当前位置:首页 >> 信息与通信 >>

微波射频网ADS2011教程


ADS 2011 Workshop Labs – version 1

ADS 2011 实验练习

本实验是针对已经熟悉 ADS2009 及早先版本的用户所设计,主要目的是帮助客户熟悉 ADS2011 的新版本。

下载中心
更多学习资料:down.mwrf.net

? Copyrigh

t Agilent Technologies 2011

实验一: ADS 2011 基础

重要提示: 这个实验的实验环境是 ADS2011,面向对 ADS2009 或
以前版本有一定经验的用户。 1. 工程文件从 project 文件转换为 Workspace 文件 a. 启动 ADS2011:可以通过桌面快捷方式或者开始 菜单中的命令启动软件,关闭弹出的“开始使用” 对话框。(可以在以后的时间里学习里面内容) b. 在 ADS 主窗口,单击菜单栏下:【File】—> 【Convert Project to Workspace】 c. 弹出提示框:选择需要转换文件的路径: /examples /Training /Conversion_Sample(软件安装目录下),选择待 转换的工程文件 WORKSHOP_prj。这个文件是 ADS 自带的一个工程文 件,它是用来演示怎么把 Project 文件转换为 Workspace 文件的。



d. 选中 WORKSHOP_prj 后,出现转换向导界 面,查看转换向导信息,然后点击下一步。 e. 为 Workspace 文件取名,如:lab_1_wrk。 不要使用已经存在的文件名, 否则会提醒你重新给 Workspace 文件命名。定义 Workspace 文件所在的 路径。注意:不要在 examples 路径下建立_wrk 文件,可以选在 users/default 或者其他路 径。点击下一步??

Copyright 2011 Agilent Technologies

2

Lab: ADS 2011 Workshop

f. Libraries(元件库): 去除 DSP 元件 库前的复选框,这里不需要其他的元件 库。当然,可以加入一些其他的元件库 到这个 Workspace 中。在 ―.prj‖文件转 换为 ―.wrk‖过程中,会产生一个服务于 ―.wrk‖的元件库。 g. Library Prefix(元件库前缀): 查看 向导中的提示信息,‖.wrk‖文件名,文 件地址是否正确。 若有问题,点击 back 进行修改。 默认状况下,元件库 的文件名=“Workspace 的文件名+lib 后缀”(见图),点击下一步。 提示: 只有对 ADS2011 非常熟悉, 且不想生成 ―.wrk‖所需要的元件库时, 以直接点击“完成”按键。(不推荐) h. Summary(总结): 最后提示 ―.wrk‖ 工程文件和元件库文件建立信息。检 验无误,点击 “完成”。这样,‖.wrk‖ 文件转换完成,并且生成了元件库文 件。你也可以点击“返回”,对设置 进行相应的更改。 i. 弹出转换完成信息框,选择“Yes”打 开这个 ―.wrk‖工程文件。倘若有问题, ADS 也会弹出提示问题让你更正。此 外,原来的 “.prj”工程文件还在原来的 路径下面,仍然可以使用。 2. 查看转换后的 ―.wrk‖文件 a. ADS2011 主界面窗口,如下图所示。在 wrk 文件下有三个 Cell,两个 DDS 文件,两个基板文件。在主窗口空白处右击选择 Filter View(如 图),可以设置观察的文件类型。

并 可

Copyright 2011 Agilent Technologies

3

b. 在弹出的(View Options)窗口中, 选择要查看或者关闭的文件类型。 c. 点击 “+”展开 Cell :LPF_MS。 定义看到的图标称为 视图文件(views),这个 Cell 包含有 5 个视图文件:1 个符号文件(Symbol), 1 个原理图文件 (schematic), 1 个印制板文件(layout), 还有 2 个 电磁环境设置文件(EM)。 d. 双击打开 layout、schematic 和 symbol 视图文件(如 图),电磁视图文件(EM)在下面再介绍。 三个 View 文件打开后,发现 它们的窗口环境和 ADS2009 相似。这里,原理图文件用于产生印制板板 图,Symbol 文件和板图相似。

e. 关闭这三个 Views 窗口。这三个 Views 表达的是同一个设计,也可以说是 一个设计在这里用三种 Views 表述:原理图、板图、符号。 f. 双击 EM 图标: emModel、 emSetup(如图),打开两 个 ADS2011 新增的 EM 用户界面: Model 文件是 Momentum 仿真结果文件;Setup 文件包含了 ADS2009 Momentum 仿真中所有的参数设置。 想更多了解选择 【help】> 【What’s New】。注意到 Setup 文件中 substrate 和主窗口中 dsn_LPF_MS 图标相同。在后面 Part3 将做更多的介绍。这里不做修改, 关闭所有的视窗。

Copyright 2011 Agilent Technologies

4

Lab: ADS 2011 Workshop

3. 查看数据演示窗口(DDS) a. 双击 LPF_RESULTS。dds 打开 DDS 窗口。 显示两条 S(21)曲线。一条是 原理图仿真的曲线;另一条是 MOM 板图仿真的输出结果。 b. 双击图形窗口,弹出一个画线和属性窗口(plot traces and attributes)。 这些设置和 ADS2009U1 一样。

4. 打开 LPF_SCH cell a. 展开 LPF_SCH cell,双击打开 Schematic 和 Symbol。

Copyright 2011 Agilent Technologies

5

b. 这个原理图除 S 参数仿真所需的控件外,和 LPF_MS 的原理图没有什么区 别。 这里的 S(21)仿真曲线在(3.a)已经提到。此外,LPF_SCH 和 LPF_MS 的 Symbol 文件相同,这在 ADS2011 是允许的。这两个 Symbol 都是在”.prj”转换为‖.wrk‖过程中产生。关闭这两个窗口。(原理图和符 号) c. 查看已经打开的 ADS2011 两个 Cell 文件,将它们与 ADS2009 中的两个滤 波器设计文件进行比较:ADS2009 哪个文件转换为 ADS2011 的 Cell, Cell 下 View 文件有什么不同: 不 难 看

出,第一个 Cell,多了 MOM EM 设置文件和一个板图设计文件;而第二个 Cell 的原理图除增加了 S 参数仿真所需的控件外,和第一个 Cell 中的原理 图相同。 同时,从架构上看,DDS 在 Workspace( ―.wrk‖)下, 而 Cell 文件在 元件库( .lib)下,元件库同样包含在所服务的 Workspace( ―.wrk‖) 下。 下面,我们再看第三个 Cell。 第三个 Cell 是把前面设计的低通滤波器级联在放大器的输出端,然后对这 个设计做谐波仿真。这个 Cell 向大家演示了同一个 Symbol 表征不同的模 型(原理图设计底层设计或者板图文件),使得仿真结果由于模型的不同而 不同。这种在原理图中切换模型的新功能称为动态模型选择。(dynamic model selection or polymorphism) 5. 打开查看 HB Cell 文件 a. 在主窗口中,展开 TEST_LPF_HBamp cell 并双击打 开原理图和符号视窗。其中 Symbol View 是 ADS 默 认的符号图形,它是从低版本 “.prj”工程文件转换到 ADS2011 ―.wrk‖文件过程中产生的。

Copyright 2011 Agilent Technologies

6

Lab: ADS 2011 Workshop

b. 删除这个符号。选中这个 Symbol View 右击,点击 Delete,选择 yes 确认删除命令。这个符号是在转换 过程中自动生成的,而在本设计中,我们并不需要这 个符号,因而我们把它删掉。 c. 打开 DDS 文件: TEST_LPF_HBamp.dds ,让它们 在屏幕上同时显示。(如图)

d. 选择符号,点选 Push into Hierarchy 进入子电路,这是一个微带电路原理 图设计文件,点击 Push out 返回上一级电路。

e. 现在,delete 原理图中的滤波器符号,点击打开元件 库图标(有图)。 这里可以找到许多元件库,这些操 作和 ADS2009 及早期版本相同。
Copyright 2011 Agilent Technologies

7

f. 在元件库中,(元件库包含在 Workspace 下面)。 如右图,把 LPF_MS 元件插入到刚才的原理图中, 可以拖拽 LPF_MS 元件到原理图指定的 位置,当然元件仍然还在原来的元件库 中。 6. 动态 View 文件切换扫描 a. 选择滤波器符号,选择 View 文件切换图标(如图),它的功能是切换不同 的 View 文件,这个功能被叫做动态模型模型切换。( dynamic model selection or polymorphism)

b. 在提示框中选择 emModel,点击 OK,这时原理图中的符号名称自动更改 为 emModel。

c. 选择菜单栏中【 Simulate】 > 【Simulation Setup】。 在弹出的提示框中 为 dataset 选择一个文件名: emModel_HB,取消选择 Use cell 作为 dataset 的文件名,并取消选择 open the data display when simulation completes,这样扫描结束后不会弹出 DDS 视窗。
Copyright 2011 Agilent Technologies

8

Lab: ADS 2011 Workshop

d. 选择 Simulate 开始仿真。 e. 仿真结束,编辑 Vout 输出曲线(扫描频率下基 音输出功率(dbm),如图

现在,输出曲线应该有两条曲线。一条是采用原理图模型输出的功率曲线,另外一 条采用是电磁矢量模型输出的功率曲线。这就是动态模型选择命令的功能。“一个 符号两个模型”——条件是模型在同一个 Cell 中。 f. 保存设计。关闭/折叠打开的视窗文件。暂不关闭主窗口。

实验一结束

Copyright 2011 Agilent Technologies

9

实验二: 使用 ADS 2011
实验目的: 建立低通滤波器元件库。 本实验详细介绍了 Workspace 的框架:包括添加 元件库 libraries,创建 cells, 复制 views, 制作 symbols 等。通过这些基本的操作, 熟悉 ADS 2011 的 Workspaces 和 libraries 工程项目管理系统。 1. 新建一个 Workspace a. 点击工具栏“新建图标”或者【File】—> 【Create a new workspace】,弹出一个向导。 b. 查看向导信息,点击 Next,填写文件名和文件所在 的目录名称,如 lab_2_wrk,将它放在和上一个 lab1 .wrk 相同的路径下。

c. 点击 Next,弹出 Add Libraries 提示框, 点击 Add User Favorite Library/PDK,然后选择 lab_1_wrk 文件夹下的 lib.defs(如图),点击 Open 后返回到提示框,可以看到在这个 Workspace 中选择了两个元件库:lab_1_wrk 和 Analog/RF,点击 Next。 这样,lab_2_lib 元件库就可以引用或使用 lab_1_lib 的 Cells。 d. 确认元件库的名称是:lab_2_lib,点击 Next。默认的元件库的名称是在 Workspace 名称加后缀_lib,当然,也可以定义其它的元 件库名称。

Copyright 2011 Agilent Technologies

10

Lab: ADS 2011 Workshop

现在,一个名为 lab_2_wrk 的 Workspace 被创建,除了含有自己的元件库 lab_2_lib 外,它也可以使用 lab_1_lib 的元件库。 当然,添加 PDK 的步骤和上述的相似,只是在步骤 c 做相应的更改。 e. 选择工艺( Technology): Standard ADS Layers (0.0001 mil) 如 图,默认设置选择印制板的设计工艺。 (它还将用来定义元件库的工艺)点击 Next。 注意:在这个 Workspace 中,若选择添加 PDK,向导中将相应出现 PDK 的工艺 (technology)。 f. 在 Summary 中, 确认设计信息是 否正确:Workspace 名称、library 名称、工艺、文件路径。 g. 点击 Finish,选择 OK,打开新建 的 Workspace,lab_2_wrk 将在主 窗口中打开,共享的元件库 lab_1_lib 将出现在 lab_2_wrk 下 (如图)。

DDS 和 datasets 不属于 Cell Views, 他们是 Workspace 的一部分。(只有 Cell Views 才能出现在参考 Library 中) 所以 DDS 和 datasets 可以保存 在任何的 workspace 中。

Copyright 2011 Agilent Technologies

11

修改共享的 library 中的 Cells a. 双击 cell 或者点击 Cell 前的+,展开“lab_1_lib:TEST_LPF_HBamp Cell”,然后打开 schematic。这里可以看到 ADS 2011 的新功能:即使在 lab_2_wrk 下,照样可以“共享”使用 lab_1_lib cells 元件库,这里 lab_1_lib 内容同 lab_1_wrk 中的完全相同;当然,根据设计的需求,也可 以添加其他 Workspace 中的元件库 Cells。

接下来,在打开的原理图中修改元件值,并可更改原理图的名称。然后,再打开 lab_1_wrk,确认“lab_1_lib: TEST_LPF_HBamp“中的原理图是否已被改 动。我们花费了一些时间在这里,是为了能够对 ADS2011 元件库“共享”功能有 一个较全面的认识。 b. 在打开的 schematic view 中 (TEST_LPF_HBamp cell 中),更改电阻值为 10 Ohms。 保存并关闭原理图。 c. 在 ADS 主窗口, 在 schematic view 点击鼠标 右键(TEST_LPF_HBamp cell 中),选择 Rename,在弹出的窗口中把原理图的名称改为 test(如图),然后敲 Enter。

d. 现在,再回到 lab_1_wrk: 主窗口菜单 栏,【File】 —>【 Recent Workspaces】—>, 选择 lab_1_wrk,从而激活这个 wrokspace。
Copyright 2011 Agilent Technologies

12

Lab: ADS 2011 Workshop

e. 在 lab_1_wrk 中, 展开 Cell:“lab_1_lib:TEST_LPF_HBamp“。 我 们发现: lab_1_wrk 的原理图名称由于 lab_2_wrk 原理图名称的变化而变化。 f. 打开原理图 test,发现电阻值变成了 10Ohm。 规则:元件库 cells 一旦改变,共享这个元件 库 cells 的所有 Workspace 都会做相应的变 化。 因此,在对共享的 cell view 进行更改或重命名时,务必确认是否允许共 享此 lib 的 Workspace 做相应的更改。 g. 把电阻值改回至 50 Ohm。 保存,并关闭原理图。 h. 把原理图名称再改为原来的名称 schematic:也可 以通过单击选中 View,再单击一次进行重命名。 i. 回到 lab_2_wrk:【 File】 —> 【Recent Workspaces】 —>lab_2_wrk,同样可以看 到原理图 View,又改回初始状态了。

关于共享元件库: 上述操作说明了共享元件库(libraries)一条重要原则:一旦元件库 cells 改变,共享这 个元件库 cells 的所有 Workspace 都会做相应的变化。这对层次设计同样非常重要:若 View 名称(schematic, layout, 或 emModel)发生了改变,层次设计就无法找到相 应的子电路。当然,也可以像 PDKs 一样,把元件库(libraries)改为只读(read— only),若想更改元件库的内容,只能将它复制到一个新的元件库才能更改。

接下来将进行元件库的复制操作:把 lab_2_wrk 中的元件库中的 Cells 和 View 复制到另 外的一个元件库中。这也就意味着:复制后的元件库中 Cells 和 View 的更改不会影响到 原来的元件库。这里可以看出,ADS 2011 相对于以前版本 ADS 给设计者提供了更多的 灵活性。 2. 把一个元件库中的 schematic view 复制到另外的元件库 下一步,我们将介绍如何进行不同元件库的原理图 View 复制。当然,layouts, EM setups, 及其他 views 的复制操作方法相同,复制操作和共享元件库操作是不同的。

Copyright 2011 Agilent Technologies

13

a. 在 lab_2_wrk 中, 右击 schematic View 文 件:“lab_1_lib:TEST_LPF_HBamp”, 选 择 Copy View (如图)。 b. 在弹出的对话框中, 选择 lab_2_lib 作为目 标 library,然后输入一个名称: new_HB_test。 c. 对话框下面一栏,显示当前视窗(The Current View ),也就是复制源 View。 保持 View 名称不变 (schematic) ,点击 OK。

d. 这时,在 lab_2_wrk 下出现了一个新的 Cell:“lab_2_lib : new_HB_test” ,它的前缀显示这个 Cell 在 lab_2_lib 中。打开 Cell,查看是否复 制了想要的 View。 虽然,在 lab_2_wrk 中,我们创建了自己 的元件库,并复制了想要的 schematic view, 看似多余的 lab_1_lib 切勿删除, 因为一旦做了删除操作,lab_1_wrk 中的 lab_1_lib 也会同样被删除。 e. 双击原理图中 LPF_MS 元件, 弹出的窗口中显示该元件来自于 lab_1_lib。 复制了 HB test 原 理图,但是并没有复制滤波器子 电路。 这个 LPF 元件仍然在 lab_1_lib 中,因而它是个共享 的元器件。 注意: 上述操作中,对于复制后的顶 层 原理图的更改,不会影响到复制源(lab_1_lib library)原理图的变化。但是,倘若对 lab_2_lib library 中 LPF 子电路进行更改, lab_1_lib 中的子电路同样会发生变化,因 为它们共享同一个子电路。 现在, 我们将做上述 LPF 子电路的复制操作,来消除两个元件库的依赖性。首先,我们 将创建一个文件夹来管理这个子电路,这是 ADS 2011 工程管理的又一个方法。

Copyright 2011 Agilent Technologies

14

Lab: ADS 2011 Workshop

3. 为 LPF 设计创建一个文件夹 “文件夹”在 “Workspace ”下(不是在 Lib 下),用于管理 cells 或者 Views 。你可以为 designs 或 simulation setups 等建立自己的文件夹。 a. 右击 lab_2_wrk 文件名或者主窗口空白区域,选择 New Folder: b. 键入文件夹名称: LOWPASS_FILTERS 选择 OK,创建了一个文件夹——用 于管理 Workspace 中的设计文 件。现在,在 Lab_2 中,你有 了一个文件夹。 4. 从一个元件库中复制一个 Cell 到某个文件夹下的元件库。 a. 如图,右击 “lab_1_lib: LPF_SCH”, 选择 Copy Cell——复制一个具 有微带元件的 ADS 低通滤波器设计。

b. 弹出对话框, 勾选复选框 Include hierarchy (推荐) ,并做如下设置: ? 目标元件库: lab_2_lib; 选择所属的文件夹: LOWPASS_FILTERS ? 键入复制后产生的新 Cell 的名称: LPF_SCH_ads。点击 OK。

Copyright 2011 Agilent Technologies

15

上述操作完成了元件库的复制——直接复制到一个文件夹中,并且这种操作得到的 Cells 独立于复制源,它的更改不会影响到原来的元件库。打开文件夹,查看其包含的内容。 a. 展开 LOWPASS_FILTERS 文件夹,查看产生的 新 Cell,它的前缀是 lab_2_lib,也就是说现在这 个设计是在 lab_2_lib 元件库下了,现在你可以对 这个元件库进行调整、修改了。复制到文件夹下更 加方便于文件的管理,不想复制到文件夹也是可以的(不推荐)。 5. 修改原理图和创建新的 Symbol View 接下来,我们将对复制来的设计进行修改,并为它创建一个新的 Symbol View 代替原来的 Symbol。这些操作之后,我们就可以使用这个独立的子电路了。 a. 打开文件夹中的 schematic ,删除两端的 Term 和地,然后删除 Sparameter 控制器。 操作后的电路如图所示,保存电路,关闭此窗口。

b. 打开文件夹中的 symbol View, 这个符号像是它的印制板图的缩微图片, 但是我们不能从这个 Symbol 上直接看出它的准确结构。 c. 删除窗口中的图形: Ctrl—A (全部选中)或者用鼠 标左键拖拽一个大的矩形框全部选中窗体中的图形 和端口,按 Delete。接下来,我们将创建一个新的 Symbol。 d. 点击左侧面板中 Open Symbol Generator 图标 (右图)。

Copyright 2011 Agilent Technologies

16

Lab: ADS 2011 Workshop

e. 弹出窗口中,选择 Copy/Modify 页, 在符号类别中,使用键盘上的箭头按 键,去选择 Filters—Lowpass 页(下图)。 选择 Bessel 滤波器图标,点击 OK。 现在,我们就很容易的看出这个符号所代替子电路的功能。

f. 保存,关闭 symbol View。 下一步,我们将复制一个 emModel View 到一个文件夹中。这样,文件夹中将 包含两个 Cells,它们有自己的 Symbol。 我们会从这些操作中进一步熟悉 Cell 和 View 的复制,搞明白如何利用参考元件库的 Cell 和 View, 如何利用 文件夹管理工程。 这些步骤让我们更好的了解 ADS2011 的新功能。 6. 复制 EM model view 和 symbol View 至文件夹 a. 在主窗口里,左键拖拽 emModel view (LPF_MS cell) 至 folder,在弹出的提示框中 选择 Copy(如图)。 被复制的文件来自于 Lab 1_lib,是 Momentum 设计文件。 注意: Views (models, schematics,layouts) 不能直接复制/移动到文件夹根目录下 – 它们必须 包含在文件夹下的 Cells 中。Symbols 与它们不 同,它相对独立,并且能够直接复制/移动到文件 夹根目录下。 b. 在弹出的 Copy Designs 提示框中, 选择 lab_2_lib 作为存放复制文件的 目标元件库。默认的 Cell 名称为 Cell_1,一会我们将更改 Cell 名称。
Copyright 2011 Agilent Technologies

17

c.

在复制 Design 时,选择 lab_2_lib 作为目标元件库,然后输入一个新 的 Cell 名称:LPF_EM_mom,然 后点击 OK。

注意到上述提示框中没有“目标 文件夹选项”,这是因为复制单 个 View 不需要设置文件夹选 项,而当需要复制整个 Cell 时 候,则会出现 “目标文件夹选项”。

注意查看新复制的 View 在 Workspace 中的位置。现 在,lab_2_wrk 应该有三个 lab_2_lib 的 cells (其中一 在文件夹中) 还有三个共享的 lab_1_lib 的 cells。下一 步,我们将为 LPF_ EM model 复制一个 Symbol,然 用 design kit 创建一个 LPF。我们的目的是在文件夹中 建三个 LPF Cells,并且有各自不同的 Symbols。

个 后 创

d. 选择新建的 cell (LPF_EM_mom) ,并把它 拖拽到文件夹中,在弹出的提示框中选择 Move。

e. 拖拽 lab_1_LPF_MS 中的 symbol View 至 文件夹中 LPF_EM_mom cell,在弹出的提示框中选择 Copy(如图):

Copyright 2011 Agilent Technologies

18

Lab: ADS 2011 Workshop

现在,我们在元件库 lab_2_lib 下已经创建了两个 LPF Cells。值得注意的是,文件夹只 是 Workspace 的一种文件管理方式,它不是元件库(lab_2_lib)的一部分。接下来, 我们将在文件夹下增加两个 demo design kits (PDKs) ,创建最后一个滤波器和 Symbol。 7. 在 Workspace 中添加 PDK 元件库 这两种 PDKs 采用工艺 (不同的印制板属性、 精度和单位) 不同于 lab_2_lib 。我们可以 称之为多工艺(multi—technology)。接下来的实验,我们只局限于原理图的仿真,采 用多工艺(nested technology)的电磁仿真将在第三部分实验提到。 a. 主窗口中, 选择 【File】 —> 【Manage Libraries】 ,在弹出的提示框中选择 Add Design Kit from Favorities。 b. 在弹出的元件库管理对话框中,选择 Site Libraries / Demokit ,在弹出的 提示框中选择 Yes。 c. 用同样的方法选择 DemoKit_Non_Linear。

d. 选择 Close,关闭添加元 件库对话框。 e. 在主窗口下,选择【 File】 —>【 Manage Libraries】,元件库管理对话

Copyright 2011 Agilent Technologies

19

框弹出后,展开 three lib.defs 文件(如图)。观察元件库的 Mode, PDKs 是只读模式, lab_1 和 lab_2 libs 是共享模式。 f. 关闭元件库管理对话框。下一步,将使用这两个 demo kits 中的元件创建 最后一个滤波器。 8. 用 Demo PDK 元件创建一个低通滤波器 a. 在主窗口中,选择 LOWPASS_FILTERS 文件夹,右击选择 New Schematic(直接 在文件夹中创建 Cell 和原理图。注意:原 理图等 Views 文件必须在 Cell 中)。 b. 在弹出的对话框中,选择元件库名称 lab_2_lib 将默认的 Cell 名称(cell_1)改 为 LPF_PDK_demo,去除 Options 复选 框,选择 OK。 c. 原理图设计窗口打开,demo kit 分类库面 板出现在原理图的左侧。 d. 在分类库面板下拉框中,选择 Demokit_Non_Linear, 选择元件,绘制 原理图:设置 C1 & C2 属性 C=0.25 pF , 设置电感 L1 属性 L=2.2 nH nturns= 3 。 注意:原理图中的元件添加旋转轴,选中元 件,用鼠标旋转绿色的轴就可以实现元件的 旋转。 e. 插入两个端口 P1、P2。 f. 插入

DEMO_NETLIST_INCLUDE,这个元件与网络表和仿真相关。
Copyright 2011 Agilent Technologies

20

Lab: ADS 2011 Workshop

g. 保存并关闭原理图。接下来将创建一个符号 Symbol。

Copyright 2011 Agilent Technologies

21

9. 为 PDK 滤波器创建一个 Symbol a. 在主窗口菜单栏点击 Symbol 图标,创建一个 Symbol View。

b. 在弹出的新建对话 框中选择 lab_2_lib ,并找 到要创建 Symbol 的“Cell:

LPF_PDK_demo” ,然后点击 OK。

c. 当 Symbol 设计窗口打开 ,Symbol Generator(符号生 成器) 同时也会打开,这里我们不使用这个工具,选择 Cancel ,关闭这个窗口。 d. 在设计窗口中,创建一个 Symbol,并添加两 个端口,也可以添加一些文字说明: 【Insert 】—> 【Text 】。这里,我们简单 地画了一个矩形框和两个端口(右图),创 建一个和其他两个 LPF 不同的符号。 e. 保存设计,并关闭 Symbol View。

f. 在 Workspace 结构树下,展开文件夹和 Cells。如右图。 这是管理元件库和 Cells 的一种方法,每个不 同的设计在一个单独的 Cell 中,每个 Cell 含有 各自的 Symbol、schematic 及 emModel。

Copyright 2011 Agilent Technologies

22

Lab: ADS 2011 Workshop

注意: 另一个管理三个不同滤波器方法是:一个 Cell 包含三个不同的滤波器设计 Views,这些 Views 共享同一个 Symbol。仿真的时候,保持 Symbol 不变,更换不同 的滤波器 View,即可以实现对三个不同滤波器的仿真。但是,独立 Cell 管理不同设计使 得子电路独立,便于使用;独立的 Symbol Views 便于我们辨认。这两种方式在 ADS 2011 都是可行的,你可以根据自己的喜好进行选择。 接下来,最后一步我们将在一个原理图中使用 muti—technology。使用不用 PDK 元件,使用同名不同 technology 的元件。 10. 创建一个 PDK 电阻模型: R 注意: 这个新的 cell 没有在 LPF 文件夹中。 a. 在主窗口中,点击原理图图标(右图),创建一个新的 schematic。 b. 在对话框中,选择 lab_2_lib 作为元件库名称, R 作为 Cell 名称,然后点 击 OK。

c. 下拉菜单中选择 DemoKit 分类库面板, 创建电阻设计(如图),切勿忘记插入 DemoKit Include 元件。 d. 保存并关闭窗口。 e. 在主窗口中,点击 Symbol 图标(右图),创建符号。 f. 选择 lab_2_lib 作为元件库名称, R 作为 Cell 名称,点击 OK。弹出符号 产生器( symbol generator)对话框, 在 Lumped Components 页中选 择电阻图标 R ,然后添加文字“Demo_Kit”。(如下图)

Copyright 2011 Agilent Technologies

23

g. 保存并关闭 Symbol View。现在我们设计了一个采用不 同工艺的电阻 R。—— 下面,我们将调用这个电阻进行 电路仿真。 11. 应用多工艺技术、同名不同工艺的元件 a. 打开“ lab_2_lib: new_HB_test” 中 schematic View,删除其中的滤波 器元件。

b. 插入文件夹中 LPF_PDK_demo 滤波器:拖拽 LPF_PDK_demo Cell 中 symbol View 至 new_HB_test 原理图窗口中,如下图。(不用担心元件 图标的大小,它的尺寸可以更改)

c. 在主窗口中,用同样的方式插入 R (demo Kit),放置在原理图放大器的后 面。

Copyright 2011 Agilent Technologies

24

Lab: ADS 2011 Workshop

d. 保存。 设计好的原理图应该如下图所示:

这个测试平台有两个同名称、不同元件 库的电阻 R,还有一个滤波器元件,它 来自另外的一个 PDK 元件库。 现在,我们将对上面的设计进行原理图仿真。

e. 选择 【Simulate】 —> 【Simulation Setup】 ,选择默认设置,如图。点击 Simulate。 (仿真结束 DDS 将会自动弹 出)。 注意: 忽略关于电容短路的仿真状态信息, 这是由于在滤波器设计中,我们把电容一端 短接地的缘故。

f. 在弹出的 DDS 窗口中,使用 plot 命令画 出 Vout(dBm 方式显示),仿真结果应 该如右图所示。 g. 保存并关闭设计窗口,保持主窗口打开。

h. 展开 Workspace 结构组织图,你的 wrokspace 应该含有如图所示的 Cell、 文件夹及 DDS 文件。

Copyright 2011 Agilent Technologies

25

这个设计中,我们使用了不同 PDKs 工艺,同一名称(R)不同工艺的元件。而同一 个原理图采用不同工艺,采用同一名称(R)不同工艺的元件在以往 ADS 中是不能实 现的。 学会了工程文件的转换后(project 转换 为 Workspace),你就可以在 ADS2011 中 继续你的设计。ADS2011 项目管理结构 会 使你的设计工作更加的高效。 接下来,我们将学习一些元件库的注意事 项,并在第三个实验中介绍 ADS 2011 的 电 磁仿真。 实验二结束

有必要的话,课余时间可以参考下面 的注意事项。。。
ABOUT: 复制整个元件库 元件库必须在 wrokspace 里,因而复制元件库时,必须确定一个 wrokspace。 ? 主窗口下, 点击【File】 > 【Copy Library】 ,弹出复制对话框,点击下 拉菜单,选择可复制的元件库。 选择包含元件库的 Workspace,并为 复制后的元件库起名字,点击 Ok 完成 复制,点击 Cancel 取消这个操作。我 们这里暂不做这个操作。 点击 Cancel 回到主窗口。比较复制整 个的 Library 和一个 Library Cell 不 同。可以操作一下,查看它们的区别。

?

ABOUT: 为设计工程创建新的元件库 你可以创建一个 LPF 元件库,让它包含三个低通滤波器。这是设计工作的一个基本操 作。下面我们就尝试这个操作: ? 在 lab_2wrk, 选择【New】—> 【 Library】,在弹出的对话框中选择 Library 。设置元件库的名称

Copyright 2011 Agilent Technologies

26

Lab: ADS 2011 Workshop

?

lab_2_LPF_lib 和 Workspace,点击 Finish。 把三个 LBP 的 Cells 全部复制到新建的元件库中。打开 Manage Library 更改元 件库的属性为 Read Only :右击元件库,选择 change library Mode 为 Read Only。

?

?

在另外一个 wrokspace 中, 可以添加这个新的元件库及其它想要的元件库。– 这 里,需要添加 the nonlinear demokit 元件库,因为新建的元件库调用了 the nonlinear demokit 中的元件。 这样,添加的元件库的设计文件就可以使用 了。可以 通过主窗口的拖拽操作,也可以通 过原理图设计中的 Component Library。

Copyright 2011 Agilent Technologies

27

实验三: 使用 ADS 2011 EM
在第三个实验中,我们将介绍 ADS2011 电磁仿真 界面的一些基本操作。包括工艺参数文件的设置、增加 板层、覆铜、打孔、网络分割及仿真。当然,在这个实 验中会用到先前讲到的一些操作,也需要实验者有一定 的板图设计经验。 1. 用标准图层创建 lab_3 Workspace a. 主窗口中,选择【File】 –> 【create a new workspace】 ,选择创建 Workspace 的路径为 Home 路径,名称为 lab_3_wrk。 b. 选择元件库为 Analog/RF library,选择第一种工艺 Standard ADS Layers 0.0001 mil resolution, 选用默认的元件库名称: lab_3_lib。 选择 Finish,lab_3_wrk 打开。

c. 主窗口中,选择 【Options】 >【 Technology】 > 【Technology Setup 】,查看并修改 lab_3_lib 元件库的属性:使用标准或者默认的 ADS layer,选择 Layout Units 页,更改解析度为 1000,点击 OK,完成 对工艺设置的更改。

Copyright 2011 Agilent Technologies

28

Lab: ADS 2011 Workshop

PDK 工艺设置注意事项:对于 PDK, 在创建向导中只选择 PDK Layer 工艺即可,不用 做任何设置。 2. 在 Cell 中创建一个 Layout a. 在主窗口中,点击 Layout 图标,在弹出的新建提示 框中,分别键入元件库名称:lab_3_lib,Cell 名 称: MOM_design,View 默认名称为 Layout。 3. 图层设置与板图设置 a. 板图设计窗打开, Layers Preferences 弹出。 Preferences 允许你控制哪些图层的显 示和选择。它可以更改板图层的颜色、 是否可见等,但是它不能改变 Workspace 中的工艺文件设置。而且这 些设置也只是对当前板图有效。 b. 这个窗口可以一直开着。 c. 在板图窗口, 点击【 Options】 > 【Preferences】,打开板图设置。 d. 观察各个设置页,发现除 Layout Units 与 ADS2009 不同之外,其它页的 参数设置与 ADS2009 相同。这是因为 ADS2011 中,单位和解析度的设置 在元件库工艺中,在创建 Workspace 时我们已经做了介绍。

e. 你可以设置板图的参数,亦可将设 置好的参数文件(.prf)复制到其
Copyright 2011 Agilent Technologies

29

它的 Workspace 中,这样,就不用每次创建 Workspace 都要设置这些参 数。这里我们点击 Cancel,不做更改。 4. 工艺 – 图层定义 检查 Workspace 中板图的参数设置、图层参数设置后,我们看一下 lab_3_lib 元件库的 图层设置(Layer Definition),并创建一个简单的结构设计,进行电磁仿真。 a. 在板图设计窗口中,选择【 Options】 > 【Technology】 > 【Layer Definitions】。 b. 弹出窗口中显示为 lab_3_lib 元件库的工艺 设置。显示的板图是 ADS 标准的板图设计图层,也是我们在创建 Workspace 时候选择的参考设置。 c. 点击: Show Other Technology Tabs,你将会看到更多的技术工艺设 置。可以增加图层、purposes、单位等,这些设置的更改保存后仅能被 lab_3_lib 元件库使用。

d. 选择 Cancel ,我们不做任何更改。

Copyright 2011 Agilent Technologies

30

Lab: ADS 2011 Workshop

现在,我们搞明白了图层、板图参数的设置以及元件库图层的设置。当然,ADS2009 的 板图设置文件在这里也将不能使用,因为新版本板图设计工艺是参考元件库的工艺。下 面,让我们开始做电磁仿真吧。 5. 定义工艺材质: 基板和导电层 任何时候,你可以在主窗口或者 Layout 设计中更改工艺文件,为 EM 仿真设 计添加材料。 a. 板图设计主窗口,点击 【Options】 > 【Technology】 >【 Material definitions】。在弹出的对话框中,发现介质材料页是空的。

b. 点击 Add Dielectric ,添加了默认名称为 Dielectric_1 的介质材料,用鼠 标选择实部数值,更改为 6 ,如图。点击 Apply,这样就添加了一种基板 材料。 c. d. 点击 Add From Database ,选择 Alumina ,并保持其默认值, 点击 Apply。这样,创建的两种介电材料如上图所示。 e. 选择 Conductors 页,点击 Add Conductor。添加了默认名称为 Conductor_1 的导电材料。点击 Add From Database,选择 Gold,点击 OK,添加完毕,点击 Apply。这样,就创建了两种导电材料,如下图。

Copyright 2011 Agilent Technologies

31

f. 点击 Ok。我们为板图设置了两种介质材料和两种导电材料,同时这些设置 也添加到了 lab_3 元件库工艺中。 接下来,就用定义的材料设计简单的设计。 6. 画两条线一个过孔 a. 在板图设计窗口中,做如下简单的板图设计:两个图层上分别做一个矩形, 另一个图层做一个圆,它们的参数值如图所示,单位 mil。注意修改图形所 在的图层。

b. 完成后,保存板图。过会,我们将为设计添加 pins/ports 。

7. 打开电磁扫描设置窗口 a. 在板图设计窗口中,点击 EM Simulation Setup 图标 ,打开设置对 话框。 (如右图) b. 在 Substrate 和 Ports 选项后各有一个 黄色的警示图标,提醒你要对基板和端
Copyright 2011 Agilent Technologies

32

Lab: ADS 2011 Workshop

口进行设置。快速的浏览 setup overview。 接下来,将设置基板及定义端口。 8. 添加基板 注意: 你可以从以往的 Workspace 中复制 substrate 直接使用。为了熟悉这 个操作过程,我们将添加一个新的基板。 a. 在板图设计窗口,点击 Substrate Editor 图标,选择 OK, 再点击 OK 一 次,选择默认的基板名称 Substrate1 ,这时打开设计窗口。

b. 这是一个默认图层的 3D 基板 View,这个基板有一个导电层,一个介质 层,还有默认的边界条件。新建基板都是从这一步开始的。查看右侧的信息 栏,它告诉你怎样进行选择、添加、删除项目。

接下来将引导你设置叠层,映射导电层及过孔,使用元件库工艺材料:

Copyright 2011 Agilent Technologies

33

9. 定义带状导线材质为:Gold a. 点击设置窗口中的带状线图形,带状线轮廓被选中,相应的右侧显示带状线 的属性。 b. 设置图层(Layer)名称及材质(material),在下拉菜单中选择 cond Material = Gold。

c. 点击设置框后的“…”按键,将弹出已经设置好的基板材料。(可以看到在 Momentum 仿真中,可以设置金属材料的粗糙度) 这就是电磁仿真中的基 板编辑时工艺的设置方法,你也可以做高级设置。当然,要是添加了 PDK 元件库,将会出现 PDK 元件库中的材料。点击 Cancel,不做材质定义回 到上一级设置对话框。 10. 添加一层基板 a. 右击 Alumina 基板,选择 Insert Substrate Layer Above,这时就有两个 Alumina 层 了。 b. 在右侧把材质 Alumina 更改为 Dielectric_1 材料 (在元件库工艺中已设 置)。 设置厚度(Thickness)为 30 mils。

Copyright 2011 Agilent Technologies

34

Lab: ADS 2011 Workshop

11. 映射过孔 ,导体沉入基板。 a. 选择 Dielectric_1 ,右键选择 Map Conductor Via,过孔层自动产生。在 右侧的设置栏更改过孔材料为 PERFECT_CONDUCTOR, 如图。这里我们 定义了一种过孔层类型,也可以再添加其他的过孔层类型。不同类型的过孔 在板材设置窗口中显示为不同的颜色。

b. 选择上层的介质层,右键选择 Map Conductor Layer ,带状导体自动生 成,左键选择新生成的 cond2,设置其导电材料为 Conductor_1,选择 Operation 为 Intrude into substrate,位置为 Above interface ,厚度为 0.5 mil ,如图完成基板的设置。

c. 若设置有问题,选择 unmap / delete 去除过 孔,或者,关闭编辑框,从新开始基板参数设 置。若设置正确,保存,进行下一步的操作。

现在可以设置 Ports 了,首先看一下在 ADS 2011 中怎样导入基底文件。

Copyright 2011 Agilent Technologies

35

12. 导入基板 a. 在基板设置窗口,选择【File】—> 【 Import 】,会看到可以导入三种不同的基 板数据方法。如选择 SLM Substrate file?,在弹出的窗口中可以导入原来的基板 设置文件,这里我们不做任何操作。 b. 点击 Cancel 。我们开始设置 Ports。

c. 关闭基板设置窗口,查看 EM Setup 窗,Substrate 右侧黄色警示图标消 失,现在只剩下 Ports 没有设置了。在 Workspace 主窗口出现了基板文件 和 EM setup 文件,若看不到,在主窗口空白区域右键选择 File View?, 勾选 Substrate,然后 OK。

主窗口中应该显示如上图,若有异常,检查自己的操作。
Copyright 2011 Agilent Technologies

36

Lab: ADS 2011 Workshop

13. 定义 Pins 和 Ports a. 在板图设计窗口中,选择 Insert Pin 图 标,插入两个 pins (P1 and P2) 如图。 在 ADS 2011 中不用设置 Pins 所在的 图层,它会自动辨认。

b. 回到 EM Setup 窗口,点击 Ports 图标。 c. 注意到在 S-parameters ports 区域是空白的,显示没有 Ports 被设置。点 击绿色 Refresh pins and ports 图标 – 它将自动探测板图设计中的 Pins, 然后这些 Pins 会自动转化为 S-parameter ports 。 注意: ADS 2011 EM 仿真支持边界 Pins 和 area pins。

d. 当 Pins 被辨认出来,点击 Auto—create new ports 图标, 两个基于板图的 Ports 生成。 Ports 自动选择默认 calibration 设置为 TML (传输线校准) 、 50 Ohms 参考阻抗。 注意: 也可以在板图设计中插入单独 Pin,然后,在 EM setup 中点击 Create new port 单独产生。
Copyright 2011 Agilent Technologies

37

e. EM setup 中,点击右侧设置选 项,可以更改 Ports 中的默认 设置。我们在这里不用做任何 更改。

f. 点击 Save 图标,然后关闭 EM setup。

14. 3D EM 预览 像 ADS 2009 一样,ADS 2011 同样提供 3D 板图预览,它在仿真开始前就可以查 看,但前提条件是 EM Setup 设置完毕。 所需要的最少的信息是基板叠层及合适的 板图、图层映射。 当 Ports 设置完毕,EM Setup 中所有的黄 色提示标记全部消失,你就可以查看 3D EM 预览。当然在板图设置窗口也可以通过 【View】>【3D View】菜单打开 3D EM 预览。 a. 点击 3D EM Preview 图标,你就可以看到板图的 3D 视图。(这需要些转 换时间)

b. 查看 3D 视图。通过尝试拖拽鼠标旋转板图,变更菜单栏 Options 选项,变 更显示样式,观察 3D 视图的显示效果。当仿真结束后,还可以使用 Visulization 观察电流及远场分布。关闭 3D 视窗。
Copyright 2011 Agilent Technologies

38

Lab: ADS 2011 Workshop

15. 设置频率扫描、输出、网格 a. 在 EM setup 设置窗口中,点击 Frequency plan 项,在右侧参数窗口中, 设置 Fstop 为 2 GHz 。 b. 在 EM setup 设置窗口中, 点击 Output plan 项,查看设置 Dataset 名称 和使用的 Template。这里我们采用默认选项,不做更改。

仿真前,查看 EM setup 中 Options 选项 ,在这里设置 Mesh。在 Simulation Options 已经做了默认设置,ADS 2011 在 EM 设置时还有一些新的功能,如 可以调用原来的仿真设置。 c. 点击 Options ,Mesh 页 显示内容如图 —这里我们 暂不做任何更改。现在还不 能进行仿真。

d. 点击底部 Generate 下拉菜单,如图。你可 以选择生成的内容:仿真、网格、基板、Sparameter。当做了更改,又想在仿真前看 到一些更改后的效果,这个选项非常有用。

16. 创建 Model 和 Symbol

Copyright 2011 Agilent Technologies

39

a. 在 EM Setup 窗口中,点击 Model/Symbol 图 标。 b. 在右侧参数设置栏中 DM Model 中勾选 Create EM Model when simulation is launched。 c. 在 Symbol 设置栏:勾选 Create Symbol when simulation is launched。

注意: 创建的符号是一个与板图 相似的 Symbol。也可以点击 Create Now ,自己设计 Symbol。 d. Model/Symbol 设置如图所 示, 点击 Simulate。仿真开 始,可以看到一些仿真状态信 息。

17. 查看仿真结果 a. Momentum 仿真结束, 查看 DDS 窗口 template 设置的输出结果。 注意:你也可以插入一些其它的 Momentum 模板,(如图右下方)。 ADS 2011 中新增了一些电磁仿真模板,当然, 你也可以根据设计需求自己做图。

b. 查看板图中的网格剖分— 你的网格剖 分应该如下图一样。

Copyright 2011 Agilent Technologies

40

Lab: ADS 2011 Workshop

c. 关闭 DDS 窗口。 d. 点击板图中的 Visualization 图标。 (如图) e. 当窗口打开,左下角点击 Solution Setup ,选择频率为 2 GHz;点击 Plot Properties,在 Arrow tab 页,选择 Enable (箭头),勾选 Animate。 你可以看到动态的面电流。旋转板图查看各个视角的面电流;此外,也可以 尝试更改一些设置、使用不同的视图工具,观察 3D 视图,也可以看断面视 图等??

f. 完成后。保存并关闭窗口。(Visualization 窗, Layout 窗, EM Setup 窗,等)

g. 查看 ADS 2011 主窗口下的设计文件,应该 包含:Symbol,EM Model, EM Setup, layout,substrate 及 DDS。 现在,你应该了解了 ADS2011 电磁仿真新的功 能。 实验三结束 实验完毕

Copyright 2011 Agilent Technologies

41


相关文章:
微波匹配网络设计
微波匹配网络设计_电子/电路_工程科技_专业资料。...2011. [2] 黄玉兰.ADS 射频电路设计基础与典型...图标比较相似不易区分,只能通过查阅软件学习教程才能...
ADS软件学习 基础教程
MMIC,是当今国内各大学和研究所使用最多的微波/射频电 路和通信系统仿真软件软件...ADS2011教程 42页 免费 ©2016 Baidu 使用百度前必读 | 文库协议 | 网站地图...
微波射频仿真软件介绍
微波射频领域主要的 EDA 工具首推 Agilent 公司的 ADS 软件和 Ansoft 公司的 ...主要的应用有:微带匹配网 络、微带电路、微带滤波器、带状线电路、带状线滤波器...
《微波射频测量技术基础》实验内容_2012
微波射频测量技术基础》实验内容_2012_天文/地理_自然科学_专业资料。《微波射频...(给出 S 参数到 Z 参数的转换公式,以及如何 在 ADS 中应用。) 实验二 ...
北邮微波射频测量技术基础
微波射频测量技术基础》课程实验姓名: 学号: 班级: 学院: 2016 年 1 月 5...(给出 S 参数到 Z 参数的转换公式,以及如何在 ADS 中应用。)答: 不可以,...
ADS教程应用详解
参考教材 陈艳华,李朝晖,ADS 应用详解—射频电路设计与仿真,人民邮电出版 社,...理论知识与实践相结合 学习和学会使用微波电路与系统仿真软件(ADS) 掌握常用的...
微波射频仿真软件综述和应用评析
主要应用于:射频微波电路的设计,通信系统的设计, DSP 设计和向量仿真。现在最新的版本是 ADS2004A。 Ansoft Designer, 是 Ansoft 公司推出的微波电路和通信系统...
微波电路及设计的基础知识
aiiike贡献于2011-01-23 0.0分 (0人评价)暂无用户...ADS 主要性能 综合软件包 厂商 Agilent 2 3 4 5...(EDA) 技术的一个分支,用于射频微波电路的计算机...
射频与微波工程实践入门-第4章 用ADS仿真无线通信链路
射频与微波工程实践入门-第4章 用ADS仿真无线通信链路_信息与通信_工程科技_...微波射频网ADS2011教程 41页 免费 微波仿真论坛_用ADS设计... 4页 免费 ...
射频工程师必读书籍
ADS,MWO,Ansoft 还是 CST、HFSS ,,、 射频微波类书 希望对大家有点帮助: ...文档贡献者 shadanyan1 贡献于2011-08-08 1/2 相关文档推荐 射频工程师必读...
更多相关标签:
ads2011射频电路设计 | ads2011射频电路 | ads2011教程 | ads2011安装教程 | ads2011视频教程 网盘 | ads2011仿真教程 | ads2011入门教程 | ads2011视频教程 |