射频电路设计与仿真实战:基于ADS 2023

第1章 初识ADS 2023 001 1.1 ADS 2023概述 002 1.1.1 ADS 2023功能 002 1.1.2 ADS 2023新特性 003 1.1.3 启动ADS 2023 003 1.2 ADS 2023工作环境 005 1.2.1 主窗口 005 1.2.2 菜单栏 005 1.2.3 工具栏 010 1.2.4 视图选项卡 010 1.3 工程管理 011 1.3.1 ADS文件结构 011 1.3.2 工程文件管理 012 1.3.3 工程初始设置 013 第2章 原理图设计基础 017 2.1 原理图编辑器界面简介 018 2.1.1 菜单栏 018 2.1.2 工具栏 019 2.1.3 工作面板 020 2.2 原理图文件管理系统 021 2.2.1 新建原理图文件 021 2.2.2 保存原理图文件 028 2.2.3 打开原理图文件 029 2.3 设置原理图工作环境 029 2.3.1 选择模式参数设置 029 2.3.2 网格参数设置 030 2.3.3 布局参数设置 031 2.3.4 引脚/节点参数设置 031 2.3.5 接口/编辑设置 032 2.3.6 元器件文本/导线标注设置 033 2.3.7 注释文本设置 034 2.3.8 编辑环境显示设置 035 2.3.9 单位/刻度设置 035 2.3.10 调谐分析设置 036 第3章 原理图的绘制 037 3.1 电路板总体设计流程 038 3.2 原理图的组成 038 3.2.1 电路图的构成要素 038 3.2.2 原理图电气符号 042 3.3 元器件库管理 043 3.3.1 开放式的元器件库 043 3.3.2 “Parts”（元器件）面板 044 3.3.3 元器件库配置 048 3.4 放置元件 048 3.4.1 搜索元器件 048 3.4.2 放置元器件 049 3.4.3 元器件的删除 051 3.4.4 元器件状态切换 051 3.5 元器件位置的调整 052 3.5.1 元器件的选取和取消选取 052 3.5.2 元器件的移动 054 3.5.3 元器件的旋转 055 3.5.4 元器件的镜像 055 3.5.5 元器件的复制与粘贴 056 3.5.6 元器件的排列与对齐 057 3.6 元器件的属性设置 058 3.6.1 元器件基本属性设置 058 3.6.2 元器件封装设置 060 3.6.3 元器件属性设置 060 3.6.4 放置VAR 061 3.7 元器件的电气连接 062 3.7.1 放置导线 062 3.7.2 放置网络标签 062 3.7.3 放置全局节点 064 3.7.4 放置总线 065 3.7.5 放置接地符号 065 3.7.6 放置层次块符号 066 3.7.7 放置输入/输出端口 067 3.7.8 放置文本 068 3.7.9 放置文本注释 069 3.8 操作实例 070 3.8.1 时钟电路 070 3.8.2 电阻电路 078 第4章 元器件库设计 084 4.1 元器件库管理 085 4.1.1 新建元器件库文件 085 4.1.2 创建元器件符号文件 086 4.1.3 符号编辑器参数设置 087 4.1.4 图层设置 088 4.2 绘图工具 089 4.2.1 绘图工具命令 089 4.2.2 绘制多段线 090 4.2.3 绘制多边形 091 4.2.4 绘制矩形 092 4.2.5 绘制圆 093 4.2.6 绘制圆弧 094 4.2.7 绘制带箭头直线 096 4.3 图形编辑工具 097 4.3.1 强制对象网格化 097 4.3.2 设置坐标原点 097 4.3.3 转换为多边形 098 4.3.4 分解命令 098 4.3.5 合并命令 098 4.3.6 打断命令 099 4.3.7 缩放命令 099 4.4 符号属性设置 099 4.4.1 放置引脚 099 4.3.2 符号标签 101 4.3.3 参数设置 102 4.3.4 符号生成器 103 4.5 操作实例 104 4.5.1 绘制LCD元器件 104 4.5.2 绘制MC1413芯片 109 第5章 原理图的后续处理 112 5.1 原理图中的常用操作 113 5.1.1 工作窗口的缩放 113 5.1.2 图层的显示 116 5.1.3 查找与替换 118 5.1.4 坐标输入 118 5.1.5 捕捉功能 119 5.1.6 ADS Template 120 5.2 元件的过滤 121 5.2.1 使用“Navigator”（导航）面板 121 5.2.2 使用“Search”（搜索）面板 123 5.3 报表打印输出 124 5.3.1 打印输出 124 5.3.2 生成元器件报表 125 5.3.3 输出网络表 126 5.4 操作实例——多级放大电路 127 第6章 仿真电路设计 133 6.1 ADS的仿真设计 134 6.1.1 仿真分析方法 134 6.1.2 电路仿真步骤 135 6.2 放置电源及仿真激励源 136 6.2.1 信号源元器件库 136 6.2.2 直流电压/电流源 137 6.2.3 交流信号激励源 138 6.2.4 单频交流信号激励源 138 6.2.5 交流电源 138 6.2.6 周期脉冲源 139 6.3 仿真分析设置 139 6.3.1 仿真参数设置 139 6.3.2 仿真方法 142 6.3.3 仿真方式 144 6.4 探针仿真分析 146 6.4.1 电流探针 147 6.4.2 电压探针 148 6.4.3 S参数探针 148 6.5 常用仿真元器件 151 6.5.1 直流仿真控制器 152 6.5.2 设置控制器 155 6.5.3 扫描计划控制器 156 6.5.4 参数扫描控制器 157 6.5.5 交流仿真控制器 158 6.5.6 瞬态仿真控制器 160 6.6 操作实例 162 6.6.1 三极管放大电路仿真 163 6.6.2 同相比例放大电路仿真 169 第7章 仿真结果显示 174 7.1 数据显示视窗 175 7.1.1 视窗的工作环境 175 7.1.2 图页管理 178 7.2 工作环境设置 179 7.2.1 Trace（轨迹线）选项卡 179 7.2.2 Plot（绘图）选项卡 184 7.2.3 Marker（标记）选项卡 186 7.2.4 Text（文本）选项卡 187 7.2.5 Equation（方程）选项卡 187 7.2.6 Picture（图片）选项卡 187 7.3 数据管理 188 7.3.1 数据文件 188 7.3.2 方程数据 189 7.4 数据显示 191 7.4.1 数据显示图 191 7.4.2 轨迹线基本操作 195 7.4.3 轨迹线属性 196 7.4.4 插入限制线 199 7.4.5 插入遮罩 200 7.4.6 插入图例 201 7.4.7 插入滑块 202 7.4.8 插入曲线标记 204 7.4.9 历史跟踪模式 207 7.5 操作实例——双稳态振荡器电路 207 7.5.1 直流工作点分析 207 7.5.2 瞬态特性分析 216 7.5.3 温度扫描分析 219 7.5.4 交流小信号分析 222 7.5.5 交流噪声分析 224 第8章 微波网络法仿真分析 227 8.1 等效分析 228 8.1.1 射频网络 228 8.1.2 散射参数(S参数) 228 8.2 集总参数元件 229 8.2.1 电阻 230 8.2.2 电容 231 8.2.3 电感 232 8.3 S参数仿真 233 8.3.1 S 参数仿真分析步骤 233 8.3.2 S参数仿真元器件库 233 8.3.3 S-Parameters仿真控制器 234 8.3.4 节点与节点名 236 8.3.5 显示模板控制器 237 8.3.6 公式编辑控制器 237 8.3.7 实例——三极管放大电路S参数分析 238 8.4 谐波平衡仿真 242 8.4.1 谐波平衡仿真元器件库 242 8.4.2 谐波平衡仿真控制器 243 8.4.3 实例——三极管放大电路谐波平衡仿真分析 248 8.5 包络仿真 251 8.5.1 包络仿真元器件库 251 8.5.2 包络仿真控制器 251 8.5.3 实例——三极管放大电路包络仿真分析 253 8.6 Smith Chart Utility Tool 257 8.6.1 Smith Chart Utility界面 257 8.6.2 菜单栏 258 8.6.3 工具栏 259 8.6.4 绘图区 260 8.6.5 匹配网络示图区 260 8.6.6 参数设置 261 8.7 操作实例——电路阻抗匹配 263 第9章 布局图设计视图 270 9.1 印制电路板的概念 271 9.1.1 印制电路板的作用 271 9.1.2 印制电路板设计原则 272 9.1.3 印制电路板的分类 275 9.1.4 印制电路板的组成 278 9.1.5 印制电路板的发展趋势 281 9.2 布局图视图窗口 281 9.2.1 创建空白布局图 282 9.2.2 从原理图生成布局图 283 9.3 图层定义 285 9.3.1 图层分类 285 9.3.2 图层管理 286 9.4 技术参数设置 287 9.4.1 图层的定义 287 9.4.2 材料的定义 294 9.4.3 传输线的定义 299 9.4.4 焊盘的定义 302 9.4.5 过孔的定义 306 9.5 操作实例——创建电阻分压电路布局图 310 第10章 电路板设计 313 10.1 印制电路板设计 314 10.2 基板文件 315 10.2.1 创建基板 316 10.2.2 编辑主基板 321 10.3 电路板物理结构设置 322 10.3.1 电路板物理边界 322 10.3.2 编辑物理边界 323 10.3.3 禁止布线区 326 10.3.4 电路板层显示设置 328 10.3.5 添加过孔 329 10.3.6 添加焊盘 330 10.4 元器件布局 330 10.4.1 放置元器件 331 10.4.2 插入传输线 331 10.4.3 组合 333 10.4.4 对齐 335 10.5 连接布线 336 10.5.1 导线连接 336 10.5.2 走线连接 337 10.5.3 曲径走线连接 340 10.5.4 多层走线连接 341 10.5.5 连接模式设置 343 10.5.6 网络连接 345 10.6 覆铜和补泪滴 347 10.6.1 覆铜平面 347 10.6.2 分割平面 349 10.6.3 补泪滴 350 10.7 3D效果图 352 10.7.1 3D视图显示 352 10.7.2 3D布局查看器 352 10.8 操作实例——电阻分压电路布局图设计 354 10.8.1 图层管理 354 10.8.2 调整元件布局 355 10.8.3 绘制走线 356 10.8.4 三维视图显示 357 第11章 电路板的后期制作 358 11.1 电路板的测量 359 11.1.1 测量标尺 359 11.1.2 放置尺寸线 360 11.2 设计规则设置 361 11.2.1 “Physical”（物理规则）类设置 362 11.2.2 “Routing”（布线规则）类设置 363 11.3 设计验证 365 11.3.1 设计规则检查 366 11.3.2 电气规则检查 367 11.4 LVL验证 369 11.4.1 LVL图形比较 369 11.4.2 LVL电路比较 370 11.5 操作实例——电阻分压电路验证设计 371 11.5.1 尺寸测量 371 11.5.2 设计规则检查 372 11.5.3 LVL电路比较 372 第12章 微带线设计 374 12.1 射频传输线 375 12.1.1 传输线的类型与特性 375 12.1.2 微带线的构成 376 12.1.3 微带线的设计 376 12.2 微带传输线元件库和元件 377 12.2.1 微带线MLIN 377 12.2.2 终端开路情况的微带线MLEF 378 12.2.3 终端到地短路的短截线MLSC 378 12.2.4 终端开路的短截线MLOC 378 12.2.5 微带耦合线MCLIN 379 12.2.6 带弯微带线MSOBND_MDS 379 12.2.7 基板MSUB 379 12.3 LineCalc工具 380 12.4 操作实例——微带分支定向耦合器仿真分析 381 第13章 EM仿真分析 388 13.1 电磁仿真概述 389 13.1.1 电磁仿真技术方法 389 13.1.2 常用电磁仿真软件 389 13.2 EM仿真 391 13.2.1 EM仿真窗口 391 13.2.2 仿真设置 392 13.2.3 EM仿真方式 393 13.3 操作实例——微带耦合线联合仿真 393