1、 交流信號頻率變換仿真首先要建立頻率映射交流信號頻率變換仿真首先要建立頻率映射(Frequency Map)(Frequency Map)。這種映射的目的是指定一個頻率表示電路節(jié)點變量，且該網(wǎng)絡是基這種映射的目的是指定一個頻率表示電路節(jié)點變量，且該網(wǎng)絡是基于源的頻率和行為級混頻器組件的類型來表示的，即網(wǎng)絡中的每個于源的頻率和行為級混頻器組件的類型來表示的，即網(wǎng)絡中的每個節(jié)點僅與一個頻率有關(guān)。因此，每個行為級混頻器組件能夠?qū)崿F(xiàn)從節(jié)點僅與一個頻率有關(guān)。因此，每個行為級混頻器組件能夠?qū)崿F(xiàn)從上邊帶以下邊帶的變換，但不能同時實現(xiàn)上上邊帶以下邊帶的變換，但不能同時實現(xiàn)上/ /下邊帶變換。下邊帶變換。 在交

2、流傳號頻率變換分析中，可作為源的組件常用的有在交流傳號頻率變換分析中，可作為源的組件常用的有V_1ToneV_1Tone、I_1ToneI_1Tone和和P_1Tone,P_1Tone,其中源的頻率可以通過源自身所帶其中源的頻率可以通過源自身所帶的頻率參數(shù)設定。如果使用多頻率源，頻率通過的頻率參數(shù)設定。如果使用多頻率源，頻率通過Freq1Freq1參數(shù)設定。參數(shù)設定。第1頁/共99頁 使用使用ADsADs的交流仿真可以實現(xiàn)下述功能。的交流仿真可以實現(xiàn)下述功能。 (1)(1)執(zhí)行掃頻或掃頻變量小信號線性仿真。執(zhí)行掃頻或掃頻變量小信號線性仿真。 (2)(2)獲得小信號傳輸參數(shù)，如電壓增益、電流增益

3、、跨導和導納等。獲得小信號傳輸參數(shù)，如電壓增益、電流增益、跨導和導納等。 (3)(3)噪聲分析。交流仿真中還包含噪聲分析的功能。噪聲分析功能可噪聲分析。交流仿真中還包含噪聲分析的功能。噪聲分析功能可以將電路中的噪聲以電流或電壓的形式保存在仿真結(jié)果的數(shù)據(jù)組中，以將電路中的噪聲以電流或電壓的形式保存在仿真結(jié)果的數(shù)據(jù)組中，它在交流仿真中可以設置。它在交流仿真中可以設置。 噪聲分析中中包括的噪聲成分有以下噪聲分析中中包括的噪聲成分有以下4 4種。種。 (1)(1)數(shù)據(jù)文件：指定的有損無源元件產(chǎn)生的溫度決定的熱噪聲。數(shù)據(jù)文件：指定的有損無源元件產(chǎn)生的溫度決定的熱噪聲。 (2)(2)非線性器件產(chǎn)生的溫度和

4、偏壓限制噪聲。非線性器件產(chǎn)生的溫度和偏壓限制噪聲。 (3)(3)由二端口數(shù)據(jù)文件包括噪聲參數(shù)指定的線性有源器件產(chǎn)生的噪聲。由二端口數(shù)據(jù)文件包括噪聲參數(shù)指定的線性有源器件產(chǎn)生的噪聲。 (4)(4)噪聲源器件產(chǎn)生的噪聲。噪聲源器件產(chǎn)生的噪聲。第2頁/共99頁 8 82 2 仿真面板與仿真控制器仿真面板與仿真控制器 ADS2009ADS2009中有專門針對交流仿真的元件面板，在中有專門針對交流仿真的元件面板，在“simulation_AC”simulation_AC”面板中列出了交流仿真需要的控件。面板中列出了交流仿真需要的控件。第3頁/共99頁vACAC：交流仿真控制器：交流仿真控制器vOptio

5、nsOptions：交流仿真設置控制器：交流仿真設置控制器vSweep PlanSweep Plan：參數(shù)掃描計劃控制器：參數(shù)掃描計劃控制器vPrm SwpPrm Swp：參數(shù)掃描控制器：參數(shù)掃描控制器vNdsetNdset：節(jié)點設置控件：節(jié)點設置控件vNdsetNameNdsetName：節(jié)點名控件：節(jié)點名控件vDisp TempDisp Temp：顯示模板控件：顯示模板控件vMeas EqnMeas Eqn：仿真測量等式控件：仿真測量等式控件vBdfreqBdfreq：頻率預算控件：頻率預算控件vBdGainBdGain：增益預算控件：增益預算控件vBdGmmaBdGmma：反射系數(shù)預算控

6、件：反射系數(shù)預算控件vBudNFBudNF：噪聲系數(shù)預算控件：噪聲系數(shù)預算控件vBudNFdBudNFd：噪聲系數(shù)相位預算控件：噪聲系數(shù)相位預算控件vBdNPwrBdNPwr：噪聲功率預算控件：噪聲功率預算控件vBud TNBud TN：等效輸出噪聲溫度控：等效輸出噪聲溫度控4 4vBudPwrIBudPwrI：入射功率預算控什：入射功率預算控什vBdPwrRBdPwrR：反射功率預算控件：反射功率預算控件vBudSNRBudSNR：信噪比預算按件：信噪比預算按件vBdVSWRBdVSWR：駐波比運算控件：駐波比運算控件第4頁/共99頁 1)1)交流仿真控制器交流仿真控制器 交流仿真控制器交流

7、仿真控制器(AC)(AC)是交流仿真中最主要的控件。使用交流仿是交流仿真中最主要的控件。使用交流仿真控制器，可以設置交流仿真的頻率掃描范圍仿真執(zhí)行參數(shù)和噪聲真控制器，可以設置交流仿真的頻率掃描范圍仿真執(zhí)行參數(shù)和噪聲分析的相關(guān)參數(shù)等交流仿真控制器選項卡，主要包括分析的相關(guān)參數(shù)等交流仿真控制器選項卡，主要包括【FrequencyFrequency】、【NoiseNoise】、 【ParametersParameters】、【OutputOutput】、【DisplayDisplay】5 5項內(nèi)容。項內(nèi)容。 （1 1）FrequencyFrequency：交流仿真是在一定頻率范圍內(nèi)執(zhí)行的，頻率參數(shù)：

8、交流仿真是在一定頻率范圍內(nèi)執(zhí)行的，頻率參數(shù)設置主要就是設置這個頻率范圍，用戶可以在交流仿真控制器設置設置主要就是設置這個頻率范圍，用戶可以在交流仿真控制器設置窗口中的窗口中的【FrequencyFrequency】選項卡中進行設置。選項卡中進行設置。第5頁/共99頁第6頁/共99頁第7頁/共99頁 (2)Noise(2)Noise：噪聲參數(shù)設置可進行噪聲分析的相關(guān)參數(shù)的設置。具：噪聲參數(shù)設置可進行噪聲分析的相關(guān)參數(shù)的設置。具體參數(shù)設置可以在交流仿真控制器設量窗口中的體參數(shù)設置可以在交流仿真控制器設量窗口中的NoiseNoise選項卡中選項卡中設置。設置。第8頁/共99頁 (3)(3)Param

9、eters：仿真參量設置相關(guān)參數(shù)用于設置交流仿真的頻率：仿真參量設置相關(guān)參數(shù)用于設置交流仿真的頻率轉(zhuǎn)換、預算執(zhí)行、仿真狀態(tài)信息顯示和仿真結(jié)果保存等參數(shù)。用戶轉(zhuǎn)換、預算執(zhí)行、仿真狀態(tài)信息顯示和仿真結(jié)果保存等參數(shù)。用戶可以在交流仿真控制器設置窗口中的可以在交流仿真控制器設置窗口中的 Parameters 選項卡中修改仿選項卡中修改仿真參量設置。真參量設置。 交流仿真參量設置與直流仿真參量設置的內(nèi)容基本相同，因此交流仿真參量設置與直流仿真參量設置的內(nèi)容基本相同，因此只介紹交流仿真參量設置中沒有的只介紹交流仿真參量設置中沒有的“Enable Ac frequency coversion”(”(允許交流

10、頻率變換允許交流頻率變換) )項和項和“Perform Budget simulation”(”(執(zhí)行預算仿真執(zhí)行預算仿真) )項。項。 允許允許ACAC頻率轉(zhuǎn)換頻率轉(zhuǎn)換( (Enable Ac frequency coversion) )：次定是否：次定是否允許頻率轉(zhuǎn)換。如果選中此項，則可以執(zhí)行帶有頻率轉(zhuǎn)換的交流仿允許頻率轉(zhuǎn)換。如果選中此項，則可以執(zhí)行帶有頻率轉(zhuǎn)換的交流仿真。真。 執(zhí)行預算仿真執(zhí)行預算仿真( (Perform Budget simulation) )：決定是否執(zhí)行：決定是否執(zhí)行預算仿真。如果選中此項，將在交流仿真的過程中執(zhí)行預算分析。預算仿真。如果選中此項，將在交流仿真的過程

11、中執(zhí)行預算分析。第9頁/共99頁 2)2)交流仿真設置控制器交流仿真設置控制器交流仿真設置控制器交流仿真設置控制器(options)(options) ，用其設置交流仿真的相關(guān)參數(shù)，如環(huán)境溫度、設備溫度、用其設置交流仿真的相關(guān)參數(shù)，如環(huán)境溫度、設備溫度、仿真的收斂性、仿真的狀態(tài)提示和輸出文件特性等。仿真的收斂性、仿真的狀態(tài)提示和輸出文件特性等。 3)3)參數(shù)掃描計劃控制器參數(shù)掃描計劃控制器 參數(shù)掃描計劃控制器參數(shù)掃描計劃控制器(SWEEP (SWEEP PLAN)PLAN)用于設置仿真中的參數(shù)掃描計劃。用戶可以通過這用于設置仿真中的參數(shù)掃描計劃。用戶可以通過這個控制器添加一個或多個掃描變量，并

12、制定相應的掃描計個控制器添加一個或多個掃描變量，并制定相應的掃描計劃。劃。 4)4)參數(shù)掃描控制器參數(shù)掃描控制器 參數(shù)掃描控制器參數(shù)掃描控制器(PARAMETER)(PARAMETER) , ,可可用其控制仿真中的掃描參數(shù)，這些掃描參數(shù)可以在多個仿用其控制仿真中的掃描參數(shù)，這些掃描參數(shù)可以在多個仿真實例中執(zhí)行。真實例中執(zhí)行。第10頁/共99頁 5)5)節(jié)點設置與節(jié)點名節(jié)點設置與節(jié)點名 交流仿真面板中的節(jié)點設置交流仿真面板中的節(jié)點設置(Ndset)(Ndset)和節(jié)點和節(jié)點名名(NdsetName)(NdsetName)控件它們與直流仿真中的兩個控件完全相同，可用控件它們與直流仿真中的兩個控件完

13、全相同，可用于設置直流仿真的相關(guān)節(jié)點及節(jié)點名稱。于設置直流仿真的相關(guān)節(jié)點及節(jié)點名稱。 6)6)顯示模板控件和仿真測量等式控件顯示模板控件和仿真測量等式控件 顯示模板控件顯示模板控件(Display (Display Template)Template)和仿真測量等式控件和仿真測量等式控件(MeasEqn)(MeasEqn) ，與直流仿真中的這兩，與直流仿真中的這兩個控件功能相同。個控件功能相同。 7)7)預算控件預算控件 預算控件必須在仿真控制器中預算控件必須在仿真控制器中 Perform Budget simulation 選項選中時才起作用，預算控件本質(zhì)上都是測量方程。選項選中時才起作用，

14、預算控件本質(zhì)上都是測量方程。預算控件包括頻率預算控件、反射系數(shù)預算控件、增益預算控件、預算控件包括頻率預算控件、反射系數(shù)預算控件、增益預算控件、噪聲系數(shù)預算控件、噪聲功率頂算控件、噪聲系數(shù)相位預算按件、噪聲系數(shù)預算控件、噪聲功率頂算控件、噪聲系數(shù)相位預算按件、等效輸出噪聲溫度控件、入射功率預算控件、反射功率預算控件、等效輸出噪聲溫度控件、入射功率預算控件、反射功率預算控件、信噪比預算控件和駐波比運算控件。信噪比預算控件和駐波比運算控件。第11頁/共99頁 (1)(1)頻率預算控件（頻率預算控件（Budfreq） AC分析：分析：y y=bud_freq(freqIn,pinNumber，”si

15、mName”) HB分析：分析：y y=bud_freq(planNumber,pinNumber)第12頁/共99頁 (2)增益預算控件增益預算控件(BudGain) 其語法為：其語法為： AC分析：分析：ybud_gain(vIn，iIn，Zs，Plan, pinNumber，”simName”) HB分析：分析：ybud_gain(“Source Name”，scrIndx，Zs，Plan，budgetPath）第13頁/共99頁 (3)反射系數(shù)預算控件反射系數(shù)預算控件(BudGamma)，其語法為，其語法為 AC分析：分析： ybudgamma(Zref，Plan，pinNumber，

16、simName)第14頁/共99頁 (4)噪聲系數(shù)預算控件噪聲系數(shù)預算控件(BudNF)，其語法為：，其語法為： AC分析：分析：ybud_nf(vln，iIn，noisevIn) 或或 y=bud_nf(“SourceName”,Zs,BW,pinNumber,”simName”) BudNF4=bud_nf(budget_path) budget_path=“PORT1.t1”,”b2_AMP.t2”,”b3_MIX1.t2”,”b4_AMP2.t2”,”b5_BPF2.t2”,”b6.t1”第15頁/共99頁 (5)噪聲系數(shù)相位預算控件噪聲系數(shù)相位預算控件(BudNFdeg) 其語法為：

17、其語法為： AC分析：分析： ybud_nf_deg(vIN,iIN,vOut,iOut,vOut.NC.vnc,vOut.NC.name,Zs,BW) (6)噪聲功率預算控件噪聲功率預算控件(BudNPwr)如圖如圖516所示，其語法為：所示，其語法為： AC分析：分析：ybud_noise_pwr(Zerf,Plan,pinNumber,”simName”) (7)等效輸出噪聲溫度控件等效輸出噪聲溫度控件(BudTN) 其語法為：其語法為： AC分析：分析：y=bud_tn(vIn, iIn,noisevIn,Zs,BW,pinNumber,”simName”) (8)入射功率預算控件入射

18、功率預算控件BudPwrlnc) 其語法為其語法為 AC分析：分析：y=bud_pwr_inc(Zef,Plan,pinNumber,”simName”)第16頁/共99頁 (9)反射功率領算控件反射功率領算控件(BudPWRen) 其語法為：其語法為： AC分析分析y=bud_pwr_refl(Zref,Plan,pinNumber,”simName”) (10)信噪比預算控件信噪比預算控件(BudSNR) 其語法為：其語法為： AC分析：分析：ybud_snr(Plan,pinNumber,”simName”) (11)駐波比運算控件駐波比運算控件(BudVWSR)如圖如圖521所示，其語

19、法為：所示，其語法為： AC分析：分析：ybud _vwsr(Zref,Plan,pinNumber,”simName”)第17頁/共99頁 83交流仿真的一般步驟交流仿真的一般步驟 (1)選擇器件模型，并建立電路原朋圖。選擇器件模型，并建立電路原朋圖。 (2)在在“simulation-AC”元件面板列表中選擇交流仿真控制器，元件面板列表中選擇交流仿真控制器，并將其放置在電路圖設計窗口中。并將其放置在電路圖設計窗口中。 (3)雙擊雙擊AC參數(shù)仿真控制器，在參數(shù)仿真控制器，在Frequncy】選項卡中對交流仿】選項卡中對交流仿真中頻率掃描類型和掃描范圍等進行設置。真中頻率掃描類型和掃描范圍等進

20、行設置。 (4)如果掃描變量較多，則需要在如果掃描變量較多，則需要在“simulation-AC”元件面板中元件面板中選擇選擇“PARAMETER SWEEP”控件，在其個設置多個掃描變量，控件，在其個設置多個掃描變量，以及每個掃描變量的掃描類型和掃描參數(shù)范圍等。以及每個掃描變量的掃描類型和掃描參數(shù)范圍等。 (5)如果需要對電路進行線性噪聲分析，則需要在如果需要對電路進行線性噪聲分析，則需要在AC仿真控制器仿真控制器參數(shù)設置窗口的參數(shù)設置窗口的Noise選項卡中選中選項卡中選中”Calculate noise”項，添加相項，添加相應信息。應信息。 (6)設置完成后，執(zhí)行仿真。設置完成后，執(zhí)行仿

21、真。 (7)在數(shù)據(jù)顯示窗口中查看仿具結(jié)果。在數(shù)據(jù)顯示窗口中查看仿具結(jié)果。第18頁/共99頁 84ADS中交流仿真案例中交流仿真案例 ADS2009中自帶交流仿真案例，通過這個案例可以使讀者了解勸中自帶交流仿真案例，通過這個案例可以使讀者了解勸率放大器的設計及仿真過程。提高利用交流仿真分析線性噪聲的能率放大器的設計及仿真過程。提高利用交流仿真分析線性噪聲的能力。力。 案例案例8-1 功率放大器交流仿真功率放大器交流仿真第19頁/共99頁第20頁/共99頁第21頁/共99頁第22頁/共99頁第23頁/共99頁第24頁/共99頁 案例案例8-2功率放大器噪聲分析功率放大器噪聲分析 通過設置通過設置A

22、C仿真控件中的仿真控件中的Noise選項卡，進行線性噪聲的分析。選項卡，進行線性噪聲的分析。執(zhí)行線性噪聲分析的步驟如下所述。執(zhí)行線性噪聲分析的步驟如下所述。第25頁/共99頁第26頁/共99頁第27頁/共99頁第28頁/共99頁第29頁/共99頁第30頁/共99頁第31頁/共99頁第32頁/共99頁第33頁/共99頁 85交流仿真實例交流仿真實例 本節(jié)在一般交流仿真的基礎上，對交流小信號特性進行分析，進本節(jié)在一般交流仿真的基礎上，對交流小信號特性進行分析，進一步細化一步細化ADS交流仿真的步驟以及相關(guān)數(shù)據(jù)基本操作。交流仿真的步驟以及相關(guān)數(shù)據(jù)基本操作。第34頁/共99頁第35頁/共99頁1、創(chuàng)建

23、新設計第36頁/共99頁22、建立AC仿真第37頁/共99頁第38頁/共99頁第39頁/共99頁第40頁/共99頁第41頁/共99頁第42頁/共99頁第43頁/共99頁第44頁/共99頁第45頁/共99頁第46頁/共99頁 4、計算并顯示電路增益第47頁/共99頁第48頁/共99頁第49頁/共99頁第50頁/共99頁第51頁/共99頁第52頁/共99頁第53頁/共99頁第54頁/共99頁第55頁/共99頁第56頁/共99頁第57頁/共99頁5 5、調(diào)諧、調(diào)諧betabeta參數(shù)參數(shù)第58頁/共99頁第59頁/共99頁第60頁/共99頁第61頁/共99頁第62頁/共99頁第63頁/共99頁 2 2、多參數(shù)掃描、多參數(shù)掃描 案例案例8-4Vcc8-4Vcc掃描掃描 本例將對本例將對VccVcc范圍設置為從范圍設置為從2V2V到到5V5V，步長為，步長為0.5V0.5V進行參數(shù)掃描。進行參數(shù)掃描。第64頁/共99頁第65頁/共99頁第66頁/共99頁第67頁/共99頁第68頁/共99頁第69頁/共99頁第