ADS2009, ADS2008功能概述

        ADS電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA軟件全稱為 Advanced Design System，是美國安捷倫（Agilent）公司所生產(chǎn)擁有的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件；ADS功能十分強(qiáng)大，包含時(shí)域電路仿真 (SPICE-like Simulation)、頻域電路仿真 (Harmonic Balance、Linear Analysis)、三維電磁仿真 (EM Simulation)、通信系統(tǒng)仿真(Communication System Simulation)和數(shù)字信號(hào)處理仿真設(shè)計(jì)（DSP）；支持射頻和系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師開發(fā)所有類型的 RF設(shè)計(jì)，從簡單到復(fù)雜，從離散的射頻/微波模塊到用于通信和航天/國防的集成MMIC，是當(dāng)今國內(nèi)各大學(xué)和研究所使用最多的微波/射頻電路和通信系統(tǒng)仿真軟件軟件。

        此外Agilent公司和多家半導(dǎo)體廠商合作建立ADS Design Kit 及 Model File 供設(shè)計(jì)人員使用。使用者可以利用Design Kit 及軟件仿真功能進(jìn)行通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃與評(píng)估，及MMIC/RFIC、模擬與數(shù)字電路設(shè)計(jì)。除上述仿真設(shè)計(jì)功能外，ADS軟件也提供輔助設(shè)計(jì)功能，如 Design Guide是以范例及指令方式示范電路或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程，而Simulation Wizard是以步驟式界面進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與分析。ADS還能提供與其他EDA軟件，如SPICE、Mentor Graphics的ModelSim、Cadence的NC-Verilog、Mathworks的Matlab等做協(xié)仿真（Co-Simulation），加上豐富的元件應(yīng)用模型Library及測量/驗(yàn)證儀器間的連接功能，將能增加電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方便性、速度與精確性。

        下面來對(duì)ADS的仿真設(shè)計(jì)方法、ADS的輔助設(shè)計(jì)功能、以及ADS與其他EDA設(shè)計(jì)軟件和測量硬件的連接作個(gè)詳細(xì)的介紹。

        1．ADS的仿真設(shè)計(jì)方法
        ADS軟件可以提供電路設(shè)計(jì)者進(jìn)行模擬、射頻與微波等電路和通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其提供的仿真分析方法大致可以分為：時(shí)域仿真、頻域仿真、系統(tǒng)仿真和電磁仿真；ADS仿真分析方法具體介紹如下：

        1.1 高頻SPICE分析和卷積分析（Convolution）
        高頻SPICE分析方法提供如SPICE仿真器般的瞬態(tài)分析，可分析線性與非線性電路的瞬態(tài)效應(yīng)。在SPICE仿真器中，無法直接使用的頻域分析模型，如微帶線帶狀線等，可于高頻SPICE仿真器中直接使用，因?yàn)樵诜抡鏁r(shí)可于高頻SPICE仿真器會(huì)將頻域分析模型進(jìn)行拉式變換后進(jìn)行瞬態(tài)分析，而不需要使用者將該模型轉(zhuǎn)化為等效RLC電路。因此高頻SPICE除了可以做低頻電路的瞬態(tài)分析，也可以分析高頻電路的瞬態(tài)響應(yīng)。此外高頻SPICE也提供瞬態(tài)噪聲分析的功能，可以用來仿真電路的瞬態(tài)噪聲，如振蕩器或鎖相環(huán)的jitter。
卷積分析方法為架構(gòu)在SPICE高頻仿真器上的高級(jí)時(shí)域分析方法，藉由卷積分析可以更加準(zhǔn)確的用時(shí)域的方法分析于頻率相關(guān)的元件，如雨以S參數(shù)定義的元件、傳輸線、微帶線等。

        1.2 線性分析
線性分析為頻域的電路仿真分析方法，可以將線性或非線性的射頻與微波電路做線性分析。當(dāng)進(jìn)行線性分析時(shí)，軟件會(huì)先針對(duì)電路中每個(gè)元件計(jì)算所需的線性參數(shù)，如S、Z、Y和H參數(shù)、電路阻抗、噪聲、反射系數(shù)、穩(wěn)定系數(shù)、增益或損耗等（若為非線性元件則計(jì)算其工作點(diǎn)之線性參數(shù)），在進(jìn)行整個(gè)電路的分析、仿真。

        1.3 諧波平衡分析( Harmonic Balance)
        諧波平衡分析提供頻域、穩(wěn)態(tài)、大信號(hào)的電路分析仿真方法，可以用來分析具有多頻輸入信號(hào)的非線性電路，得到非線性的電路響應(yīng)，如噪聲、功率壓縮點(diǎn)、諧波失真等。與時(shí)域的SPICE仿真分析相比較，諧波平衡對(duì)于非線性的電路分析，可以提供一個(gè)比較快速有效的分析方法。
諧波平衡分析方法的出現(xiàn)填補(bǔ)了SPICE的瞬態(tài)響應(yīng)分析與線性S參數(shù)分析對(duì)具有多頻輸入信號(hào)的非線性電路仿真上的不足。尤其在現(xiàn)今的高頻通信系統(tǒng)中，大多包含了混頻電路結(jié)構(gòu)，使得諧波平衡分析方法的使用更加頻繁，也越趨重要。
另外針對(duì)高度非線性電路，如鎖相環(huán)中的分頻器，ADS也提供了瞬態(tài)輔助諧波平衡(Transient Assistant HB)的仿真方法，在電路分析時(shí)先執(zhí)行瞬態(tài)分析，并將此瞬態(tài)分析的結(jié)果作為諧波平衡分析時(shí)的初始條件進(jìn)行電路仿真，藉由此種方法可以有效地解決在高度非線性的電路分析時(shí)會(huì)發(fā)生的不收斂情況。

        1.4 電路包絡(luò)分析（Circuit Envelope）
        電路包絡(luò)分析包含了時(shí)域與頻域的分析方法，可以使用于包含調(diào)頻信號(hào)的電路或通信系統(tǒng)中。電路包絡(luò)分析借鑒了SPICE與諧波平衡兩種仿真方法的優(yōu)點(diǎn)，將較低頻的調(diào)頻信號(hào)用時(shí)域SPICE仿真方法來分析，而較高頻的載波信號(hào)則以頻域的諧波平衡仿真方法進(jìn)行分析

        1.5 射頻系統(tǒng)分析
        射頻系統(tǒng)分析方法提供使用者模擬評(píng)估系統(tǒng)特性，其中系統(tǒng)的電路模型除可以使用行為級(jí)模型外，也可以使用元件電路模型進(jìn)行習(xí)用響應(yīng)驗(yàn)證。射頻系統(tǒng)仿真分析包含了上述的線性分析、諧波平衡分析和電路包絡(luò)分析，分別用來驗(yàn)證射頻系統(tǒng)的無源元件與線性化系統(tǒng)模型特性、非線性系統(tǒng)模型特性、具有數(shù)字調(diào)頻信號(hào)的系統(tǒng)特性。

        1.6 拖勒密分析（Ptolemy）
        拖勒密分析方法具有可以仿真同時(shí)具有數(shù)字信號(hào)與模擬、高頻信號(hào)的混合模式系統(tǒng)能力。ADS中分別提供了數(shù)字元件模型（如FIR濾波器、IIR濾波器，AND邏輯門、OR邏輯門等）、通信系統(tǒng)元件模型（如QAM調(diào)頻解調(diào)器、Raised Cosine濾波器等）及模擬高頻元件模型（如IQ編碼器、切比雪夫?yàn)V波器、混頻器等）可供使用。

        1.7 電磁仿真分析(Momentum)
        ADS軟件提供了一個(gè)2.5D的平面電磁仿真分析功能——Momentum（ADS2005A版本Momentum已經(jīng)升級(jí)為3D電磁仿真器），可以用來仿真微帶線、帶狀線、共面波導(dǎo)等的電磁特性，天線的輻射特性，以及電路板上的寄生、耦合效應(yīng)。所分析的S參數(shù)結(jié)果可直接使用于些波平衡和電路包絡(luò)等電路分析中，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。在Momentum電磁分析中提供兩種分析模式：Momentum微波模式即Momentum和Momentum射頻模式即Momentum RF；使用者可以根據(jù)電路的工作頻段和尺寸判斷、選擇使用。

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