SỬ DỤNG ADS CƠ BẢN
Khảo sát màn hình chính
Để điều chỉnh và xử lý dự án thiết kế, bạn cần nhấn chuột vào File trên thanh công cụ Tiếp theo, nhấn vào View, sau đó chọn Option Để quản lý cửa sổ, hãy nhấn vào Window và cuối cùng, nếu cần trợ giúp, bạn có thể nhấn vào Help.
Tạo một Workspace mới
• Trong hộp thoại New Workspace đặt tên cho Workspace là Lab1 rồi click Create Workspace
Hình 1: Đặt tên cho Workspace mới
Xem bộ duyệt tìm file workspace và cấp bậc của nó
Trên màn hình chính File Browser ta sẽ thấy được địa chỉ của workspace hiện tại
Hình 2: File Browser của Workspace
Tạo một thiết kế giản đồ lọc thông thấp
Để bắt đầu tạo một sơ đồ mới, trên màn hình chính, bạn hãy nhấn vào File > New > Schematic hoặc nhấn vào biểu tượng tương ứng trên thanh công cụ Khi hộp thoại New Schematic xuất hiện, hãy đặt tên cho sơ đồ là lpf (low-pass filter).
Để tạo một giản đồ mới, hãy xem xét các hộp thoại trên thanh công cụ của Schematic Trong phần Lumped-Components, chọn tụ điện C, sau đó nhấp chuột phải và chọn Rotation, hoặc sử dụng tổ hợp phím Ctrl+R, hoặc vào mục Edit và chọn Rotation.
To create the circuit diagram, first, draw capacitor C as shown in Figure 4 Next, select the inductor and connect the ground and wire according to the diagram in Figure f Set the value of C2 to 3 pF Finally, navigate to the Simulation menu, select S_Param, and choose Terminations.
Hình 5 Thiết kế bộ lọc thông thấp sử dụng S-parameters
Cài đặt và chạy mô phỏng
To set up the simulation, double-click on the S-Parameters to open the dialog box, then change the step size to 0.5 and click Apply In the Display section, select Start, Stop, and Step parameters Finally, click OK to close the dialog box and proceed with the simulation data setup.
Chọn Simulate trên thanh công cụ > Simulation Setup
Mô phỏng tham số S
Sao chép bài tập lab3 và lưu nó với tên s_params
Xóa nguồn AC và thực hiện mô phỏng đồng thời các tham số và đẳng thức Tiến hành thêm điều khiển mô phỏng S-Parameter với các thông số Start = 100MHz, Stop = 2GHz và Step = 0 MHz Cuối cùng, thêm tên nút Vin và Vout để hoàn thiện mô phỏng.
Mô phỏng và hiển thị kết quả
a Kiểm tra tên dataset kaf s_params và sau đó simulate b Mở new Data Display và lưu với tên s_params thêm một rectangular plot của S-
21 (dB) c Tương tự thêm Vout dB từ ac_sim d Chỉnh sửa vẽ Trong Plot Options và chỉnh sửa scale các giá trị Min, Max và Step
Hình 7 Data display của Vout và S(2,1)
Thêm trở kháng LO: các chuỗi R-C
Trong giản đồ dưới đây, các thành phần của oscillator bao gồm C=1.0pF, R-P Ohm và nối đất Chúng tôi thực hiện mô phỏng S-21 với dải tần số từ 100MHz đến 2GHz, với bước nhảy 100MHz, và lưu trữ dữ liệu dưới tên s_lo Tiếp theo, chúng tôi tắt hoạt động LO và thực hiện mô phỏng lần nữa, lưu dữ liệu với tên s_nolo Cuối cùng, trong cửa sổ hiển thị, chúng tôi thêm một hình vẽ với hai S-12, một với LO và một không có LO.
Hình 8 S-params có LO và không LO e Lưu dữ liệu bằng tên s_params.
Vẽ trở kháng S11
a Trong cùng cửa sổ data display thêm biểu đồ smith với S-11 từ dataset s_lo
Hình 9: Lược đồ Smith của S-11 b Sửa đổi Readout trong Edit Marker Properties Zo tới 50 và ấn OK
To modify the Zo value to PortZ(1), set Zo to 50 After adding a list, select S data and PortZ, then use the Plot Options to choose Suppress.
Hình 11 List data S và PortZ
Thêm tần số cho RF và IF
Để thực hiện quy trình, đầu tiên, từ bảng tìm kiếm, chọn Eqn Based-linear và thêm một cổng Z Eqn ở vị trí đầu vào bộ song song Tiếp theo, gán giá trị Z[1,1] bằng biến Z_IF Sau đó, thêm một cổng Z 1-Port Eqn ở đầu ra trở kháng và gán giá trị Z[1,1] = Z_RF Cuối cùng, thêm một VAR và đặt giá trị Z_IF và Z_RF theo hình vẽ.
Hình 12 Edit instance Parameters cho VAR
Thêm một DC lý tưởng cung cấp điện cảm
a Chọn DC feed trong Lumped Components vào giữa transitor và điện trở RB b Thêm 1 DC feed nữa giữa điện trở và cuộn cảm RC
Cài đặt Sweep Plan
In the simulation, select the Sweep Plan and configure the sweep for three points: RF frequency, IF, and LO Begin by choosing the Sweep Type, then adjust it to Single Point, and finally click the Add button to complete the setup.
Hình 14 Cài đặt tham số cho miền quét c Chọn Apply và ấn OK
Chỉnh sửa điều khiển mô phỏng của S-Parameter
a Nhấn đúp vào S-parameter simulation controller b Trong tab Frequency chọn User sweep plan và chọn SwpPlan1
Hình 15 Chọn User sweep plan c Trong tab Display chọn SweepPlan bỏ Start, Stop và Step
Kiểm tra mạch
Để kiểm tra mạch, đầu tiên, hãy cài đặt dataset mới có tên là s_zport và nhấn Simulate để vẽ S-11 bằng lược đồ Smith Tiếp theo, xóa Z-ports và thực hiện mô phỏng lại với tên dataset là s_no_zport Cuối cùng, lưu sơ đồ với tên s_params.
Hình 17 S-11 có Z-port và không Z-port
Chỉnh sửa BJT_PKG
a Mở một cửa sổ giản đồ mới copy giản đồ vừa vẽ vào file mới
Hình 18 Chỉnh sửa BJT_PKG b Thêm VAR = 0.2 pF c Tiếp tục làm tương tự với dữ liệu s_no_port và s_port hiển thị S-11
Điều chỉnh tham số của mạch
a Tạo một dataset mới có tên s_cj_tune và Simulate một lần nữa b Mở cửa sổ Data display mới vẽ sơ đồ Smith S-11 c Tune mode
Đọc và ghi dữ liệu S-Parameter với S2P file
In the Data display window, click on Tools in the toolbar and select Data File Tool or the corresponding icon In the dialog box, choose "Write data file from dataset" and then select Touchstone Set the output file name to my_file.s2p For the complex data format, select Mag/Angle, and for the data notation format, choose Default.
Datasets chọn s_zport e Click Write to File
Hình 20 Viết dữ liệu từ dataset
Gán S2P với data file và mô phỏng
To create a new diagram, start by searching for S2P in the tool bar Next, click on S2P and set the browser to display all files Then, browse and select "Open" to access my_file.s2p After that, copy the Sweep Plan and S-parameter from the S-params into the diagram Finally, simulate the data set named my_s2p and plot the results to verify the simulation.
Hình 21 Giản đồ S2P g Lưu thiết kế với tên s_2p
Hình 22 Sơ đồ Smith của S-11 bằng gán S2P
TDR và LinCalc với mô phỏng Transient
Mở một cửa sổ sơ đồ mới và thiết lập mạch
Chèn nguồn VtStep (Miền thời gian) với Vhigh = 1V và Rise = 1 nsec mà không có độ trễ Tiếp theo, chèn bộ điều khiển thoáng qua với các tham số: StartTime = 0ns và StopTime = 6 ns.
Để thiết lập mô hình, đặt MaxTime = 0,01 ns như bước thời gian lấy mẫu Tiếp theo, từ bảng Tlines-Microstrip, chèn MSUB với các giá trị mặc định và thêm MLIN với kích thước W = 10 và L = 2000 triệu, tạo thành một đường dẫn hẹp và dài (2 inch) để định tuyến tín hiệu Cuối cùng, thêm tên nút Vin và Vou, cùng với hai điện trở 50 ohm và dây dẫn, rồi lưu sơ đồ dưới tên: transient_simple.
Mô phỏng và vẽ sơ đồ
Để bắt đầu, hãy mô phỏng sơ đồ và mở một màn hình dữ liệu mới Tiếp theo, chèn cốt truyện cho Vin và Vout, sau đó đặt điểm đánh dấu vào cốt truyện, đảm bảo rằng các điện áp bằng nhau cho hai đánh dấu, gần thấp hơn một phần của các cạnh tăng Viết phương trình để tính toán sự khác biệt giữa các giá trị trục x của điểm đánh dấu, sử dụng chức năng indep và danh sách độ trễ đánh dấu như đã hiển thị Để loại bỏ các biến không hợp lệ từ danh sách, hãy chọn hộp Hiển thị dữ liệu độc lập kiểm tra Cuối cùng, chọn cả hai điểm đánh dấu bằng phím SHIFT và di chuyển chúng bằng một phím mũi tên; khi thời gian tăng lên, giá trị độ trễ đánh dấu sẽ tự động cập nhật.
Thay đổi mô phỏng thời gian để giảm bớt độ phân giải
Thay đổi MaxTimeStep thành 0,1 nsec và mô phỏng lần nữa.
Thay đổi bước thời gian thành 0,01 ns và thay đổi Chiều rộng MLIN đến 20 và mô phỏng 21 5 Lưu sơ đồ và hiển thị dữ liệu (trans_simple)
5 Lưu sơ đồ và hiển thị dữ liệu (trans_simple)
Tạo một sơ đồ mới
Lưu sơ đồ cuối cùng với tên trans_tdr và thêm một VarEqn để tăng điện áp nguồn lên 2 V Thiết lập bộ điều khiển thoáng qua với thời gian dừng 10 nsec và bước nhảy 0,01 Thiết lập nguồn giống như sơ đồ cuối cùng, với mức tăng điện áp từ Vlow = 0 đến Vhigh = 2 V, đồng thời thiết lập độ trễ 1 nsec và thời gian tăng 0,01 nsec Cuối cùng, hoàn thành mạch bằng cách truy cập bảng Tlines_ideal và chèn TLIN.
Mô phỏng và vẽ sơ đồ trả lời tại Vin
Mở một màn hình hiển thị dữ liệu mới và cốt truyện Vin để kiểm tra phản hồi của dòng tham chiếu và MLIN Nếu có sự không khớp, hãy thay đổi MLIN thành 5 triệu rộng, sau đó thực hiện mô phỏng và vẽ đồ thị đáp ứng để phân tích kết quả.
Mô phỏng c Thêm một MLIN khác để bạn có cả một đường kẻ dày (20 triệu) và mỏng dòng (5mils)
Mô phỏng và xem phản ứng.
Sử dụng LineCalc để xác định MLIN trở kháng và để tạo ra một dòng phù hợp
phù hợp a Từ cửa sổ sơ đồ bắt đầu LineCalc:
Công cụ> LineCalc> Bắt đầu LineCalc Các cửa sổ chính sẽ xuất hiện như được hiển thị ở đây
Đặt lại mạch và thiết lập các phương trình để tính khoảng cách
a Đặt lại mạch để chỉ chứa MLIN
Mô phỏng lại và phóng to vào cốt truyện có phản hồi MLIN hiển thị.
Thêm các phương trình để tính trở kháng rho và đường
Thêm các phương trình vào màn hình dữ liệu để tính toán trở kháng Z_line tại bất kỳ điểm nào khi di chuyển một nhà sản xuất (m3).
Sử dụng LineCalc để tổng hợp một dòng phù hợp
Quay trở lại chương trình LineCalc, nhập giá trị trở kháng và chiều dài điện cho tín hiệu 1 GHz Nhấn nút Tổng hợp để chương trình tạo ra chiều dài và chiều rộng như hình minh họa Sau đó, quay lại sơ đồ và loại bỏ các yếu tố không cần thiết Cuối cùng, thực hiện mô phỏng lại; bạn sẽ thấy rằng MLIN mới hoạt động hoàn hảo, không có gián đoạn, với rho gần như bằng không và z_line đạt 50 ohms.
Mô phỏng bộ khuếch đại và ACPR
Tạo new project, copy 2 thiết kế và chỉnh sửa
To create a new project for the amplifier, open the schematic named ckt_env_mixer from the mixer project and use "Save As" to save it in the networks library of the amplifier project, naming it amp_LNA Next, import the bjt_pkg circuit into the new amp_LNA schematic and save it as bjt_pkg within the amplifier project Afterward, open the amplifier project and adjust the S-parameter measurements to align with the output frequency of 900Hz.
• Bỏ LO và thay bẳng RP ohm
• Thay thế nguồn RF source bằng Term với Num=1, và đảm bảo Vout port
• Thêm bộ điều khiển S-parameter f:100 MHz đến 2GHz trong 10MHz steps
Bỏ envelope controller và các phương trình VAR liên quan đến f Tiến hành mô phỏng và hiển thị S-parameters S11 và S22 được thể hiện trên đồ thị Smith với các điểm đánh dấu tại 900MHz S21 và S12 được vẽ trên đồ thị chữ nhật để xác minh giá trị của chúng Lưu ý rằng văn bản đánh dấu (Smith) đã được chỉnh sửa thành Zo hoặc 50 ohms.
Thêm L và điều chỉnh đầu ra
Tại tần số 900 MHz, S22 thể hiện điện dung và dãy cuộc cản gần như phù hợp để điều chỉnh về trung tâm Để tối ưu hóa, cần đảm bảo các điểm đánh dấu tại 900 MHz và thêm một dãy cuộn cảm ở đầu vào Việc lựa chọn và điều chỉnh cuộn cảm gần với trung tâm của biểu đồ Smith sẽ giúp cải thiện S21.
15 dB và S11 gần giá trị hiện tại
Tạo mạch phụ (sub-circuit)
a Thiết lập mạch như hình:
• Bỏ nguồn Vcc và thay nó với đầu nói cổng Num=3
• Kết nối và chèn một cổng khác Num=4 b Đổi tên cổng: P1: RF_in, P2: RF_out, P3: Vcc, P4: Gnd
Để tạo một sơ đồ khuếch đại 900 MHz, trước tiên bạn cần cuộn cảm phù hợp là 26.5 c Tiếp theo, vào menu Window và chọn New Symbol để tạo biểu tượng Sử dụng công cụ Draw và chọn Polygon để thiết kế biểu tượng khối khuếch đại Sau khi hoàn thành, hãy vào View và chọn Create/Edit Schematic để lưu sơ đồ Cuối cùng, truy cập vào File, chọn Design Parameters và nhập mô tả vào tab chung, đồng thời làm sạch thư mục mạng và loại bỏ những sơ đồ không cần thiết.
Tạo sơ đồ mới để thử nghiệm LNA cơ bản
a Trong amplifier_prj, mở một sơ đồ mới và lưu nó LNA_basic b Chèn amp_LNA và sơ đồ và bjt_plg để xác minh 3 cấp bậc cho mạch
Mô phỏng S-parameter: gain circle, noise circle, và stability
Thiết lập sơ đồ để mô phỏng S-parameter với nhiễu, chèn các phương trình đo lường Mu, MuPrm và GaCir từ bảng S-parameter, với giá trị gain circle là 25dB và Vcc=3.0 volts Đặt tên tệp dữ liệu là LNA_sparms và tiến hành mô phỏng, sau đó thay đổi dữ liệu mặc định cho LNA_sparms Trong màn hình hiển thị, chèn biểu đồ Smith và đánh dấu trên vòng tròn Tiếp theo, chèn đồ thị rectangular plot của mu và mup, đánh dấu mu từ trung tâm đến đầu ra gần nhất Chèn 2 phương trình và vẽ đồ thị hiển thị, thêm danh sách với nf(2), Nfmin và Sopt Trong hiển thị dữ liệu, thêm phương trình và đặt lại giá trị mô phỏng về 900 MHz, sau đó mô phỏng lại và chèn đồ thị Smith với phương trình my_ns để thấy noise circle cho giá trị nf2 Cuối cùng, trong phương trình, thay đổi nf2 = 1 để thấy vòng tròn mới, và lưu hiển thị dữ liệu cùng sơ đồ.
Thiết lập mô phỏng công suất đầu vào quét bằng nguồn P_nHarm source
a Lưu sơ đồ: LNA_hb b Chỉnh sửa sơ đồ:
• Thêm biến Pavs vào VAR- nguồn năng lượng có sẵn
• Chèn nguồn P_nHarm source( mỗi P[n] là công suất trong sóng hài)
• Chèn bộ điều khiển HB
Chèn đầu dò để mô phỏng và vẽ ba sóng hài quét cho Vin và Vload trên một đồ thị sử dụng dialogbox Tiến hành chèn đồ thị mới và thêm các tín hiệu thời gian cho Vin và Vload Cuối cùng, lưu đồ thị và hiển thị dữ liệu.
Thiết lập Multi-Harmonic Load Tuner sử dụng mô phỏng 2-tone HB
a Lưu sơ đồ trước đó với tên mới: LNA_2tone b Sửa đổi sơ đồ để trông giống nhứ sơ đồ hiện thị ở đây:
• Chèn 2 S1P_Eqns( bảng màu Eqn Based_Linear) và đặt chúng hiện thị
• Chèn VAR cho source_tuner hiện thị
• Chèn đầu dò dòng điện Icc
• Chỉnh sửa VAR bằng cách đặt Vcc=3, spacingPkHz, và RF_freq0 MHz, và Pavs=-20 Pavs là nguồn năng lượng có sẵn
Sử dụng nguồn V_nTone thiết lập với 2 tông và khoảng cách -3dBm để phân chia công suất giữa 2 tông Mỗi giá trị của nguồn trở kháng Z_s sẽ được xác định để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
Mô phỏng ACPR
a Thiết lập sơ đồ mới: ACPR_env
Phép đo này thường được thực hiện trên bộ khuếch đại công suất, nhưng amp 900MHz sẽ được thay thế Nguồn CDMA và các biến được thiết lập theo giá trị tiêu chuẩn của CDMA Cần lưu ý rằng thiết lập này chỉ gửi dữ liệu Vout_fund và tập dữ liệu Sau đó, cần mô phỏng và mở màn hình hiển thị dữ liệu mới, lưu lại với tên ACPR_env Tiếp theo, viết một phương trình cho dữ liệu Vout trong tập dữ liệu và vẽ đồ thị trong miền thời gian để xác minh tính hợp lý của Vout Cuối cùng, viết hai phương trình để vẽ quỹ đạo I và Q.
Vfund e Viết một phương trình để vẽ phổ sửa dụng hàm fs và cửa sổ Kaiser