ADS 2023射頻電路設計與模擬自學速成

闫少雄，西北工业大学天线伺服控制技术硕士研究生毕业，现在中国电子科技集团公司第五十四研究所从事移动车载、船载天线伺服控制系统设计，承担国家重大课题多项。

目 錄

第 1章 ADS 2023概述 1

1.1射頻技術概述 1

1.1.1 射頻技術發展 1

1.1.2 電磁頻譜 2

1.1.3 射頻電路的特性 2

1.1.4 集總參數元器件 4

1.1.5 射頻傳輸線 7

1.2 ADS 2023簡介 8

1.2.1 ADS 2023功能 8

1.2.2 ADS 2023新特性 9

1.3 電路板總體設計流程 9

1.4 ADS 2023的啟動 10

1.4.1 ADS 2023的原理圖視圖環境 11

1.4.2 ADS 2023的佈局視圖環境 12

1.4.3 ADS 2023符號編輯環境 12

1.4.4 ADS 2023模擬顯示環境 13

第 2章 工程的管理 14

2.1 ADS文件結構 14

2.2 ADS 2023工程窗口 15

2.2.1 主窗口 15

2.2.2 菜單欄 15

2.2.3 工具欄 19

2.3 工程視圖 20

2.3.1 File View（文件視圖） 20

2.3.2 Folder View（文件夾視圖） 20

2.3.3 Library View（庫視圖） 21

2.4 工程文件管理 21

2.4.1 新建工程 21

2.4.2 打開工程 23

2.4.3 工程初始設置 24

2.5 操作實例—創建串聯諧振電路工程文件 27

第3章 元器件的管理 31

3.1 電子元器件 31

3.1.1 電子元器件分類 31

3.1.2 元器件類型定義 33

3.2 常用元器件庫和元器件 34

3.2.1 集總參數元器件庫 34

3.2.2 信號源元器件庫 38

3.2.3 傳輸線和分佈參數元器件庫 40

3.2.4 有源元器件庫 41

3.2.5 濾波器元器件庫 43

3.2.6 系統元器件庫 43

3.2.7 模擬控件元器件庫 45

3.3 庫管理 46

3.3.1 新建庫文件 46

3.3.2 創建符號文件 48

3.4 符號編輯器參數設置 49

3.4.1 選擇模式參數設置 50

3.4.2 網格參數設置 50

3.4.3 註釋文本設置 51

3.4.4 單位/刻度設置 52

3.5 繪圖工具 53

3.5.1 繪圖工具命令 53

3.5.2 繪制多段線 54

3.5.3 繪制多邊形 56

3.5.4 繪制矩形 56

3.6 圖形編輯工具 57

3.6.1 強制對象網格化 58

3.6.2 設置坐標原點 58

3.6.3 轉換為多邊形 58

3.7 符號屬性設置 59

3.7.1 放置引腳 59

3.7.2 符號標簽 60

3.7.3 參數設置 65

3.8 符號生成器 66

3.9 操作實例—繪制探測器符號 68

第4章 原理圖設計 73

4.1 原理圖文件管理系統 73

4.1.1 新建原理圖文件 73

4.1.2 保存原理圖文件 82

4.1.3 打開原理圖文件 83

4.2 設置原理圖工作環境 83

4.2.1 佈局參數設置 83

4.2.2 引腳/節點參數設置 84

4.2.3 接口/編輯設置 86

4.2.4 元器件文本/導線標註設置 87

4.2.5 編輯環境顯示設置 88

4.2.6 調諧分析設置 89

4.3 搜索元器件 90

4.3.1 直接搜索 90

4.3.2 按鈕查找元器件 91

4.4 放置元器件 91

4.5 元器件的屬性設置 93

4.6 原理圖的電氣連接 96

4.6.1 放置導線 96

4.6.2 放置總線 96

4.6.3 放置接地符號 97

4.6.4 放置VAR 98

4.6.5 放置文本 98

4.6.6 放置文本註釋 99

4.7 從原理圖生成佈局圖 100

4.8 操作實例 102

4.8.1 串聯諧振電路 102

4.8.2 二極管限幅電路 106

第5章 高級原理圖設計 109

5.1 高級原理圖設計 109

5.2 層次電路 109

5.2.1 層次電路原理圖的基本概念 109

5.2.2 層次原理圖的基本結構和組成 110

5.3 電路的高級電氣連接 111

5.3.1 放置網絡標簽 111

5.3.2 放置全局節點 112

5.3.3 放置輸入/輸出埠 113

5.4 層次電路的設計方法 114

5.4.1 自上而下的層次原理圖設計 115

5.4.2 自下而上的層次原理圖設計 116

5.5 層次結構原理圖之間的切換 118

5.5.1 由頂層原理圖中的原理圖符號切換到相應的子原理圖 118

5.5.2 由子原理圖切換到頂層原理圖 119

5.6 層次原理圖層次結構 120

5.7 操作實例——HQ調制器電路層次原理圖設計 120

第6章 電路模擬設計 128

6.1 電路模擬步驟 128

6.2 模擬分析設置 128

6.2.1 模擬參數的設置 128

6.2.2 常用模擬控制器 132

6.2.3 信號源元器件庫 132

6.2.4 模擬方法 133

6.2.5 探針模擬 136

6.3 數據顯示 138

6.3.1 工作環境設置 139

6.3.2 數據顯示圖 139

6.3.3 軌跡線操作 144

6.3.4 插入圖例 149

6.3.5 插入曲線標記 150

6.4 操作實例--HQ調制器電路模擬分析 153

第7章 直流模擬分析 160

7.1 直流模擬分析步驟 160

7.2 直流電壓/電流源 160

7.3 直流工作點分析 161

7.3.1 直流模擬控制器 161

7.3.2 設置控制器 166

7.3.3 掃描計劃控制器 167

7.3.4 實例-RLC電路直流工作點模擬分析 167

7.4 直流掃描分析 173

7.4.1 參數掃描控制器 173

7.4.2 節點與節點名 174

7.4.3 顯示模板控制器 175

7.4.4 公式編輯控制器 176

7.4.5 實例-RLC電路直流掃描分析 177

7.4.6 實例-直流饋電電容電路直流模擬分析 183

第8章 交流小信號分析 188

8.1 交流信號源 188

8.1.1 交流信號激勵源 188

8.1.2 單頻交流信號激勵源 188

8.1.3 交流電源 189

8.2 交流模擬分析 189

8.2.1 交流模擬控制器 190

8.2.2 實例-RLC電路交流小信號分析 191

8.2.3 實例-串聯諧振電路交流模擬分析 194

8.3 噪聲分析 202

8.3.1 噪聲參數設置 202

8.3.2 實例--RLC電路噪聲分析 203

8.4 瞬態分析 205

8.4.1 瞬態（Transient）模擬控制器 205

8.4.2 實例--二極管限幅電路瞬態特性分析 208

第9章 S參數模擬分析 212

9.1 散射參數 212

9.1.1 微波網絡分析 212

9.1.2 S參數 213

9.2 S參數模擬分析方法 214

9.2.1 S參數模擬控制器 214

9.2.2 S參數探針 215

9.2.3 實例--串聯諧振電路S參數模擬分析 218

9.3 Z和Y參數模擬分析 222

9.3.1 S參數模擬控制器 222

9.3.2 Z和Y參數控件 223

9.3.3 實例-直流饋電電容電路S參數模擬分析 223

9.3.4 增益控件 229

9.3.5 史密斯圓圖控件 230

9.3.6 實例-史密斯圓圖S參數模擬分析 231

9.4 調諧優化 234

9.4.1 調諧優化設置 234

9.4.2 調諧工具 235

9.4.3 優化目標 237

9.4.4 優化工具 238

9.4.5 實例-微帶線電路調諧和優化分析 239

第 10章 諧波平衡分析 248

10.1 諧波平衡模擬 248

10.1.1 諧波平衡模擬控制器 248

10.1.2 實例---混合器電路諧波平衡模擬分析 254

10.1.3 實例---探測器電路諧波平衡模擬分析 258

10.2 包絡模擬分析 262

10.2.1 包絡模擬控制器 263

10.2.2 實例---壓控放大器電路包絡模擬分析 265

10.3 增益壓縮模擬 268

10.3.1 XDB模擬控制器 268

10.3.2 實例---放大器電路增益壓縮模擬 270

10.4 大信號S參數（LSSP）模擬控制器 273

10.4.1 LSSP模擬控制器 273

10.4.2 實例---放大器電路LSSP模擬分析 274

第 11章 電路板設計 277

11.1 佈局圖視圖窗口 277

11.1.1 創建空白佈局圖 277

11.1.2 技術參數設置 279

11.1.3 圖層管理 280

11.1.4 創建基板 287

11.2 電路板設計流程 293

11.2.1 電路板物理邊界 293

11.2.2 編輯物理邊界 295

11.2.3 禁止布線區 297

11.2.4 電路板層顯示設置 299

11.2.5 放置元器件 300

11.2.6 插入傳輸線 301

11.2.7 走線連接 303

11.2.8 網絡連接 306

11.2.9 覆銅平面 308

11.2.10 補淚滴 312

11.3 3D效果圖 313

11.3.1 3D視圖顯示 313

11.3.2 3D佈局查看器 314

11.4 EM模擬 315

11.4.1 EM模擬窗口 315

11.4.2 模擬設置 317

11.4.3 EM模擬方式 318

11.5 操作實例---傳輸線電磁模擬分析 318