1、第二講,ADS設(shè)計軟件簡介,常用射頻設(shè)計軟件,自20世紀(jì)70年代以來，微波電路CAD技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步。一方面是各CAD軟件廠商推出了很多通用和專用的微波電路CAD軟件產(chǎn)品，包括電原理圖輸入和微波電路的圖形輸入、電路的仿真和優(yōu)化、容差分析、版圖生成及輸出、與測試儀器接口等功能，并有許許多多的電路模型庫、元件庫、半導(dǎo)體器件的線性模型庫和非線性模型庫等可供選擇，應(yīng)該可以說是功能強(qiáng)大、使用方便、應(yīng)有盡有。而另一方面，微波電路CAD軟件也已被廣泛應(yīng)用于各種微波電路的設(shè)計，并成為微波工程師必須掌握的設(shè)計工具。,微波電路的CAD軟件大致可以分成下面幾類： 線性/非線性微波電路仿真軟件； 2.5D平面

2、電路電磁場仿真軟件； 3D電磁場仿真軟件； 系統(tǒng)仿真軟件； 專用電路的設(shè)計軟件。 排版軟件,微波電路CAD軟件簡介,微波電路CAD軟件具有以下幾個特點(diǎn)： 必須有精確的傳輸線模型和各種器件模型； 有時必須采用電磁場仿真等數(shù)值仿真工具； 一般都具有S參數(shù)分析的功能。,在微波電路CAD技術(shù)中，各種傳輸線及其不均勻區(qū)模型、元件之間的寄生耦合模型以及微波有源器件的非線性模型等，在技術(shù)上的難度都非常大。 微波電路CAD包括線性微波電路的S參數(shù)計算、直流分析、線性/非線性噪聲分析、非線性電路的瞬態(tài)分析、非線性電路的諧波分析（功率壓縮、交調(diào)和諧波特性等）、優(yōu)化設(shè)計、容差分析、2.5D及3D電磁場仿真、布線和版

3、圖設(shè)計等，甚至還可以包括微波器件的建模和參數(shù)提取以及計算機(jī)輔助測試。,微波電路CAD設(shè)計的步驟大致總結(jié)如下： 根據(jù)技術(shù)性能指標(biāo)的要求，選擇半導(dǎo)體器件。 對于不需要半導(dǎo)體器件的微波無源電路，根據(jù)技術(shù)性能指標(biāo)的要求，選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 根據(jù)器件的具體參數(shù)設(shè)計匹配電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 確定(或計算)電路中各個元件的初始值。 根據(jù)技術(shù)性能指標(biāo)的要求，設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)。 根據(jù)經(jīng)驗或試驗性地選擇若干優(yōu)化變量(或元件)。 選擇優(yōu)化方法，并進(jìn)行優(yōu)化。 進(jìn)行容差分析。 進(jìn)行版圖的設(shè)計并輸出版圖。 進(jìn)行性能指標(biāo)的復(fù)核，進(jìn)行版圖的檢查，并提出結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求。,幾點(diǎn)經(jīng)驗和建議: 必須保證器件選擇、匹配電路或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計的正確

4、性。 電路中各元件初始值的選擇應(yīng)盡量準(zhǔn)確。這將有利于優(yōu)化計算的快速收斂，并保證優(yōu)化設(shè)計能夠達(dá)到全局最優(yōu)點(diǎn)，而不是局部的極?。ɑ驑O大）點(diǎn)。 對于存在多個優(yōu)化目標(biāo)參數(shù)的一般情況，應(yīng)根據(jù)實際的需要，分出主次或考慮折衷，并進(jìn)行加權(quán)。 關(guān)于優(yōu)化變量（或元件）的選擇，一方面可以根據(jù)自己的經(jīng)驗，另一方面也可以先選擇其中幾個進(jìn)行試探。特別是當(dāng)元件（或變量）較多時，一般不主張都選擇為優(yōu)化變量。 對于優(yōu)化方法的選擇，通常是先隨機(jī)法，后梯度法，這樣將有助于使設(shè)計達(dá)到全局最優(yōu)。 在電路設(shè)計過程中，必須考慮元件標(biāo)稱值的因素。對于分布參數(shù)電路，電路參數(shù)的取值必須符合相應(yīng)的工藝要求。,設(shè)計舉例詳見教材,射頻工程師的具體工作

5、內(nèi)容,“微波工程”師,通信設(shè)備公司,低噪聲放大器（LNA）,頻率合成器,混頻器,功率放大器（PA）,RFID企業(yè),微帶天線,標(biāo)簽（Tag）,讀寫器,中間件（軟件人員）,1.電路系統(tǒng)分析。有些通信設(shè)備公司的項目中，射頻工程師需要負(fù)責(zé)對整個RF系統(tǒng)的電路進(jìn)行系統(tǒng)分析，指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)、分配單元模塊指標(biāo)、規(guī)范EMC設(shè)計原則、提出配附件功能和性能要求等； 2.電路原理設(shè)計。包括框圖設(shè)計和電路設(shè)計，這是射頻工程師所必須具備的基本技能。這也是由系統(tǒng)設(shè)計延伸而來的，如何實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)，就是電路原理設(shè)計的目的，它也是器件選型評估的“前因”，因為設(shè)計電路的過程也是一個器件選型的過程。,3.器件選型與評估。要

6、實現(xiàn)電路的指標(biāo)要求，選擇合適的器件是必不可少的，這個過程其實與電路原理設(shè)計是同時進(jìn)行的。如何選擇相應(yīng)的器件，相比較而言同類型器件中哪一個更合適我們的產(chǎn)品設(shè)計？成本、性能、工藝要求、封裝、供應(yīng)商質(zhì)量、貨期等更是需要考慮的因素。 4.軟件仿真。不管是ADS，MWO，Ansoft還是CST、HFSS，反正你總得會一到兩個仿真軟件的使用。仿真軟件不能讓你的設(shè)計達(dá)到百分百的準(zhǔn)確度，但總不會讓你的設(shè)計偏離基本方向，起碼它們在定性的仿真方面是準(zhǔn)確的。所以一定要學(xué)會使用一至兩種或更多種仿真軟件，它的基本作用就是讓你能夠定性的分析你的設(shè)計，誤差總是有的，但是它能增強(qiáng)你的信心。,5.PCB LAYOUT。原理就是

7、理論基礎(chǔ)，一萬個應(yīng)用可以只依據(jù)一個理論，幾個產(chǎn)品也有可能只有一個原理圖，但它的布線不一樣。好比手機(jī)，同一個手機(jī)方案很多公司都拿來設(shè)計，原理圖是一樣的，但是不同的公司布出來的PCB板不一樣，一個是外型不一樣，一個是性能也有差異。性能的差異，其實就是PCB LAYOUT的差異。符合要求的PCB，其布局與布線兼顧性能、外觀、工藝、EMC等方面。所以，PCB LAYOUT也是一個非常重要的技能。 6.調(diào)試分析。這個調(diào)試和生產(chǎn)調(diào)試不一樣。生產(chǎn)調(diào)試是指令性的，研發(fā)產(chǎn)品的調(diào)試的重點(diǎn)在于發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。調(diào)試是一個總結(jié)和積累經(jīng)驗的過程，不是說通過調(diào)試來積累調(diào)試經(jīng)驗，而是通過調(diào)試來積累設(shè)計經(jīng)驗；很多問題可能在

8、設(shè)計時沒有被發(fā)現(xiàn)，那么通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)以后，就知道以后在設(shè)計時如何規(guī)避這些問題，如何改善這些問題。調(diào)試也是一個實踐理論的最有效途徑，我們可以通過調(diào)試過程來定性理解理論知識。,7.測試。測試是為調(diào)試服務(wù)的，調(diào)試是為設(shè)計服務(wù)的（設(shè)計是為市場服務(wù)的）。射頻工程師必須熟練使用各種射頻測試儀器，不管是頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、信號源、示波器、功率計、噪聲系數(shù)測試儀、綜合測試儀等等。不會測試就很難有效調(diào)試，不能發(fā)現(xiàn)問題如何得到提高呢？所以不要輕視測試技術(shù)，其實放眼國外RF企業(yè)，真正的高手都是從設(shè)計轉(zhuǎn)到了測試技術(shù)，中間的原因值得我們思考。 8.如果可以，請你多親力親為，多做些基層基層工作，能自己焊的就自己焊接，你

9、不可能調(diào)試的時候找人在你邊上呆著給你換電容又換電感吧？所以，不要眼高手低瞧不起焊接。,射頻工程師的工作注意事項,1、正確對待工作中的難題。學(xué)一個東西就是要把它搞懂，但我們都是普通的人，沒有誰真的天賦異稟，天資過人，沒有人對射頻的東西對微波方程對電磁場電磁波是一聽就懂，一看就知道答案。根據(jù)以往的經(jīng)驗，當(dāng)我們遇到不求甚解的地方時，不妨先跳過去，不要鉆死胡同。這樣做的好處就是，你看的內(nèi)容會越來越多，接觸的面會越來越廣，就好比看一本書，第一節(jié)的問題你看不懂，你如果一定要求解的話，你鉆呀鉆，也許一年你也只看了第一節(jié)，而那個問題依然不懂；而如果第一節(jié)有問題你不懂，問人也不得其所的話，放下來，看第二節(jié)，這樣

10、你看了兩節(jié)內(nèi)容，而不懂的只有一個問題，而且大多數(shù)時候，當(dāng)你到后來的章節(jié)中你多半會解開前面不解的內(nèi)容。,2、多呆在實驗室。沒聽說過哪個不進(jìn)實驗室的人能學(xué)好微波、射頻的。為什么要進(jìn)實驗室，不是要你去做一般的指令性的實驗工作，而是要你做些研發(fā)性的實驗。什么叫研發(fā)性的實驗？首先，測試不叫做實驗，如果不測試也不叫實驗。研發(fā)實驗是要按計劃對不同的設(shè)計方法和結(jié)果進(jìn)行驗證，測試是其手段（所以要懂儀器）。很多人也進(jìn)實驗室，可是他們每天就是把同一個產(chǎn)品測試一百遍，也不總結(jié)，也不分析，所以他們不進(jìn)步也可以理解。比如一個天線匹配電路，你可以通過不同匹配方式測試分析它對于總輻射功率，對總?cè)蚪邮侦`敏度的不同影響分析出來

11、，你也就知道以后怎么樣的天線，相對比較合適的匹配形式是什么樣的，而不必要去一個一個試了。,3、勤做工作筆記。可能現(xiàn)在很少人會做工作筆記了，反正我是很喜歡做筆記的。就是同一個現(xiàn)象和結(jié)論出現(xiàn)一萬遍，如果你不做記錄，你也很難說你就變成了自己的。寫寫就可以變成自己的嗎？是的，我肯定的說是的，它就變成了你自己的，起碼什么時候你需要證據(jù)了你可以拿出來說明，什么時候你不知道怎么證明一個現(xiàn)象了，你可以拿起它來證明。工作筆記怎么做？它可不是像記流水賬一樣的記日記，一個實用的工作筆記或者會充當(dāng)一個數(shù)據(jù)記錄本，或者是公式和數(shù)據(jù)的對比記錄，或者是些測試方法的記錄，或者是不同設(shè)計方案的對比結(jié)果，或者你是對某些理論的理解

12、總結(jié)，或者是你對某些案例的記錄，或者 .反正很多或者，對了，要注意圖文并茂呵。記住了，要記工作筆記啊，一定要。,4、態(tài)度謙虛，多多請教有經(jīng)驗的同事或老師。同行是冤家，我問他們，他們一般不會講呵。沒關(guān)系，軟的不行來硬的，激將法激他。這個沒什么好多說的，總之，同一個問題每個人的看法都不一樣，多聽別人的觀點(diǎn)，也是快速進(jìn)步的一種方法。,射頻工程師必備素質(zhì),1、熟練的英語閱讀。 基本所有的射頻器件都是國外的。 2、堅實的理論功底。 從低頻到高頻到電磁場到通信系統(tǒng)。 3、大量的實際工作經(jīng)驗。包括：,對器件的了解程度； 實際電路調(diào)試能力； 對儀器的熟悉程度； 對各種指標(biāo)和產(chǎn)品性能的理解程度。,射頻工程師應(yīng)征

13、簡歷表,每天，中國有數(shù)十萬電子設(shè)計工程師在為一個個創(chuàng)新電子產(chǎn)品的設(shè)計而忙碌著，他們中的許多人擁有將中國的IC設(shè)計推向世界前沿的理想，他們背負(fù)著中國由“制造中心”向“設(shè)計中心”轉(zhuǎn)移的艱苦重任，他們是中國IC設(shè)計走向自主知識產(chǎn)權(quán)道路的生力軍。我也是懷著這樣的熱情和理想加入到這個行列中來的?？墒俏乙步?jīng)歷了許多工程師都經(jīng)歷過的艱難過程-初始工作的熱情被一個個設(shè)計難題消磨，而無人指導(dǎo)又導(dǎo)致自己陷入設(shè)計困境，逐漸地，電路設(shè)計變成了一件枯燥乏味的工作，工作的激情完全被各種壓力取代。作為一名熱愛藝術(shù)、追求美好的女性工程師，我更是無法接受這樣的妥協(xié)。,為什么IC設(shè)計就意味著枯燥刻板，為什么工程師就一定意味著嚴(yán)肅

14、呆板沒有激情呢？ 忽然有一天，我換了個角度來看待自己從事的領(lǐng)域，完全可以讓自己從感性方面認(rèn)識電路我們的IC設(shè)計，其實可以和任何一門藝術(shù)媲美！這讓我重新找到了電路設(shè)計的激情和靈感，我開始學(xué)會欣賞電路，欣賞各種曲線和模型，而不是僅僅把它當(dāng)成一堆沒有生命的符號和連線！每個電路都有獨(dú)一無二的品質(zhì)和特性，它們有好有壞，有自己的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)，就如同人一樣。或許沒有絕對完美的電路，就如同沒有絕對完美的人?？墒俏疫€是可以把一個好的電路和一個優(yōu)秀的男人找到諸多相似之處：,1、好的電路具有優(yōu)秀的工作表現(xiàn)，經(jīng)得起實際驗證 優(yōu)秀的男人也許不善表達(dá)，但卻能給你滿意的成績和表現(xiàn)； 2、好的電路有很好的穩(wěn)定性，能夠在惡劣的條件

15、下正常工作優(yōu)秀的男人在艱苦的環(huán)境下仍不忘奮斗和理想； 3、好的電路都有很好的噪聲抑制功能，能夠屏蔽不必要的干擾優(yōu)秀的男人經(jīng)得起現(xiàn)實中不利的議論還能經(jīng)得起各種誘惑； 4、好的電路帶寬較大，可以適合較寬的頻率范圍優(yōu)秀的男人能屈能伸，在低職位和高職位都同樣出色；,5、好的電路靈敏度很好，不會忽略掉微小的有用信號優(yōu)秀的男人能夠敏銳的洞察機(jī)會并及時抓??； 6、好的電路功耗很低，可以節(jié)省客戶的資源優(yōu)秀的男人不會浪費(fèi)你的付出和投資； 7、好的電路一旦設(shè)計完成，還有可能開發(fā)出更多的功能和應(yīng)用優(yōu)秀的男人一旦被發(fā)現(xiàn)就會越來越多的優(yōu)點(diǎn)呈現(xiàn)； 8、好的電路樸實無華，不事張揚(yáng)，不用名貴的IC提升自己的身價-好的男人深邃內(nèi)斂，不用光鮮的外表提升自