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1实验一、电路模拟基础概要该实验包括用户基础界面，ADS文件的创建过程包括建立原理图、仿真控件、仿真、和数据显示等部分的内容。该实验还包括调谐与谐波平衡法仿真的一个简单例子。目标建立一个新的项目和原理图设计设置并执行S参数模拟显示模拟数据和储存在模拟过程中调整电路参数使用例子文件和节点名称执行一个谐波平衡模拟在数据显示区写一个等式目录1.运行ADS………………………………………………………………………22.建立新项目……………………………………………………………………33.检查你的新项目内的文件……………………………………………………54.建立一个低通滤波器设计……………………………………………………55.设置S参数模拟………………………………………………………………66.开始模拟并显示数据…………………………………………………………77.储存数据窗口…………………………………………………………………98.调整滤波器电路………………………………………………………………109.模拟一个RFIC的谐波平衡…………………………………………………1210.增加一个线标签（节点名称），模拟，显示数据……………………………162步骤1.运行ADS在开始菜单中选择“AdvancedDesignSystem2005A→AdvancedDesignSystem”（见图一）。图一、开始菜单中ADS2005A的选项用鼠标点击后出现初始化界面。图二、ADS2005初始化界面随后，很快出现ADS主菜单。图三、ADS主菜单3如果，你是第一次打开ADS，在打开主菜单之前还会出现下面的对话框。询问使用者希望做什么。图四、询问询问使用者希望做什么的对话框其中有创建新项目（Createanewproject）；打开一个已经存在的项目（Openaexistingproject）；打开最近创建的项目（Openarecentlyusedproject）和打开例子项目（Openanexampleproject）四个选项。你可以根据需要打开始当的选项。同样，在主菜单中也有相同功能的选项。如果，你在下次打开主菜单之前不出现该对话框，你可以在“Don’tdisplaythisdialogboxagain”选项前面的方框内打勾。2.建立新项目a．在主窗口，通过点击下拉菜单“File→NewProject…”创建新项目。图五、创建新项目对话框其中，项目的名称的安装目录为ADS项目缺省目录对应的文件夹。（一般安装时缺省目录是C:\user\default，你可以修改，但是注意不能用中文名称或放到中文名称的目录中，因为那样在模拟时会引起错误）。在项目名称栏输入项目名称“lab1”。对话框下面的项目技术文件主要用于设定单位。在微带线布局时有用，我们选择mil。4b．点击OK，此时出现电路原理图向导。图六、创建子电路和仿真向导界面这里有三个选项，一个是创建子电路向导、一个是仿真向导、另外一个是不使用向导。如果，使用向导创建子电路或仿真，你需要按要求给定端口或其它数据。最后点击“Finish”。如果你选择不使用向导。点击“Finish”,就会出现原理图设计窗口。图七、原理图设计窗口使用该窗口就可以进行原理图设计或仿真。但需注意此时该原理图设计还没有命名。它使用默认的设计名“untitled1”作为该设计的名字。53.检查你的新项目内的文件a．在ADS主窗口查看左边的文件浏览窗口。目前显示你在lab1项目内。b．在主窗口，双击networks目录,目前里面没有原理图文件。图八、ADS主窗口4.建立一个低通滤波器设计a．在主窗口，点击NewSchematicWindow图标，也可以使用刚才自动打开的原理图窗口。b．在原理图设计窗口点击图标，储存原理图。取名LPF1。此时在ADS主窗口network目录中会出现LPF1.dsn文件。c．在元件模型列表窗口中选择Lumped－Components（集总参数元件）项。示意图如下图九、元件库示意图d．从该选项左边面板中选择电容图标。然后，在电路图设计窗口放置电容并用键把电容旋转成竖直状态（见图十）。e．然后用类似的方法在电路图设计窗口放入电感，利用快捷键，把电容器的一端接地。利用快捷键，用线把他们连起来。6图十、放置电容图十一、放置电感并把元件连接起来f．在元件库列表窗口选择Simulation－S_Param项，在该项面板中选择S－parameter模拟控制器（象个齿轮）和端口Term放到图上。图十二、放置仿真控件和终端用ESC结束放置元件和仿真控件命令。并使用图标调整这些元件的参数如下图所示：图十三、调整后的电路参数5.设置S参数模拟a．双击齿轮状S参数控件标记，打开S参数控件配置窗口，把Step－size改成0.5GHz，选择ok。7图十四、修改仿真控件的步长b．在上面的窗口点击display标签，会显示所有可以显示在原理图中所有的仿真控件控制量。图十五、显示仿真控件控制量6.开始模拟并显示数据a．点击原理图窗口上方的Simulate图标，开始模拟。b．然后就会弹出状态窗口，显示仿真状态的相关信息8图十六、仿真计算状态窗口c．仿真完成以后，如果没有错误，就会自动出现数据显示窗口（见下图），可以看到数据显示窗口左上方的名称为LPF1。图十七、数据显示窗口如果，LPF1右上角有“*”代表该数据还没有储存。在这个窗口中可以把计算结果以表格、圆图或等式的形式显示仿真结果的数据。d．点击RectangularPlot图标，把一个方框放到数据显示窗口中去，会自动弹出对话框，选择要显示的S（2，1）参数，点击Add按钮，选择dB为单位，点击Ok。9图十八、选择显示图形的窗口e．然后就会显示一个合理的低通滤波器响应。f．点击MarkerNew，可以把一个三角标志放在图上，可以用键盘和鼠标控制它的位置。图十九、在曲线上添加标记7.储存数据窗口a．储存的缺省名称为LPF1，扩展名为.dds，该文件会储存在项目文件夹的根目录中，而数据文件，即所有的.ds文件和数据设定，会储存在data子目录中。10图二十、储存数据b．保存数据并关闭上述窗口后，再通过点击原理图窗口的DataDisplay图标再次打开这个名为LPF1.dds的数据文件。图二十一、打开文件“LPF1”8.调整滤波器电路a．点击原理图窗口中的ViewAll图标，原理图窗口会自动调整原理图的显示使其与当前窗口的大小相适应。b．在LPF1原理图窗口点击Tune图标，出现调谐控制对话框。11图二十二、调谐控制对话框c．现在，在LPF1原理图窗口，用光标选择C1和L1。图二十三、在LPF1原理图窗口选中C1和L1此时，调谐参数窗口变成下面的样子。图二十四、新的调谐控制对话框在控制对话框中调节L1和C1的结果会即时显示在数据显示窗口中线上的三角标志会自动调整到最新的曲线上。12图二十五、调谐控制对话框实时调整曲线d．改变调节的范围：在调节控制对话框中，可以直接修改最大、最小、调节步长和变化比例等参数。图二十五、在调谐控制对话框修改参数e．调节过程中，点击UpdateSchematic按钮，可以更新原理图中相应元件的参数值。也可以在原理图中用光标，增加更多的元件参加调整参数。f．调整满意以后，点击Closel按钮。此时，出现下面的对话框询问是否更新相应元件的参数值。点击“Yes”。保存该结果。图二十六、保存更新g．使用Save图标保存原理图和显示数据（右图所示，两窗口中均有），然后把这两个窗口都关闭了（右上角的X按钮），只留下ADS主窗口。下面，我们将对一个ADS范例应用谐波平衡法。13重要备注：ADS范例使用我们可以在范例目录里找到随ADS一起安装的所有范例。但是必须把它们拷贝到另一个目录里，才能在你的设计中使用它们。一般来说，范例目录是只读的，而且这些文件不能随意改动。下面我们将为你介绍一些积累经验的范例以利使用。9.用谐波平衡法对RFIC仿真a．进入ADS主窗口，点击ViewExampleDirectory（查看范例目录图标）可以查看范例名称列表，先不要作任何操作，简单浏览选项一遍。随后点击Viewcurrentworkingdirectory（查看当前工作目录）图标，可看到你还在lab1项目中。b．下面你将从范例目录中拷贝一个原理设计到任务lab1（网络图）中。在ADS窗口中，点击File＞CopyDesign，出现拷贝设计对话框。14c．从设计中选择范例设计。出现对话框后，选择ExampleDirectory和Browse，然后利用对话框，双击RFIC＞Amplifier_Prj＞networks＞HBtest.dsnToPath（到路径）详细说明：选择WorkingDirectory（工作路径），也就是任务Lab1的网络目录。同时选上CopyDesignHierarchy框。点击OK，HBtest的一个附件就会拷贝到Lab1的网络中。拷贝完成后，打开原理图窗口并使用图标或File＞OpenDesign，打开HBtest．dsn（如图所示）——这是HBtest.dsn的顶层。在此设置谐波平衡仿真。点击放大器符号，再点击图标：pushintoHierarhy，就可进入放大器子电路。15f．注意子电路中有一些有模型说明（模型卡）的基本元件。点击图标：“PopoutofHierarchy”回到设置仿真的顶层。g．进入上层后，双击HarmonicBalancecontroller可查看谐波平衡控制器，也可通过选中它后，点击“编辑”图标。16h．谐波平衡控制器有许多栏设置仿真参数，该步骤目的是为熟悉仿真控制器，并不需要了解所有的设置。仔细查看它们，但不要改动，完成后点击Cancel。该控制器设置为计算有5次谐波的960MHz频率。同时基频信号（原理图中）频率也为960MHz。10.添加连接线符号（节点名），仿真和画数据曲线a．点击右图的Name图标。出现对话框后，输入名称Vin。点击amp的输入端的引线或节点。完成后点击close（关闭）。该原理图就有了Vin和Vout引线符号。17b．点击Simulate按钮。仿真完成后，Vin和Vout处节点电压在数据显示（DataDisPlay）中就有效了。c．以dBm的格式画出Vout频谱图——打开数据显示窗口后，选择RectangularPlot，并插入。同时，会弹出一对话框，选择Vout，点击Add。接着，对话框会询问：SpectrumindBm，点OK，曲线便会生成。d．放入一个Marker在基频上以检验它是不是960MHz。18e.插入一个方程计算增益。在图表显示窗口，点击图标。进入公式编辑对话框。输入增益计算公式Gain=Vout/Vin。如果输入过程中出错，对话框立刻就会出现错误信息。数据显示方程的备注；方程显现为红色是表示其无效。f．纠正拼写错误再点Apply和OK，正确的方程会显示。g．为列出增益的方程值，通过选择List图标，插入一个表格。出现对话框后，点下拉箭头，拖至方程列表，选择增益方程，添加，点击OK。你就会在表中看到每一频率点的增益。通过计算你的方程和谐波平衡数据，得到的是每一频点电压的参数解。实际上，该电路的电流增益（gain）电压增益（gain）。19h．关闭所有窗口—实验中的文件不要保存。后面实验将不会用到它们。附件练习:这些练习只在你有额外时间相对才可做。你在所有的课程完成以后，可以把它们作为练习。1．回到对filter的S参数仿真，打开数据显示页，试写出S21的相位方程并作图。2．回到HBtest仿真，把谐波平衡仿真器的谐波次数增为7，重新进行仿真，并注意发生的情况。再把频率值变为940，查看仿真情况。从该练习可以看到错误的仿真。3．对上面仿真写另一个方程，如下所示：Gain_fund=Vout[1]／Vin[1]确定方程用括号中1的意义4．拷贝一个另一个你感兴趣的范例，也拷贝范例的数据显示文件。为此，你可以使用浏览器（browsers）并进入ADS的范例目录，来打开文件并保存。5．在上面谐波平衡仿真中尝试