射频与微波工程实践入门-第4章 用ADS仿真无线通信链路

第4章用ADS仿真无线通信链路 (2)4.1 ADS简介以及特点 (2)4.2 软件基本操作 (3)4.2.1 软件界面 (3)4.2.2 用户界面 (3)4.2.3 基本操作 (5)4.3 发射链路 (20)4.3.1 模型参数 (20)4.3.2发射链路的设计 (22)4.3.3 AGC自动控制增益 (33)4.3.4链路参数扫描 (42)4.4 接收链路 (55)4.4.1 模型参数 (55)4.4.2 接收链路设计 (56)4.4.3 AGC自动控制增益 (65)4.4.4链路参数扫描 (69)4.5 发射和接收链路级联 (81)4.5.1链路设计 (81)4.5.2链路参数扫描 (84)4.6 总结 (97)第4章用ADS仿真无线通信链路4.1 ADS简介以及特点先进设计系统(Advanced Design System)，简称ADS，是安捷伦科技有限公司(Agilent)为适应竞争形势，为了高效的进行产品研发生产，而设计开发的一款EDA软件。

软件迅速成为工业设计领域EDA软件的佼佼者，因其强大的功能、丰富的模板支持和高效准确的仿真能力（尤其在射频微波领域），而得到了广大IC设计工作者的支持。

ADS是高频设计的工业领袖。

它支持系统和射频设计师开发所有类型的射频设计，从简单到最复杂，从射频∕微波模块到用于通信和航空航天∕国防的MMIC。

ADS 的主要特点在于可以快速、精确、简单易用的全套集成系统、电路和电磁仿真器，能够一次性成功完成桌面流程设计。

而且特定应用设计指南将长期积累的专业知识应用于简单易用的界面中。

ADS电子设计自动化功能十分强大，包含时域电路仿真 (SPICE-like Simulation)、频域电路仿真 (Harmonic Balance、Linear Analysis)、三维电磁仿真 (EM Simulation)、通信系统仿真(Communication System Simulation)、数字信号处理仿真设计（DSP）；ADS支持射频和系统设计工程师开发所有类型的RF设计，从简单到复杂，从离散的射频/微波模块到用于通信和航天/国防的集成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。

ADS2008集合了多种EDA软件的优点，可进行时域、频域仿真，模拟电路、数字电路仿真，线性、非线性电仿真，小到单独元器件的仿真，大到系统仿真、数/模混合仿真。

其强大的仿真功能和较高的准确性，已经得到业界的普遍认可，成为业内最为流行的射频EDA 软件。

ADS2008相对于以前的版本在软件的操作界面、仿真模块、Momentum、数据显示窗口、电路模型、通信系统模型、厂商元器件库和软件的响应速度上都有很大的改善和提高。

同时，ADS2008增加了对64位计算机操作系统Windows Vista的支持，大大提升了软件的计算和数据处理能力。

4.2 软件基本操作4.2.1 软件界面启动软件后，可以看到如下窗口：4.2.2 用户界面ADS主要操作窗口包括主窗口、原理图窗口、数据显示窗口和Momentum/Layout窗口等。

①主窗口②.原理图窗口菜单栏工具栏元器件库列表元器件列表原理图编辑区③.数据显示窗口菜单栏工具栏数据显示方式面板④.Layout 版图工作窗口4.2.3 基本操作4.2.3.1 ADS原理图参数设置对于一个新的原理图，首先需要对原理图的参数进行设置，以满足用户设计的需要或用户的使用习惯。

执行菜单命令【Optiona】→【Preferences】,弹出如下所示的参数设置对话框。

1.捕捉（Select）设置标签页捕捉（Select）设置包括选择过滤器（Select Filters）、多边形的选择模式（Select Mode for Polygons）、选择范围（Size）和选择颜色（Color）。

共有10个选项可供选择。

当原理非常复杂时，用户若要用光标捕捉图中一个图形，经常会受到其他图形的影响。

选择过滤器可以帮助用户过滤掉在原理图中不想被捕捉到的图形。

例如，只选择元器件（Components）和导线（Wires）那么在原理图中的其他图形不会被光标捕捉到。

默认设置时，光标可以捕捉到图中所有图形。

◎Select Filters：共有19个选项可供选择。

当原理图非常复杂的时候，用户若要用光标捕捉图中一个图形经常受到其他图形的影响，选择过滤器可以帮助用户过滤掉在原理图中不想被捕捉到的图形。

例如，只选择元器件（Components）和导线（Wires）那么在原理图中的其他图形不会被光标捕捉到。

默认设置时，光标可以捕捉到图中所有图形。

◎Select Mode for Polygons-By Edge：可以通过单击目标的边沿（如各种仿真控制器）来选中该元器件。

◎Select Mode for Polygons-Inside：可以通过单击多边形目标的任何位置来选中该元器件。

◎Size：在“Pick Box”文本框中输入光标捕捉的范围。

在原理图上双击鼠标，在光标捕捉范围内的图形将被选中。

◎Color：设置被选中图形的颜色。

选中（Select）设置标签页2.网络（Grid/Snap）设置标签页在原理图中显示网络可以方便的定位和放置元器件，使电路图排列更美观。

网络设置标签页如下图所示，包括了显示（Display）、间距（Spacing）、动态捕捉模式（Active Snap Mode）和颜色（Color）等内容。

①Display⑴选中“Dots”选项，原理图中显示由点组成的网络。

⑵选中“Lines”选项，原理图中显示由线组成的网络。

⑶选中“None”选项，原理图中不显示网络。

②Spacing⑴“Snap Grid Distance”：设置实际光标移动一格的距离。

⑵“Snap Grid per Display Grid”：设置原理图中显示的一个网络光标需要移动几次。

例如：“Snap Grid Distance”中输入0.125；“Snap Grid per Display Grid”中输入2，则光标一次移动0.125个单位，光标移动两次刚好是一个网络的大小，即网格边长是0.25个单位。

③Snap Distance-all other modes这里设置光标要捕获元器件需靠近的距离。

④Snap to⑴“Pin”：当放置一个新元器件的引脚与图中已经存在的元器件引脚在捕获距离内时，系统自动连接两个引脚。

此选项优先级最高。

⑵“Vertex”：放置的图形顶点与捕获网络的顶点自动对齐。

⑶“Grid”：单击网格即可捕获其中的元器件。

此项优先级最低。

⑤Active Snap Mode自动捕获元器件，单击鼠标时，光标自动捕获最近的元器件。

⑥Color设置原理图中显示网格的点或线的颜色。

网格（Grid/Snap）设置标签页3.布局（placement）设置标签页设计不是简单的线性流程，在整个设计周期会经常做出修改和更新，最终可能导致原理图和版图的不一致。

ADS支持整个工程的自动同步。

当用户同时使用原理图和版图仿真的时候，可以在此选择同时布局模式。

如果只进行原理图或版图仿真，则不需要对此进行设置。

◎Single Representation：适用于进行原理图或版图仿真。

选择此项，则原理图或版图中的任何修改不会相互影响◎Dual Representation：适用于进行原理图和版图同时仿真，选择此项后，若在原理图中放置或更改一个元器件，则在相应的版图中也会自动放置或更改该元器件◎Always Design Synchronize：适用于同时进行原理图和版图仿真。

选择此项后，原理图与版图中的任何操作都保持实时同步，但也会消耗更多的系统资源。

布局（placement）设置标签页4.引脚/节点（Pin/Tee）设置标签为了方便辨认元器件的引脚和节点是否连接正确，用户可以根据自己的使用习惯设置引脚和节点的大小颜色。

①Pin Size：设置元器件引脚的大小。

②Tee Size：设置连线节点的大小。

③Color：设置引脚和节点的颜色。

④Visibility：设置引脚和节点在原理图上的标示方式。

◎“Connected Pins”：给已连接导线的引脚加一红点标注◎“Pin Numbers”：显示引脚编号◎“Pins Names”：显示引脚名称引脚/节点（Pin/Tee）设置标签页5.接口/编辑（Entry/Edit)设置标签页接口/编辑（Entry/Edit)设置标签如下图所示，可以在这里设置原理图中各种连线的基本规则，包括连线的绕行、连线的转角、连线的形状等。

◎Reroute entire wire attached to moved component：选择该项，则用在绘制两个引脚之间的导线时，无论之间有什么物体阻挡，连线都直接穿过该阻挡物，但不会与阻挡物发生电气连接◎Route around component text：选择该项，则用在绘制两个引脚之间的导线时，导线会自动绕过两引脚之间的文本显示图形，如在原理图中的注释文本、元器件或仿真器的参数标示等◎Route around component symbol：选择该项，则用在绘制两个引脚之间的导线时，导线会自动绕过两引脚之间的元器件或仿真器◎Any angle：可以绘制任意角度的折线◎45 degree angle only：只能绘制45度角的折线◎90 degree angle only：只能绘制水平或垂直的折线◎Arc/Circle Resolution(degree): 在ADS中弧线或圆是由许多小线段构成的。

所以，这里可以设置每一个小线段的弧度，值越小，绘制的圆弧越光滑◎Auto-backup edit count：设置系统自动保存用户操作的次数◎Undo edit count：用户可进行撤销操作的最大次数◎Rotation Increment （angle）：设置元器件或导线每次旋转的角度◎Drag and Move：为了防止用户拖曳元器件的误操作，这里可以设置拖曳元器件的最大距离接口/编辑（Entry/Edit)设置标签页6.元器件文本/导线标注(Component Text/Wire Label）设置标签页在调用元器件或仿真控制器的时候，都有各种注释文本。

其中，包括了该元器件的唯一编号、元器件的参数和仿真控制器的仿真参数。

元器件文本/导线标注（Component Text/Wine Label）设置标签页如下图所示，可以设置文本和导线标注的字体、格式、颜色和属性。

元器件文本/导线标注(Component Text/Wire Label）设置标签页7.文本（Text）设置标签页在调用ADSS模板时，经常可以看到原理图中有大量的注释文本，它们对该模板的功能和设置进行说明。