.,射頻仿真技術(shù),.,CAD、CAE與數(shù)字樣機(jī),數(shù)字樣機(jī)是以CAX/DFX技術(shù)為基礎(chǔ)，以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和控制理論為核心，融合虛擬現(xiàn)實(shí)、仿真技術(shù)、三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)，將分散的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)和分析過程集成在一起，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者、制作者和使用者在產(chǎn)品的早期可以直觀形象的對數(shù)字化的虛擬產(chǎn)品原型進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化、性能測試、制造仿真和使用仿真，為產(chǎn)品的研發(fā)提供全新的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法。,.,射頻仿真軟件,在技術(shù)革命不斷深化的今天，不斷增加的實(shí)際應(yīng)用對系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，具體表現(xiàn)在體積的小型化、模塊化和功能的集成化。這些需求也進(jìn)而體現(xiàn)在了射頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上。在現(xiàn)階段，僅靠人工計(jì)算進(jìn)行的設(shè)計(jì)方式無論是在速度上還是計(jì)算的準(zhǔn)確性上都已不再適應(yīng)射頻的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。那么選擇一款合適的CAD軟件來加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性已成了必然的選擇。,.,仿真軟件的應(yīng)用領(lǐng)域,仿真軟件,有源電路設(shè)計(jì),二維平面電磁場,無源電路設(shè)計(jì),三維電磁場,多物理場,.,仿真軟件的起源,Touchstone,HP,MIT,.,仿真軟件中的仿真引擎,數(shù)據(jù)類型區(qū)分：時(shí)域、頻域、電磁域,仿真類型區(qū)分：線性、非線性,應(yīng)用類型區(qū)分：設(shè)計(jì)、驗(yàn)證,.,仿真引擎的應(yīng)用,DC仿真的應(yīng)用：確定電路的工作點(diǎn)確定電路的功耗通過驗(yàn)證I-V傳輸曲線判斷電路是否正常計(jì)算電路中各節(jié)點(diǎn)的電壓和電流關(guān)系,.,單點(diǎn)直流仿真原理圖與計(jì)算結(jié)果,靜態(tài)工作點(diǎn)直流仿掃描真原理圖與計(jì)算結(jié)果,.,AC仿真,AC仿真：用于計(jì)算電路或系統(tǒng)的小信號條件下的頻率響應(yīng)特性用于計(jì)算電路或系統(tǒng)的線性噪聲,.,功放的AC仿真原理圖結(jié)果與仿真結(jié)果,線性噪聲指的是系統(tǒng)或電路內(nèi)部元件由于溫度等產(chǎn)生的固有噪聲！電源噪聲、傳輸噪聲的影響不在計(jì)算范圍之內(nèi)!,.,Transient仿真,TansientSimulation全稱是Transient/ConvolutionSimulation，從本質(zhì)上講，TransientSimulation是時(shí)域的仿真工具，它基于KCL/KVL定理，利用各種積分/微分方程來進(jìn)行求解，得到的結(jié)果是一個(gè)信號的時(shí)間域的結(jié)果（也就是電壓和電流）。它的基礎(chǔ)模型是Spice模型，所以它也是一個(gè)Spice類型的時(shí)間域的仿真，一般應(yīng)用于電路或子系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)仿真。,Gilbert混頻器的仿真及仿真結(jié)果t,對任意電路而言，其響應(yīng)都需要一個(gè)建立時(shí)間，必須確保中止時(shí)間大于建立時(shí)間，才可以得到準(zhǔn)確的結(jié)果。對于本例而言，此時(shí)間大概在22ns左右。,.,Envelop仿真,Envelop仿真是一個(gè)比較特殊的仿真引擎。雖然將現(xiàn)在多數(shù)是將它用于時(shí)域仿真，但是其本身卻有很強(qiáng)的頻域仿真能力。在ADS的早期版本中，很多使用HBSimulation的場合，都是用EnvelopSimulation來替代的。通過Envelop仿真可以得到一個(gè)復(fù)雜信號通過電路/系統(tǒng)后的包絡(luò)變化情況。,脈沖調(diào)制信號通過放大器后的包絡(luò)與頻譜,在EnvelopSimulation中，必須確定如下幾個(gè)參數(shù)：起始時(shí)間、中止時(shí)間與時(shí)間步進(jìn)（這與TransientSimulation是一致的）和仿真頻率與階數(shù)（這與后面詳細(xì)介紹的HBSimulation是一致的）。,.,HB-Balance仿真,HBSimulation全稱是HarmonicBalanceSimulation，它也是一種頻域的仿真技術(shù)，主要用來計(jì)算電路/系統(tǒng)的非線性失真特性。相比于傳統(tǒng)的時(shí)域仿真而言，頻域仿真有著巨大的優(yōu)勢：可以根據(jù)通路中的電壓/電流，求出相應(yīng)的頻譜分布，而且對于大多數(shù)線性模型而言，在頻域中的表達(dá)要比時(shí)域中的更加精確。利用HBSimulation可以得到以下參數(shù)：得到電壓/電流的頻譜分量計(jì)算3階距點(diǎn)、總諧波失真和交調(diào)失真分量非線性噪聲分析,接收鏈路的HB仿真,非線性噪聲響應(yīng)的仿真原理圖與結(jié)果,.,SParameter仿真,仿真過程與設(shè)置與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀相同，是最常用的射頻仿真引擎！,基于S參數(shù)仿真的線性噪聲分析,.,Budget仿真,用于對一個(gè)由兩端口器件構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)進(jìn)行線性和非線性仿真，確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的余量，及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的瓶頸。,Budget仿真及結(jié)果,元件級,系統(tǒng)級,.,大信號S參數(shù)仿真,作用：用于計(jì)算大信號條件下的非線性器件的S參數(shù)。與普通小信號S參數(shù)仿真不同，仿真基于HarmonicBalance技術(shù)。因?yàn)榉抡婵梢园瑝嚎s等非線性過程，所以仿真結(jié)果是與功率相關(guān)的。,.,功放電路的S12仿真及結(jié)果,.,Batch仿真,傳統(tǒng)的仿真引擎一次只能處理一組數(shù)據(jù)，當(dāng)需要比較同一個(gè)電路拓?fù)?，在不同參?shù)下的響應(yīng)的區(qū)別時(shí)，可以利用Batch仿真！,.,Batch仿真及結(jié)果,.,Yield仿真,YIELD分析能夠按照變量元件的離散分布分析出產(chǎn)品達(dá)到性能目標(biāo)的合格率。通過給出所采用的器件的連續(xù)或離散變化特性，（它們符合電子產(chǎn)品的分布特性正態(tài)分布、高斯分布或其他分布）。YIELD分析基于MonteCarlo方法，需要建立一定數(shù)量的隨機(jī)試驗(yàn)。設(shè)計(jì)變量在容差范圍內(nèi)變化，隨機(jī)試驗(yàn)中符合設(shè)計(jì)目標(biāo)需要的試驗(yàn)次數(shù)（PASSNUMBER）和失敗的實(shí)驗(yàn)次數(shù)將會得到，從而估算出產(chǎn)品的試驗(yàn)合格率。,.,電路仿真原理圖,Yield仿真設(shè)置,Yield仿真結(jié)果優(yōu)化前,Yield仿真結(jié)果優(yōu)化后,.,射頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo),接收機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)：噪聲系數(shù)帶寬帶內(nèi)雜散帶外抑制動(dòng)態(tài)范圍（主要以三階交調(diào)產(chǎn)物的方式進(jìn)行刻畫）通道一致性（幅/相）通道帶內(nèi)波動(dòng)（幅/相）如果為中頻采樣方式中頻采樣頻率時(shí)鐘抖動(dòng),頻率源主要技術(shù)指標(biāo)：跳頻點(diǎn)數(shù)跳頻時(shí)間輸出功率相位噪聲帶外抑制帶內(nèi)雜散,.,利用仿真技術(shù)解決設(shè)計(jì)難點(diǎn),噪聲系數(shù),HB仿真、S參數(shù)仿真,系統(tǒng)帶寬,HB仿真、S參數(shù)仿真、AC仿真,帶內(nèi)雜散,What-IF、Spctrasys,帶外抑制,What-IF、Spctrasys,動(dòng)態(tài)范圍,HB仿真,通道一致性,Yield仿真,.,通道帶內(nèi)波動(dòng),S參數(shù)仿真,中頻采樣頻率,Matlab,采樣時(shí)鐘抖動(dòng)導(dǎo)致SNR變化,Matlab,輸出功率,HB仿真,相位噪聲,HB仿真,.,案例1PCB的協(xié)同仿真,設(shè)計(jì)內(nèi)容：接收機(jī)中放電路PCB：41mm*44mm介質(zhì)板，介質(zhì)板表面大面積鋪地，通過過孔與接地面連接。仿真頻率：1.2GHz1.8GHz,.,仿真的兩塊PCB,協(xié)同仿真的電路圖與結(jié)果,仿真得到的輸入輸出帶內(nèi)幅度波動(dòng)約為0.6dB左右，實(shí)測結(jié)果在1dB左右。兩者可以相互吻合。,仿真得到的輸入輸出帶內(nèi)幅度波動(dòng)約為0