的基础。针对输入信号是脉冲或诸如GSM、CDMA调制信号，对输出信号作时域和频域仿真。
任 务
运用一个特性放大器，设置电路包络与仿真
试验仿真参数
测试失真
使用解调元件和方程
仿真具有GSM信号的1900MHz放大器
作出载波和基带信号数据图形
在频域和时域对数据组进行操作
目 录
1. 创建一个PtRF源和特性放大器(behavioral Amp) …………………… 133
2. 设置包络仿真控制器…………………………………………………… 133
3. 仿真并作出时域响应图………………………………………………… 134
4. 在特性放大器中加入失真……………………………………………… 135
5. 设置一个解调器和一个G S M 源………………………………………137
6. 设置带变量的包络仿真………………………………………………… 138
7. 仿真并对解调结果作图………………………………………………… 138
8. 用一个滤波器对相位失真进行仿真…………………………………… 139
9. 仿真并作出输入和输出调制曲线……………………………………… 140
10. 对具有GSM的amp_1900源进行仿真………………………………… 140
11. 作出GSM信号数据和频谱图……………………………………………141
12. 选作—信道功率计算…………………………………………………… 145 个人收集整理，勿做商业用途
步 骤
1．创建一个PtRF源和特性放大器（behavioral Amp）。
a．在amp_1900任务中，新建一原理图并以ckt_env_basic命名．用下面的步骤建立一个电路图，如一下图所示。
b．从system-Amp＆Mixers面板中，调出一个特性放大器（Amplifier）。如下图设置S参数：S21=l0dB，其相位为0度（dB和相位用逗号分开）。S11和S22是-50dB（回波损失或失配衰减）和0度相位。最后，S12也被设置为0，表明没有反向泄漏（reverse leakage)。确保对S21，S 11和S22使用dbpolar函数，如下图所示。
备注：dbpolar函数是一个把幅度以dB和极化角为度表示的复数转换成用实部和虚部表示复数的函数。
c．插入一个PtRF-Pulse己调制源，并设置功率为P=dbmtow(0）和Freq=900MHz，同时，编辑下列设置并确保每一个设置的display框都打了勾：OffRatio（超比率）=0, Delay（时延）=0ns，Rise time（上升时间）=5ns, Fall time（下降时间）=10 ns，Pulse Width（脉冲宽度）=30 ns和Period（周期）=100 ns。
d．插入一个50Ω电阻，其节点名、接地和导线如上图所示。
2．设置包络仿真控制器
a．插入一个控制器并设置计算频率为900MHz，Order=l。随后，你将加入失真和增加次数（order）。
b．设置stop=50 ns.这个时间完全满足看到整个脉冲宽度，包括上升、下降时间和延迟。
c．设置step=l ns。这就表明信号每lns就进行一次抽样，所以总共有51个数据采样点。
个人收集整理，勿做商业用途
3.仿真并作出时域响应图
a．仿真并查看状态窗口，你可看到程序在每个时间间隔都要计算一次直到50ns得到最后一个结果。数据显示打开以后，在矩形图中作出Vin和Vout。使其作为时域中载波的幅度。
b．同时，用Advanced按钮加入第二条轨迹并键入表达式ts（Vout)，这将形成一个复合波形。在另外两个轨迹中，索引[1]给出了900MHz载波的幅度。
c．放两个Marker［标记］在图中，验证上升时间为5 ns。
d．在一个单独的图中，再加入Vout（时域）的幅度。现在，编辑图形，选择需要的轨迹并用Trace Option去掉索引[1]使其表达式为：mag（Vout）。同时，用Plot Options关闭X轴自动刻度功能（X-axis Auto
Scale）。对中间的轨迹，设置X轴范围从600MHz到1200MHz,如下图所示。通过去掉索引值，你可以得到频域中基波的幅度。增长箭头代表在上升时间(5 ns)内脉冲载波增长的幅度。 个人收集整理，勿做商业用途
e．下一步骤，插入一个列表（list）。当对话框出现时，按Advanced按钮并输入表达式：what(Vout)，点击OK后你将看到对于Vout的依从属性。其目的是为了表明在电路包络数据中存在时域和频域两种形式。两个频率0（dc)和900MHz有51个时间点。矩阵尺寸（Matrix Size)为1×1矩阵(ADS称为标量)为参考，且数据是复数（900IMHz的幅度和相位）。同时，mix表格包含了所有数据。请试一试调入Mix表格并禁用表格格式来看其结果。
f．回到前面，设置时间间隔为10ns并仿真。现在，观察你的曲线在低于取样时发生的变化。当时间间隔大于上升时间，你得到的载波并不是正常的包络。在图上，X轴范围已经变大，同时Marker位于0和10 ns两点。
4．在特性放大器中加入失真
a．编辑放大器：设置增益压缩功率(Gain CompressionPower）=5（单位默认为dBm），增益压缩（GainCompression)=1dB,这些值仅仅用来表明这些设置起的作用，请确保这些设置处于显示状态。
b．设置CE（电路包络）控制器的Order=5并保持时间隔为10 ns。同时个人收集整理，勿做商业用途
设置源的输入功率为l0dBm：dBmtow（10）。
c．仿真并察看数据。如果自动图形范围调整功能 (autoscalar)打开，时域图将被调整。在频域图上，设置x轴回到原来的自动刻度并如图放置Marker，在放置点由于放大器失真产生很大的奇次谐波（异相求和一summing out-of-phase）。在包络振幅里，这个值比Vin或Vout的幅度小。同时，因为取样很粗糙，包络形状不是很精确。
d．设置时间间隔为1 ns并再次仿真。刷新后，图形展示了正确的包络。但是Vin和Vout仍旧比包络幅度大，这是由于压缩的原因。为了证实这点，插入一个Vout的列表并且禁用（Suppress) Table Format。然后下拉滚动条至5 ns数据处。现在，你能看到3次谐波相位相差180°，使得包络幅度小于基频幅度。 个人收集整理，勿做商业用途
5．设置一个解调器和一个GSM源
关于GSM调制：这是一种载波（典型值为900MHz）的相位调制，在这儿相位的变化表示为1或0。
a．从Source-Modulated(调制源）面板中，调出一个GSM源并在B点输出端输入管脚标注（节点名）bit_out如下图所示。它看上去似乎没有连接好，但这是正确的。同时，设置源F0=900M且Power=dbtow（10）。同时，去掉压缩GainCompPower=（Blank）。
b．进入System-Mod/Demod面板并在原理图上放入两个解调器（demodulators）：FM_DemodTuned，如下图所示。设置两个解调器的Fnom为90OMHz。同时对每个输出端进行标注：fm_demod_in和fm_demod_out,如下图所示。这些将用来观察被解调的GSM信号（基带）。 个人收集整理，勿做商业用途
关于解调器的备注—在这个例子中你可以用相位解调器，但是使用调频解调器会更容易。如果设计解调器，可以运用这种典型的设计来测试电路。另外，可以参照Example目录中的modulator/demodulator（调制／解调器）仿真的例子。
6．设置带变量的包络仿真
a．在原理图中插入一个VAR (变量）方程并设置stop和step时间，调制带宽(BW)大约为270KHz,如下图所示。其中变量：t_stop设置为大约l00μs。用BW值作为分母很方便但并非必须。取样率t_step为BW的5倍。同时请注意ADS默认的包络时间单元（秒）不是特定的。
7．仿真并对解调结果作图
a．以数据组名ckt_env_demod仿真。
b．你前面的图并未建立显示该数据的设置。因此，可在同一个数据显示的独立的图中用一个新的数据组名来保存数据。作出两个FM节点的图作为时域基带信号(Baseband signal in the time domain）。这些轨迹将是实数，索引值为[0]。解调器只有在基带（类似dc元件）才输出信号。请注意因为没有失真所以两条曲线是一样的。 个人收集整理，勿做商业用途
c．在一个独立图表中，作出bits_out的实部。除了一些延迟，你应该看到001101010010的样式图。
8．用一个滤波器对相位失真进行仿真
a．在放大器中，设置GainCompPower(增益压缩功率）)为5（即放大器输出功率为5dBm)同时设置GainComp=1dB。
b．确认GSM源功率设置为l0dBm。
c．在放大器和源之间插入一个Butterworth（巴特沃斯）带通滤波器，如下图所示。这样因为只有窄带信号能通过放大器，所以这将造成一些失真，同时所有信号都能通过第一个解调器。
