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第1篇 ADS初识篇2

第1章 射频电路与ADS2

1.1 射频概念和射频应用2

1.2 ADS概述4

1.2.1 ADS设计仿真功能4

1.2.2 ADS与其他软件、测量仪器和厂商元件模型的连接6

1.2.3 ADS 2008～ADS 2013新增加的功能6

1.3 启动和退出ADS7

1.3.1 启动ADS7

1.3.2 退出ADS9

1.4 ADS 2013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 layout版图视窗12

习题13

第2章 ADS主视窗14

2.1 工作界面14

2.2 菜单栏15

2.2.1 【File】菜单15

2.2.2 【View】和【Options】菜单25

2.2.3 【Tools】和【Window】菜单28

2.2.4 【DesignKits】、【DesignGuide】和【Help】菜单29

2.3 工具栏30

2.3.1 工具栏说明31

2.3.2 工具栏操作举例31

2.4 文件浏览和管理33

2.4.1 文件浏览区33

2.4.2 工作空间浏览和管理34

习题36

第3章 ADS设计仿真视窗37

3.1 原理图视窗37

3.1.1 工作界面37

3.1.2 菜单栏39

3.1.3 工具栏40

3.1.4 元件面板列表、元件面板和元件使用记录43

3.2 Layout版图视窗53

3.3 数据显示视窗54

3.3.1 工作界面54

3.3.2 菜单栏55

3.3.3 工具栏56

3.3.4 数据显示方式57

习题59

第2篇 ADS使用篇61

第4章 ADS基本操作61

4.1 创建工作空间与原理图61

4.1.1 创建工作空间61

4.1.2 创建原理图62

4.2 设计原理图63

4.2.1 在原理图视窗搭建电路的基本步骤63

4.2.2 在原理图视窗中设计一个电路64

4.3 原理图仿真与结果显示65

4.3.1 原理图仿真65

4.3.2 在数据显示视窗显示仿真结果68

4.4 原理图调谐69

4.4.1 调谐的设置69

4.4.2 观察电路调谐的仿真结果71

4.5 原理图优化72

4.5.1 不加变量控件的优化设置72

4.5.2 不加变量控件的优化结果76

4.5.3 带变量控件的优化设置77

4.5.4 带变量控件的优化结果79

4.6 设计向导79

4.6.1 利用设计向导完成原理图79

4.6.2 利用设计向导观察仿真结果83

4.6.3 搭建带有子电路的原理图84

习题86

第5章 ADS仿真概述88

5.1 ADS仿真功能88

5.1.1 ADS仿真列表88

5.1.2 射频电路模块常用的仿真方式89

5.2 直流（DC）仿真90

5.2.1 直流仿真面板90

5.2.2 直流仿真控件参数设置91

5.3 交流（AC）仿真96

5.3.1 交流仿真面板96

5.3.2 交流仿真控件参数设置97

5.4 S参数仿真100

5.4.1 S参数仿真面板101

5.4.2 S参数仿真控件参数设置102

5.5 谐波平衡（HB）仿真105

5.5.1 谐波平衡仿真面板106

5.5.2 谐波平衡仿真控件参数设置107

5.6 大信号S参数（LSSP）仿真112

5.7 增益压缩（XDB）仿真112

5.8 电路包络（Envelope）仿真112

5.8.1 电路包络仿真面板112

5.8.2 电路包络仿真控件参数设置113

5.9 瞬态（Transient）仿真115

5.9.1 瞬态仿真面板116

5.9.2 瞬态仿真控件参数设置116

习题119

第6章 ADS自带的仿真实例120

6.1 直流仿真实例120

6.1.1 单点直流仿真实例120

6.1.2 带变量扫描的直流仿真实例124

6.2 交流仿真实例127

6.2.1 交流仿真实例原理图127

6.2.2 交流仿真实例的仿真结果129

6.3 S参数仿真实例131

6.3.1 S参数仿真实例原理图132

6.3.2 S参数仿真实例的仿真结果133

6.4 谐波平衡仿真实例135

6.4.1 射频输入恒定的谐波平衡仿真实例135

6.4.2 带变量扫描的谐波平衡仿真实例136

6.5 增益压缩仿真实例138

6.5.1 增益压缩仿真实例原理图139

6.5.2 增益压缩仿真实例的仿真结果141

6.6 大信号S参数仿真实例143

6.6.1 大信号S参数仿真实例原理图143

6.6.2 大信号S参数仿真实例的仿真结果144

6.7 电路包络仿真实例145

6.7.1 电路包络仿真实例原理图145

6.7.2 电路包络仿真实例的仿真结果147

6.8 瞬态仿真实例148

6.8.1 瞬态仿真实例的原理图148

6.8.2 瞬态仿真实例的仿真结果149

习题150

第3篇 ADS设计篇153

第7章 匹配网络的设计153

7.1 匹配网络的理论基础153

7.1.1 匹配网络的目的和选择标准153

7.1.2 集总参数元件匹配网络的设计153

7.1.3 分布参数元件匹配网络的设计154

7.1.4 混合参数元件匹配网络的设计155

7.2 利用史密斯圆图设计匹配网络156

7.2.1 打开史密斯圆图窗口【Smith Chart Utility】156

7.2.2 【Smith ChartUtility】窗口的工作界面157

7.2.3 【SmithChartUtility】窗口的菜单栏和工具栏157

7.2.4 【Smith ChartUtility】窗口的作图区和元件调用面板158

7.2.5 【SmithChartUtility】窗口的匹配网络预览及响应区164

7.2.6 利用史密斯圆图设计匹配网络的实例165

7.3 利用Design Guide设计匹配网络172

7.3.1 利用Design Guide设计单支节匹配网络172

7.3.2 利用Design Guide设计λ/4阻抗匹配网络176

7.4 利用阻抗匹配工具设计匹配网络178

7.4.1 设计低通匹配网络178

7.4.2 利用阻抗匹配工具进行设计179

7.4.3 观察仿真结果181

习题183

第8章 定向耦合器的设计184

8.1 定向耦合器的理论基础184

8.1.1 定向耦合器的基本功能和参数指标184

8.1.2 微带分支定向耦合器的散射参数185

8.2 传输线计算工具LineCalc简介186

8.2.1 【LineCalc】的工作界面186

8.2.2 【LineCalc】的使用方法187

8.3 微带分支定向耦合器原理图的设计、仿真与优化188

8.3.1 设计微带分支定向耦合器188

8.3.2 微带分支定向耦合器原理图仿真191

8.3.3 微带分支定向耦合器原理图优化193

8.4 微带分支定向耦合器版图的生成与仿真198

8.4.1 生成微带分支定向耦合器版图198

8.4.2 微带分支定向耦合器版图仿真200

习题202

第9章 功率分配器的设计203

9.1 功率分配器理论基础203

9.1.1 功率分配器技术指标203

9.1.2 窄带功率分配器204

9.1.3 宽带功率分配器206

9.2 功率分配器设计向导206

9.2.1 设计3dB单节功率分配器206

9.2.2 设计不等功率分配的单节功率分配器210

9.2.3 设计3dB多节功率分配器212

9.3 由设计向导得到的功率分配器的实现214

9.3.1 设计原理图214

9.3.2 原理图仿真及显示仿真数据215

9.3.3 生成版图并仿真217

9.4 功率分配器的设计222

9.4.1 设计原理图222

9.4.2 原理图优化225

9.4.3 生成版图、版图仿真和实验测试228

习题230

第10章 低通滤波器的设计231

10.1 低通滤波器的理论基础231

10.1.1 理想滤波器的4种基本类型231

10.1.2 低通滤波器的响应232

10.1.3 集总元件低通滤波器233

10.1.4 阶梯阻抗低通滤波器233

10.1.5 短截线低通滤波器234

10.2 集总参数低通滤波器的设计235

10.2.1 低通滤波器设计向导235

10.2.2 设计集总参数低通滤波器238

10.3 微带线阶梯阻抗低通滤波器的设计243

10.3.1 设计指标和理论分析243

10.3.2 阶梯阻抗低通滤波器原理图的设计244

10.3.3 阶梯阻抗低通滤波器原理图的优化247

10.3.4 群延时、带内驻波比和寄生通带仿真251

10.3.5 生成阶梯阻抗低通滤波器版图253

10.4 微带短截线低通滤波器的设计256

10.4.1 设计指标和理论分析257

10.4.2 微带短截线低通滤波器原理图的设计258

10.4.3 微带短截线低通滤波器原理图的优化261

10.4.4 生成微带短截线低通滤波器版图264

10.5 利用设计向导将集总参数滤波器转换为微带滤波器267

10.5.1 LC滤波器向微带滤波器的转换267

10.5.2 Kuroda变换270

习题273

第11章 带通和带阻滤波器的设计274

11.1 带通和带阻滤波器的理论基础274

11.1.1 滤波器的变换274

11.1.2 平行耦合微带线带通滤波器275

11.1.3 微带短截线带阻滤波器276

11.2 集总参数带通滤波器的设计276

11.2.1 集总参数带通滤波器设计向导277

11.2.2 设计集总参数带通滤波器279

11.3 平行耦合微带线带通滤波器的设计286

11.3.1 设计指标和理论分析286

11.3.2 平行耦合微带线带通滤波器原理图的设计286

11.3.3 平行耦合微带线带通滤波器原理图的优化291

11.3.4 生成平行耦合微带线带通滤波器版图295

11.4 微带短截线带阻滤波器的设计299

11.4.1 设计指标和理论分析300

11.4.2 微带短截线带阻滤波器原理图的设计300

11.4.3 微带短截线带阻滤波器原理图的优化305

11.4.4 生成微带短截线带阻滤波器版图308

习题312

第12章 低噪声放大器的设计313

12.1 低噪声放大器的理论基础313

12.1.1 小信号放大器的设计313

12.1.2 放大器的稳定性314

12.1.3 放大器的增益315

12.1.4 放大器输入输出驻波比316

12.1.5 放大器的噪声316

12.2 晶体管研读、下载、安装和分析317

12.2.1 研读晶体管芯片资料DataSheet317

12.2.2 下载并安装晶体管库文件323

12.2.3 晶体管分析326

12.3 设计指标与选择晶体管328

12.4 偏置电路设计329

12.4.1 利用Design Guide设计偏置电路329

12.4.2 利用Equations设计偏置电路331

12.5 稳定性、增益和噪声分析334

12.5.1 稳定性和增益分析334

12.5.2 噪声系数圆和增益圆分析335

12.6 最小噪声放大器的设计337

12.6.1 设计输入匹配网络338

12.6.2 设计输出匹配网络341

12.6.3 仿真结果分析345

12.7 低噪声放大器的设计346

12.7.1 设计输入匹配网络346

12.7.2 添加输出匹配网络351

12.7.3 优化输入输出匹配网络352

12.7.4 仿真结果分析355

习题357

第13章 功率放大器的设计358

13.1 功率放大器的理论基础358

13.1.1 功率放大器的工作状态和分类358

13.1.2 功率放大器的性能参数358

13.2 功率放大器设计的一般步骤360

13.3 Load-Pull362

13.3.1 ADS中的Load-Pull模板362

13.3.2 仿真结果及Load-Pull的负载阻抗369

13.4 Source-Pull372

13.4.1 ADS中的Source-Pull模板372

13.4.2 仿真结果及Source-Pull的源阻抗374

13.5 输出匹配网络和输入匹配网络的设计376

13.5.1 输出匹配网络的设计目标376

13.5.2 输出匹配网络的实现376

13.5.3 输入匹配网络的设计目标380

13.5.4 输入匹配网络的实现380

13.6 原理图仿真383

13.6.1 原理图S参数仿真383

13.6.2 原理图谐波平衡仿真385

习题394

第14章 振荡器的设计396

14.1 射频振荡器的理论基础396

14.1.1 振荡器的巴克豪森准则396

14.1.2 振荡器的振荡条件396

14.1.3 压控振荡器397

14.1.4 振荡器的设计步骤398

14.1.5 振荡器的性能参数398

14.2 晶体管振荡器的设计399

14.2.1 设计指标与选择晶体管399

14.2.2 设计振荡器的偏置电路399

14.2.3 设计振荡器404

14.2.4 振荡器输出信号仿真406

14.2.5 振荡器噪声分析407

14.3 压控振荡器的设计410

14.3.1 设计指标与选择器件410

14.3.2 设计压控振荡器的偏置电路411

14.3.3 设计压控振荡器415

14.3.4 压控振荡器输出信号仿真418

14.3.5 压控振荡器噪声分析420

14.3.6 压控振荡器输入电压与输出频率的关系425

习题427

第15章 混频器的设计428

15.1 混频器的理论基础428

15.1.1 混频器的特性428

15.1.2 混频器的性能参数429

15.1.3 单平衡混频器430

15.2 混频器的设计431

15.2.1 利用Design Guide设计分支定向耦合器431

15.2.2 设计低通滤波器对中频输出滤波437

15.2.3 设计混频器原理图438

15.3 混频器的仿真440

15.3.1 输出信号的频谱和噪声440

15.3.2 本振功率对噪声系数和转换增益的影响444

15.3.3 1dB功率压缩点445

15.3.4 三阶交调449

15.3.5 输入驻波比454

习题455

第16章 射频通信系统级的设计457

16.1 射频通信系统的理论基础457

16.1.1 射频通信系统的一般框图457

16.1.2 射频通信系统的技术指标459

16.2 系统级设计基础461

16.2.1 搭建原理图461

16.2.2 原理图S参数仿真463

16.2.3 原理图谐波平衡仿真466

16.3 系统级仿真例程467

16.3.1 打开ADS自带例程的工作空间467

16.3.2 系统级仿真例程原理图468

16.3.3 系统级仿真例程的仿真结果471

16.4 ADS通信链路预算工具介绍472

16.4.1 Budget控制器472

16.4.2 混频和本振预算工具474

16.4.3 AGC环路预算工具475

16.5 射频接收系统的设计与仿真475

16.5.1 超外差式接收机的设计475

16.5.2 超外差式接收机的仿真478

16.6 射频发射系统的设计与仿真487

16.6.1 射频发射系统的设计487

16.6.2 射频发射系统的仿真489

习题492

参考文献493