基于薄膜集成无源器件技术的微波毫米波芯片设计与仿真
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1.2.1 新建工程和仿真电路模型

1. 新建工程

(1)双击ADS快捷方式图标,在弹出的对话框中单击【OK】按钮,启动ADS。ADS运行后会自动弹出【Get Started】窗口,单击其右下角的【Close】按钮,进入ADS主界面窗口,如图1.2所示(此处的工作路径为安装ADS时提前设置的路径,若要更改此路径,可以用鼠标右键单击桌面上的ADS快捷方式图标,从弹出的菜单中选择“属性”,弹出如图1.3所示的对话框,在【起始位置】栏中输入新的路径即可)。

图1.2 ADS主界面窗口

图1.3 更改ADS启动时的默认工作空间和路径

(2)建立一个工作空间,用于存放本次设计仿真的全部文件。执行菜单命令【File】→【New】→【Workspace…】,打开如图1.4所示的新建工作空间对话框,在此可以对工作空间名称(Name)和工作路径(Create in)进行相应设置。此处修改工作空间名称为“Balanced_Bandpass_Filter_wrk”,而工作路径保留默认设置,单击【Create Workspace】按钮完成工作空间的创建。

图1.4 新建工作空间对话框

说明

下述方法均可实现新建工作空间的操作:

☺ 执行菜单命令【File】→【New】→【Workspace…】;

☺ 单击工具栏中的【Create A New Workspace】图标

后文中涉及新建工作空间的操作时,采用上述方法之一即可。

(3)ADS主界面窗口中的【Folder View】会显示所建立的工作空间名称和工作路径,如图1.5所示。此时,工作空间的名称为“Balanced_Bandpass_Filter_wrk”,工作路径为“D:\ADS\Balanced_Bandpass_Filter_wrk”,在D盘的ADS文件夹下可以找到一个名为“Balanced_Bandpass_Filter_wrk”的子文件夹。

图1.5 新建工作空间和路径

2. 建立仿真电路模型

(1)新建电路原理图。执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic…】,打开如图1.6所示的新建电路原理图对话框,修改单元(Cell)的名称为“circuit structure”,单击【Create Schematic】按钮完成电路原理图的创建,如图1.7所示。

图1.6 新建电路原理图对话框

图1.7 新建电路原理图

说明

下述方法均可实现新建电路原理图的操作:

☺ 执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic…】;

☺ 单击工具栏中的【New Schematic Window】图标

后文中涉及新建电路原理图的操作时,采用上述方法之一即可。

(2)添加电容。如图1.8所示,在左侧元件面板列表的下拉菜单中选择【Lumped-Components】,这里面包含一些常用的理想集总参数元件模型,如电容、电感、电阻等。单击【Lumped-Components】下的电容图标,在绘图区添加10个电容,如图1.9所示;按“Esc”键退出。

图1.8 选择【Lumped-Components】

图1.9 添加电容

说明

如果电路原理图左侧未出现元件面板列表,可以执行菜单命令【View】→【Docking Windows】→【Component Palette】将其调出。后文中若出现类似情况,均可通过该方法解决。

用鼠标右键单击需要旋转的电容,从弹出的菜单中选择【Rotate】,将其沿顺时针方向旋转90°。至此,电容即添加并旋转完成,如图1.10所示。

图1.10 电容旋转完成

说明

下述方法均可实现元器件的旋转操作:

☺ 用鼠标右键单击需要旋转的元器件,从弹出的菜单中选择【Rotate】;

☺ 选中需要旋转的元器件,单击工具栏中的【Rotate】图标

☺ 选中需要旋转的元器件,按快捷键“Ctrl+R”进行旋转。

针对有多个相同元器件的情况,可以先添加一个元器件,利用上述方法对其进行旋转后,再将其选中,然后依次按快捷键“Ctrl+C”和“Ctrl+V”进行复制和粘贴即可。

后文中涉及元器件旋转操作时,采用上述方法之一即可。

(3)添加电感。单击【Lumped-Components】下的电感图标,在右侧的绘图区添加10个电感,如图1.11所示;按“Esc”键退出;用鼠标右键单击需要旋转的电感,从弹出的菜单中选择【Rotate】,将其沿顺时针方向旋转90°。至此,电感即添加并旋转完成,如图1.12所示。

图1.11 添加电感

(4)添加接地符号。执行菜单命令【Insert】→【GROUND】,放置4个接地符号,如图1.13所示;用鼠标右键单击需要旋转的接地符号,从弹出的菜单中选择【Rotate】,将其沿顺时针方向旋转180°。至此,完成接地符号的添加和旋转,如图1.14所示。

图1.12 电感旋转完成

图1.13 添加接地符号

说明

下述方法均可实现放置接地符号的操作:

☺ 执行菜单命令【Insert】→【GROUND】;

☺ 单击工具栏中的【Insert GROUND】图标

后文中涉及放置接地符号的操作时,采用上述方法之一即可。

图1.14 接地符号旋转完成

(5)连接元件。执行菜单命令【Insert】→【Wire】,依据图1.1所示的电路结构图连接各个元件,连接完成后如图1.15所示。

图1.15 元件连接完成

说明

下述方法均可实现放置连线的操作:

☺ 执行菜单命令【Insert】→【Wire】;

☺ 单击工具栏中的【Insert Wire】图标

☺ 按快捷键“Ctrl+W”。

后文中涉及放置连线的操作时,采用上述方法之一即可。

(6)修改电路模型参数。双击电容C1,在弹出的参数编辑对话框中,修改其参数值为C1(pF),如图1.16所示;单击【OK】按钮保存参数并关闭此对话框。类似地,分别修改C2的参数值为C1(pF),C3~C6的参数值为C2(pF)(以C3为例,见图1.17),C7~C10的参数值为C3(pF)(以C7为例,见图1.18),L1、L2的参数值为L1(nH)(以L1为例,见图1.19),L3~L6的参数值为L2(nH)(以电感L3为例,见图1.20),L7~L10的参数值为L3(nH)(以L7为例,见图1.21)。

图1.16 设置电容C1参数

图1.17 设置电容C3参数

图1.18 设置电容C7参数

图1.19 设置电感L1参数

图1.20 设置电感L3参数

图1.21 设置电感L7参数

注意

参数单位是在输入栏后的下拉菜单中选择的。要确保参数单位设置一致,否则仿真时会出错。

(7)定义变量的参数值。在工具栏中单击变量控件图标,在电路原理图空白处单击鼠标左键添加一个变量控件,双击该控件打开变量编辑对话框,其中:【Variable or Equation Entry Mode】栏默认是标准模式(Standard);在【Name】栏中输入变量的名字C1,在【Variable Value】栏中输入变量的值0.56,单击【Apply】按钮,设置后的对话框如图1.22所示。如果单击【OK】按钮,则直接关闭该对话框。接下来依次设置其余的各个参数值:C2=0.89、C3=1.00、L1=0.68、L2=0.3、L3=0.6,如图1.23所示。在设置其余参数时,要单击【Add】按钮进行添加;如果单击【Apply】按钮,则直接替换当前左侧参数列表中选中的变量;另外,在设置变量值时,不需要添加单位,因为在模型中已经对各个变量的单位进行了定义。

图1.22 定义变量C1

图1.23 定义该电路所有的参数值

(8)ADS的变量控件提供了3种添加变量的方法(分别为Name=Value、Standard和File Based),可以在【Variable or Equation Entry Mode】栏中选择最适合的方法。下面介绍第2种方法,选择【Name=Value】模式,如图1.24所示。在此可以直接输入C1=0.56,单击【Apply】按钮即可。类似地,在设置其余参数时,要单击【Add】按钮进行添加。

图1.24 定义变量C1的第2种方法

(9)完成参数定义。定义好所有参数后,单击【OK】按钮,最终的理想参数定义的平衡带通滤波器电路模型如图1.25所示。读者可以对比电路结构图的参数,详细检查所有参数的设置是否正确。

图1.25 理想参数定义的平衡带通滤波器电路模型