ADS射频电路设计基础与典型应用

第1篇　ads初识篇.

第1章　射频电路与ads　3

1.1　射频概念和射频应用　4

1.2　ads概述　5

1.2.1　ads的设计功能　6

1.2.2　ads的仿真功能　7

1.2.3　ads与其他软件和厂商元件模型的连接　8

1.3　启动和退出ads　8

1.3.1　启动ads　8

1.3.2　退出ads　10

1.4　ads的4种工作视窗　10

1.4.1　主视窗　10

1.4.2　原理图视窗　10

1.4.3　数据显示视窗　11

1.4.4　布局图视窗　12

第2章　ads主视窗　15

2.1　工作界面　15

2.2　菜单栏　16

2.2.1　【file】菜单　16

2.2.2　【view】、【tools】和【window】菜单　23

.2.2.3　【designkit】、【designguide】和【help】菜单　25

2.3　工具栏　27

2.3.1　工具栏说明　27

2.3.2　工具栏操作举例　28

2.4　文件浏览区和项目管理区　30

2.4.1　文件浏览区　30

2.4.2　项目管理区　33

第3章　ads设计仿真视窗　34

3.1　原理图视窗　34

3.1.1　工作界面　34

3.1.2　菜单栏　35

3.1.3　工具栏　39

3.1.4　元件面板列表、元件面板和历史元件列表　43

3.2　布局图视窗　55

3.3　数据显示视窗　56

3.3.1　工作界面　56

3.3.2　菜单栏　57

3.3.3　工具栏　58

3.3.4　数据显示方式　59

第4章　射频电路基础　62

4.1　传输线理论　62

4.1.1　传输线举例　62

4.1.2　传输线等效电路表示法　63

4.1.3　传输线方程及其解　64

4.1.4　传输线的基本特性参数　65

4.1.5　微带线　70

4.2　史密斯圆图　72

4.2.1　复平面上反射系数的表示方法　72

4.2.2　史密斯阻抗圆图　74

4.2.3　史密斯导纳圆图　78

4.3　射频网络基础　78

4.3.1　二端口低频网络参量　79

4.3.2　二端口射频网络参量　80

4.3.3　网络参量之间的互换　82

4.3.4　多端口射频网络参量　82

第2篇　ads使用篇

第5章　ads基本操作　85

5.1　创建项目与设计原理图　85

5.1.1　创建项目　85

5.1.2　创建并设计集总参数低通滤波器原理图　86

5.1.3　新建集总参数带通滤波器原理图　89

5.2　原理图仿真与结果显示　90

5.2.1　设置仿真控件与原理图仿真　90

5.2.2　在数据显示窗口显示仿真结果　93

5.3　调谐与优化　94

5.3.1　原理图调谐　94

5.3.2　原理图优化与仿真　97

5.4　产品合格率分析　103

5.4.1　原理图仿真　103

5.4.2　设置成品率控件　105

5.4.3　成品率仿真　107

5.5　设计向导　108

5.5.1　利用设计向导生成原理图　108

5.5.2　利用设计向导观察仿真结果　112

5.5.3　利用设计向导观察成品率　113

5.5.4　搭建原理图观看仿真结果　115

第6章　ads仿真概述　118

6.1　ads的仿真功能　118

6.1.1　ads软件的各种仿真方法　118

6.1.2　各种仿真功能概述　120

6.2　直流仿真　122

6.2.1　直流仿真面板与直流仿真控件　122

6.2.2　直流仿真参数的设置　123

6.3　交流仿真　129

6.3.1　交流仿真面板与交流仿真控件　129

6.3.2　交流仿真参数的设置　130

6.4　s参数仿真　134

6.4.1　s参数仿真面板与s参数仿真控件　135

6.4.2　s参数仿真中参数的设置　137

6.5　谐波平衡仿真　142

6.5.1　谐波平衡仿真面板与谐波平衡仿真控件　142

6.5.2　谐波平衡仿真中参数的设置　144

6.6　电路包络仿真　152

6.6.1　电路包络仿真面板与电路包络仿真控件　152

6.6.2　电路包络仿真参数的设置　153

6.7　瞬态仿真　158

6.7.1　瞬态仿真面板与瞬态仿真控件　158

6.7.2　瞬态仿真参数的设置　159

第7章　ads仿真例程　166

7.1　直流仿真例程　..166

7.1.1　单点直流仿真例程　166

7.1.2　带变量扫描的直流仿真例程　171

7.2　交流仿真例程　176

7.2.1　交流仿真例程原理图　176

7.2.2　交流仿真例程的仿真结果　178

7.3　s参数仿真例程　180

7.3.1　s参数仿真例程原理图　181

7.3.2　s参数仿真例程的仿真结果　183

7.4　谐波平衡仿真例程　185

7.4.1　射频输入恒定的谐波平衡仿真例程　185

7.4.2　带变量扫描的谐波平衡仿真例程　187

7.5　增益压缩仿真例程　190

7.5.1　增益压缩仿真例程原理图　191

7.5.2　增益压缩仿真例程的仿真结果　193

7.6　大信号s参数仿真例程　195

7.6.1　大信号s参数仿真例程原理图　196

7.6.2　大信号s参数仿真例程的仿真结果　198

7.7　电路包络仿真例程　198

7.7.1　电路包络仿真例程原理图　198

7.7.2　电路包络仿真例程的仿真结果　201

7.8　瞬态仿真例程　202

7.8.1　瞬态仿真例程的原理图　202

7.8.2　瞬态仿真例程的仿真结果　204

第8章　ads系统级设计与仿真　206

8.1　系统级设计与仿真基础　206

8.1.1　创建项目和原理图　206

8.1.2　对原理图进行s参数仿真　210

8.1.3　对原理图进行谐波平衡仿真　213

8.2　系统级设计仿真例程　215

8.2.1　系统级设计与仿真例程原理图　215

8.2.2　系统级例程仿真结果显示　222

第3篇　ads设计篇

第9章　集总参数滤波器的设计　227

9.1　集总参数滤波器的理论基础　227

9.1.1　理想滤波器的4种基本类型　227

9.1.2　低通滤波器的响应　228

9.1.3　集总元件低通滤波器的构成　229

9.1.4　滤波器的变换　230

9.2　集总参数低通滤波器的设计　232

9.2.1　集总参数低通滤波器设计向导　232

9.2.2　设计集总参数低通滤波器　237

9.3　集总参数带通滤波器的设计　245

9.3.1　集总参数带通滤波器设计向导　245

9.3.2　设计集总参数带通滤波器　250

第10章　分布参数低通滤波器的设计　261

10.1　微带线阶梯阻抗低通滤波器的设计　261

10.1.1　微带线阶梯阻抗低通滤波器的理论基础　261

10.1.2　设计微带线阶梯阻抗低通滤波器原理图　264

10.1.3　生成阶梯阻抗低通滤波器版图　274

10.2　微带短截线低通滤波器的设计　278

10.2.1　微带短截线低通滤波器的理论基础　278

10.2.2　设计微带短截线低通滤波器原理图　281

10.2.3　生成微带短截线低通滤波器版图　289

第11章　分布参数带通和带阻滤波器的设计　295

11.1　平行耦合微带线带通滤波器的设计　295

11.1.1　平行耦合微带线带通滤波器的理论基础　295

11.1.2　设计平行耦合微带线带通滤波器原理图　297

11.1.3　生成平行耦合微带线带通滤波器版图　310

11.2　微带短截线带阻滤波器的设计　313

11.2.1　微带短截线带阻滤波器的理论基础　313

11.2.2　设计微带短截线带阻滤波器原理图　315

11.2.3　生成微带短截线带阻滤波器版图　326

第12章　功率分配器的设计330

12.1　功率分配器理论基础　330

12.1.1　功率分配器的技术指标　330

12.1.2　窄带等功率分配器　331

12.1.3　窄带不等功率分配器　332

12.1.4　宽带功率分配器　334

12.2　功率分配器设计向导　334

12.2.1　设计3db单节功率分配器　334

12.2.2　设计不等功率分配的单节功率分配器　340

12.2.3　设计3db多节功率分配器　342

12.3　由设计向导得到的功率分配器的实现　344

12.3.1　创建新设计　344

12.3.2　设计原理图　345

12.3.3　原理图仿真及显示仿真数据　347

12.3.4　生成版图并仿真　349

12.4　功率分配器的设计与仿真　353

12.4.1　创建新设计　354

12.4.2　设计原理图　354

12.4.3　原理图优化与仿真　359

12.4.4　生成版图、版图仿真和实验测试　362

第13章　分支定向耦合器的设计　366

13.1　分支定向耦合器的理论基础　366

13.1.1　定向耦合器的基本功能和参数指标　366

13.1.2　微带分支定向耦合器的散射参数　368

13.1.3　设计微带分支定向耦合器　368

13.2　微带分支定向耦合器原理图的设计、仿真与优化　369

13.2.1　设计微带分支定向耦合器的原理图　369

13.2.2　微带分支定向耦合器原理图仿真　374

13.2.3　微带分支定向耦合器原理图优化　376

13.3　微带分支定向耦合器版图的生成与仿真　380

13.3.1　生成微带分支定向耦合器版图　381

13.3.2　微带分支定向耦合器版图仿真　383

第14章　混合环的设计　385

14.1　混合环理论基础　385

14.2　混合环设计向导　387

14.2.1　创建混合环设计向导的原理图　387

14.2.2　利用设计向导生成混合环原理图　389

14.2.3　对混合环原理图仿真　392

14.2.4　生成版图并仿真　393

14.3　设计混合环　397

14.3.1　创建新设计　397

14.3.2　设计原理图　397

14.3.3　原理图仿真及显示仿真数据　400

14.3.4　生成版图并仿真　402

第15章　匹配网络的设计　406

15.1　匹配网络的理论基础　406

15.1.1　匹配网络的目的和选择标准　406

15.1.2　集总参数元件匹配网络的设计　407

15.1.3　分布参数元件匹配网络的设计　408

15.1.4　混合参数元件匹配网络的设计　409

15.2　利用史密斯圆图设计匹配网络　409

15.2.1　ads软件中的史密斯圆图　410

15.2.2　利用史密斯圆图设计l形匹配网络　414

15.2.3　利用史密斯圆图设计t形匹配网络　418

15.3　利用设计向导设计匹配网络　421

15.3.1　利用设计向导设计单支节匹配网络　421

15.3.2　利用设计向导设计λ/4阻抗匹配网络　426

15.4　利用阻抗匹配工具设计匹配网络　429

第16章　偏置电路的设计　434

16.1　偏置电路的理论基础　434

16.1.1　偏置电路与射频电路之间的连接　434

16.1.2　偏置电路的设计　435

16.2　偏置电路的设计　436

16.2.1　偏置电路设计方案1　436

16.2.2　偏置电路设计方案2　443

16.2.3　偏置电路设计方案3　446

16.2.4　偏置电路设计方案4　452

第17章　低噪声放大器的设计　457

17.1　低噪声放大器的理论基础　457

17.1.1　放大器的稳定性　457

17.1.2　放大器的功率增益　459

17.1.3　放大器输入输出驻波比　460

17.1.4　放大器的噪声　460

17.2　低噪声放大器的设计　462

17.2.1　低噪声放大器的设计指标　462

17.2.2　选取晶体管并仿真晶体管参数　462

17.2.3　sp模型的仿真设计　469

17.2.4　封装模型的仿真设计　482

第18章　混频器的设计　490

18.1　混频器的理论基础　490

18.1.1　混频器的特性　490

18.1.2　单平衡混频器　492

18.2　混频器的设计　493

18.2.1　设计微带分支定向耦合器　493

18.2.2　设计低通滤波器原理图　499

18.2.3　设计混频器原理图　500

18.3　混频器的仿真　502

18.3.1　混频器输出信号频谱仿真　502

18.3.2　混频器本振功率的选择　504

18.3.3　混频器三阶交调分析　506

18.3.4　混频器输入驻波比分析　509

第19章　射频振荡器的设计　511

19.1　射频振荡器的理论基础　511

19.1.1　振荡器的巴克豪森准则　511

19.1.2　射频振荡器的振荡条件　512

19.1.3　晶体管振荡器的设计步骤　513

19.2　晶体管振荡器的设计　514

19.2.1　利用ads元件库选取振荡器的晶体管　514

19.2.2　设计振荡器的偏置电路　516

19.2.3　振荡器的设计　519

19.2.4　振荡器输出信号仿真　521

19.2.5　振荡器相位噪声分析　523

19.3　压控振荡器的设计　527

19.3.1　利用ads元件库选取振荡器的晶体管和变容二极管　527

19.3.2　设计振荡器的偏置电路　528

19.3.3　振荡器的设计　531

19.3.4　振荡器输出信号仿真　535

19.3.5　振荡器相位噪声分析　537

19.3.6　压控振荡器输入电压与输出频率的关系　540

第20章　射频接收与发射系统的设计　542

20.1　射频系统的理论基础　542

20.1.1　射频系统的一般框图　542

20.1.2　射频接收系统　543

20.1.3　射频发射系统　543

20.2　射频接收系统的设计与仿真　544

20.2.1　射频接收系统的设计　544

20.2.2　对超外差式接收机仿真　550

20.3　射频发射系统的设计与仿真　562

20.3.1　射频发射系统的设计　563

20.3.2　射频发射系统仿真　...567