位置:51电子网 » 技术资料 » 音响技术

电路仿真平台ADS分析工具

发布时间:2008/12/17 0:00:00 访问次数:1330

  ads(advanced design system)电子设计自动化软件为美国agilent technologies公司的产品,该软件的功能包含时域电路模拟(spice-like simulation)、频域电路模拟(harmonicbalance linear analysis)、电磁模拟(em simulation)、通信系统模拟(communication systemsimulation)、数字信号处理设计(dsp)等。此外和多家芯片厂商合作建立ads design kit及model file供设计人员使用。使用者可以利用design kit及软件模拟功能进行通信系统的设计、规划与评估,以及mmic/rfic、类比与数位电路设计。除上述的设计模拟功能外,ads也提供辅助设计功能,如design guide是以范例及指令方式示范电路或系统的设计规划流程,而simulation wizard是以步骤式界面进行电路设计与分析。ads还能提供与其他设计模拟软件(如spice、mentor graphics的modelsim、cadence的nc-verilog、mathworks的matlab等)做co-simulation,加上丰富的元件/应用模型库及量测/验证仪器间的连接功能,将增加电路与系统设计的方便性、速度与精确性。它提供优秀的频率模式和混合模式电路仿真器,可以模拟整个通信信号通路,完成从电路到系统的各级仿真。它把广泛的经过验证的射频、混合信号和电磁设计工具集成到一个灵活的环境中。

  ads采用自顶至底的设计和自底至顶的验证方法,将系统设计和验证时间降到最少。它具有dsp、rf和em协同仿真能力,从而能在系统级设计中高效率地分配和优化系统性能。完成系统建模后,就可用实际re和dsp电路设计替代行为模型,评估它们对性能的影响。当任何一级仿真结果不理想时,都必须回到原理图中重新进行优化,并再次进行仿真,直到仿真结果满意为止,这样可以保证实际电路与仿真电路的一致性。

  ads可以为电路设计者提供进行模拟、射频与微波等电路和通信系统设计的仿真分析方法,其提供的仿真分析方法大致可以分为时域仿真、频域仿真、系统仿真和电磁仿真。下面具体介绍两项分析方法。

  (1)高频spice分析

  高频spice分析方法提供如同spice仿真器般的瞬态分析,可分析线性与非线性电路的瞬态效应。在spice仿真器中无法直接使用的频域分析模型,如微带线带状线等,可在高频spice仿真器中直接使用,因为在仿真时高频spice仿真器会将频域分析模型进行拉氏变换后再进行瞬态分析,而不需要使用者将该模型转化为等效rlc电路。因此,高频spice除了可以做低频电路的瞬态分析外,也可以分析高频电路的瞬态响应。此外,高频spice也提供瞬态噪声分析的功能,可以用来仿真电路的瞬态噪声,如振荡器或者锁相环。卷积分析方法为架构在spice高频仿真器上的高频时域分析方法,借助卷积分析可以更加准确地用时域的方法分析与频域相关的元件,如以s参数定义的元件、传输线、微带线等。

  (2)线性分析

  线性分析为频域的电路仿真分析方法,可以对线性或非线性的射频与微波电路做线性分析。进行线性分析时,软件会针对电路中的每个元件计算所需的线性参数,如s、z、y和h参数、电路阻抗、噪声、反射系数、稳定系数、增益或损耗等,再进行整个电路的分析、仿真。

  相对的另一个fda工具——multisim一次仿真即可得到时域响应、频域响应、系统增益结果,ads需要调用不同的分析控件加入仿真界面。因此,熟悉ads各种分析控件的使用可以使系统仿真分析更完善。下面介绍几类常用的ads仿真分析控件。

  1. s参数分析

  s参数表征的系统特性如下:s21、s31是传输参数,反映传输损耗;s11、s22、s33分别是输入、输出端口的反射系数;s23反映了两个输出端口之间的隔离度。

  s参数分析控件在ads仿真界面的图标如图1所示。

  图1 s参数分析控件

  设定起始、终止(start、stop)扫描频率可以得到系统在设定频率范围内的频域增益响应曲线。仿真结果体现了系统的频带选择性。

  另外,对s_parameter simulation controller的parameters栏进行设置,启动ac frequencyconverslon,可以进行系统对信道选择性的仿真,具体设定如图2所示。

  图2 s参数分析控件信道选择分析参数设置

  仿真时需要注意的是:sp模型属于小信号线性模型,模型中已经带有了确定的直流工作点和在-定范围内的s参数,仿真时要注意适用范围。sp模型只能得到初步的结果,对于某些应用来说已经足够,不能用来做大信号的仿真,或者直流馈电电路的设计,不能直接生成版图。

  2. 瞬态分析

  瞬态分析控件在ads仿真界面的图标如图3所示。

  图3 瞬态分析控件

  ads(advanced design system)电子设计自动化软件为美国agilent technologies公司的产品,该软件的功能包含时域电路模拟(spice-like simulation)、频域电路模拟(harmonicbalance linear analysis)、电磁模拟(em simulation)、通信系统模拟(communication systemsimulation)、数字信号处理设计(dsp)等。此外和多家芯片厂商合作建立ads design kit及model file供设计人员使用。使用者可以利用design kit及软件模拟功能进行通信系统的设计、规划与评估,以及mmic/rfic、类比与数位电路设计。除上述的设计模拟功能外,ads也提供辅助设计功能,如design guide是以范例及指令方式示范电路或系统的设计规划流程,而simulation wizard是以步骤式界面进行电路设计与分析。ads还能提供与其他设计模拟软件(如spice、mentor graphics的modelsim、cadence的nc-verilog、mathworks的matlab等)做co-simulation,加上丰富的元件/应用模型库及量测/验证仪器间的连接功能,将增加电路与系统设计的方便性、速度与精确性。它提供优秀的频率模式和混合模式电路仿真器,可以模拟整个通信信号通路,完成从电路到系统的各级仿真。它把广泛的经过验证的射频、混合信号和电磁设计工具集成到一个灵活的环境中。

  ads采用自顶至底的设计和自底至顶的验证方法,将系统设计和验证时间降到最少。它具有dsp、rf和em协同仿真能力,从而能在系统级设计中高效率地分配和优化系统性能。完成系统建模后,就可用实际re和dsp电路设计替代行为模型,评估它们对性能的影响。当任何一级仿真结果不理想时,都必须回到原理图中重新进行优化,并再次进行仿真,直到仿真结果满意为止,这样可以保证实际电路与仿真电路的一致性。

  ads可以为电路设计者提供进行模拟、射频与微波等电路和通信系统设计的仿真分析方法,其提供的仿真分析方法大致可以分为时域仿真、频域仿真、系统仿真和电磁仿真。下面具体介绍两项分析方法。

  (1)高频spice分析

  高频spice分析方法提供如同spice仿真器般的瞬态分析,可分析线性与非线性电路的瞬态效应。在spice仿真器中无法直接使用的频域分析模型,如微带线带状线等,可在高频spice仿真器中直接使用,因为在仿真时高频spice仿真器会将频域分析模型进行拉氏变换后再进行瞬态分析,而不需要使用者将该模型转化为等效rlc电路。因此,高频spice除了可以做低频电路的瞬态分析外,也可以分析高频电路的瞬态响应。此外,高频spice也提供瞬态噪声分析的功能,可以用来仿真电路的瞬态噪声,如振荡器或者锁相环。卷积分析方法为架构在spice高频仿真器上的高频时域分析方法,借助卷积分析可以更加准确地用时域的方法分析与频域相关的元件,如以s参数定义的元件、传输线、微带线等。

  (2)线性分析

  线性分析为频域的电路仿真分析方法,可以对线性或非线性的射频与微波电路做线性分析。进行线性分析时,软件会针对电路中的每个元件计算所需的线性参数,如s、z、y和h参数、电路阻抗、噪声、反射系数、稳定系数、增益或损耗等,再进行整个电路的分析、仿真。

  相对的另一个fda工具——multisim一次仿真即可得到时域响应、频域响应、系统增益结果,ads需要调用不同的分析控件加入仿真界面。因此,熟悉ads各种分析控件的使用可以使系统仿真分析更完善。下面介绍几类常用的ads仿真分析控件。

  1. s参数分析

  s参数表征的系统特性如下:s21、s31是传输参数,反映传输损耗;s11、s22、s33分别是输入、输出端口的反射系数;s23反映了两个输出端口之间的隔离度。

  s参数分析控件在ads仿真界面的图标如图1所示。

  图1 s参数分析控件

  设定起始、终止(start、stop)扫描频率可以得到系统在设定频率范围内的频域增益响应曲线。仿真结果体现了系统的频带选择性。

  另外,对s_parameter simulation controller的parameters栏进行设置,启动ac frequencyconverslon,可以进行系统对信道选择性的仿真,具体设定如图2所示。

  图2 s参数分析控件信道选择分析参数设置

  仿真时需要注意的是:sp模型属于小信号线性模型,模型中已经带有了确定的直流工作点和在-定范围内的s参数,仿真时要注意适用范围。sp模型只能得到初步的结果,对于某些应用来说已经足够,不能用来做大信号的仿真,或者直流馈电电路的设计,不能直接生成版图。

  2. 瞬态分析

  瞬态分析控件在ads仿真界面的图标如图3所示。

  图3 瞬态分析控件

相关IC型号
版权所有:51dzw.COM
深圳服务热线:13751165337  13692101218
粤ICP备09112631号-6(miitbeian.gov.cn)
公网安备44030402000607
深圳市碧威特网络技术有限公司
付款方式


 复制成功!