ADS教程第8章

1、 #實驗八、電路包絡(luò)仿真概述這節(jié)主要講述了電路包絡(luò)(CircuitEnvelop)仿真的基礎(chǔ)。針對輸入信號是脈沖或諸如GSM、CDMA調(diào)制信號，對輸出信號作時域和頻域仿真。任務(wù)運用一個特性放大器，設(shè)置電路包絡(luò)與仿真試驗仿真參數(shù)測試失真使用解調(diào)元件和方程仿真具有GSM信號的1900MHz放大器作出載波和基帶信號數(shù)據(jù)圖形在頻域和時域?qū)?shù)據(jù)組進行操作創(chuàng)建一個PtRF源和特性放大器(behavioralAmp)設(shè)置包絡(luò)仿真控制器仿真并作出時域響應(yīng)圖在特性放大器中加入失真設(shè)置一個解調(diào)器和一個GSM源設(shè)置帶變量的包絡(luò)仿真仿真并對解調(diào)結(jié)果作圖用一個濾波器對相位失真進行仿真仿真并作出輸入和輸出調(diào)制曲線對具有G

2、SM的amp_1900源進行仿真作出GSM信號數(shù)據(jù)和頻譜圖選作信道功率計算步驟1創(chuàng)建一個PtRF源和特性放大器（behavioralAmp）。在amp_1900任務(wù)中，新建一原理圖并以ckt_env_basic命名.用下面的步驟建立一個電路圖，如一下圖所示。從system-Amp&Mixers面板中，調(diào)出一個特性放大器（Amplifier）o如下圖設(shè)置S參數(shù)：S21=10dB，其相位為0度（dB和相位用逗號分開）。S11和S22是-50dB（回波損失或失配衰減）和0度相位。最后，S12也被設(shè)置為0,表明沒有反向泄漏（reverseleakage）。確保對S21，S11和S22使用dbpolar

3、函數(shù)，如下圖所示。V0utPtRF_FutsePORT1Num=1Z=50OhmP=dbmtow（p）函數(shù)是一個把幅度以dB和極化角為度表示的復(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換成用江小-一S12=0.tow（0）AmplifierS21=dbpolar(10(0)S11=dbpola皆(三芍。囲芍0啟0.61.11.62.63.64.14.5(autoscalar)打開，時域圖仿真并察看數(shù)據(jù)。如果自動圖形范圍調(diào)整功將被調(diào)整。在頻域圖上，設(shè)置X軸回到原來的自動刻度并如圖放置Marker,在放置點由于放大器失真產(chǎn)生很大的奇次諧波(異相求和一summingout-of-phas)。在包絡(luò)振幅里，這個值比Vin或Vout的幅度

4、小。同時，因為取樣很粗糙，包絡(luò)形狀不是很精確。d.設(shè)置時間間隔為是Vin和Vout仍插入一個Vout的至5ns數(shù)據(jù)處。于基頻幅度。freq,GHz900.0MHz1.800GHz2.700GHz3.600GHz4.500GHz0.804/0.0000.000/0.0000.248/180.0000.000/0.0000.127/0.000(匚)黑匚(Elf)曾一?0岀time=5.000nsecm日g(Vout1)=0.804time=0.0000secmag(Vin1)=0.0000.0000Hz900.0MHz0.000/0.0000.804/0.0000.000/0.0000.248/1

5、80.0000.000/0.000種載波（典型值為900MHz）的相位調(diào)制，在這兒1.800GHz5設(shè)置一個解調(diào)器和一個GSM源驀器GHz關(guān)于GSM調(diào)制：范相位的變化表示為1或0。a.從Source-Modulated（調(diào)制源）面板中，調(diào)出一個GSM源并在B點輸出端輸入管腳標(biāo)注（節(jié)點名）bit_out如下圖所示。它看上去似乎沒有連接好，但這是正確的。同時，設(shè)置源F0=900M且Power=dbtow（10）。同時，去掉壓縮GainCompPower=（Blank）。b進入System-Mod/Demod面板并在原理圖上放入兩個解調(diào)器（demodulators）：FM_DemodTuned,如下

6、圖所示。設(shè)置兩個解調(diào)器的Fnom為90OMHz。同時對每個輸出端進行標(biāo)注：fm_demod_in和fm_demod_out,如下圖所示。這些將用來觀察被解調(diào)的GSM信號（基帶）。 Jm-demod門FM_DemodTunedDEM0D1Sensitivity=1KHzFnom=900MHzRout=50OhmVinS11=dbpolar(-50,0)S22=dbpolar(-50,0)S12=0.GainCompPower=5GainComp=1dBPtRF_GSMSRC2F0=900MHzPower=dbmtow（10）關(guān)于解調(diào)器的備注一在這個例子中你可以用相位解調(diào)器，但是使用調(diào)頻解調(diào)器會更

7、容易。如果設(shè)計解調(diào)器，可以運用這種典型的設(shè)計來測試電路。另外，可以參照Example目錄中的modulator/demodulator（調(diào)制/解調(diào)器）仿真的例子。6設(shè)置帶變量的包絡(luò)仿真a.在原理圖中插入一個VAR（變量）方程并設(shè)置stop和step時間，調(diào)制帶寬（BW）大約為270KHz,如下圖所示。其中變量：t_stop設(shè)置為大約100陰。用BW值作為分母很方便但并非必須。取樣率t_step為BW的5倍。同時請注意ADS默認的包絡(luò)時間單元（秒）不是特定的。ENVELOPEEnvelopeEnvxlFreq1=900MHzOrder1=10Stop=t_stop7仿真并對解調(diào)結(jié)果作圖以數(shù)據(jù)組名

8、ckt_env_demod仿真。你前面的圖并未建立顯示該數(shù)據(jù)的設(shè)置。因此,VarEqriVARVAR2t_stop=50/(270e3)Cstep=1/(10*270e3)可在同一個數(shù)據(jù)顯示的獨立的圖中用一個新的數(shù)據(jù)組名來保存數(shù)據(jù)。作出兩個FM節(jié)點的圖作為時域基帶信號（Basebandsignalinthetimedomain）。這些軌跡將是實數(shù)，索引值為0。解調(diào)器只有在基帶（類似dc元件）才輸出信號。請注意因為沒有失真所以兩條曲線是一樣的。 c在一個獨立001101010006040_u-U2OC口OEOPIohnolpoluCDp出羊式圖-40bitsout的實部。除了一些延遲，你應(yīng)該8用

9、一個濾波器對相位失真進在放大器中，設(shè)置GainCo率為5dBm）同時設(shè)置Gm:b.確認GSM在放大器和源之間插入一個Butterworth（巴特沃斯）帶通濾波器，女如下圖所示。這樣因為只有窄帶信號能通過放大器，所以這將造成一些失真，同時所有信號都能通過第一個解調(diào)器。仿真acpPower（增益壓縮功率）為5（即放大器輸jnComp=1dB。源功率設(shè)置為0dBm。功r到00 # fmdemodinfmdemodoutFM_DemodTuriedDEMODISensitivity=1KHzFnom=9OOMHzF：out=5O0hmFMDemodTunedDEMUD2“.Sensitivity=1K

10、Hz川Fnon-i=y00MHzRout=500hmENVELOPEPtRF_GSMSRC2*Fi：i=9lii：iMHzFower=dtEt匸i：iF：out=500hmDataRate=270.833KHzBPF_BijttenAiorthBFFIFcenter=yOOMHzBWp3S5=50kHzApass=3dBBWstop=20MHzAstop=20dBAmplifierAMPIEdbpolailLi.O)S11=dbp.：.la-50.0；iS22=dbpol3(h一=0100EtD0LUj(53d.改變_Sep為270KHZ帶寬的10倍：t_step=l/(10*270e3)。改

11、變t_step分子為50(200us):t-stop=50/(270e3)。9仿真并作出輸入和輸出調(diào)制曲線你的圖形應(yīng)該顯示與下圖相似的從輸入到輸出的失真和時延。10.對具有GSM的amp_1900源進行仿真打開先前的原理圖設(shè)計：hb_2Tone,并以一個新的名稱：ckt_env_gsm保存。刪除以前所有的仿真控制器、變量等。通過以下方式修改原理圖：1）插入一個Envelopeconroller（包絡(luò)控制器），2）插入一個PtRF_GSM源，3）按下圖創(chuàng)建VAR。仿真元件和變量與最近一次包絡(luò)設(shè)計相彳似。因此，你可以在原理圖上用Edit）Copy/Past創(chuàng)拷貝/粘貼）命令完成。同時確保bit_o

12、ut節(jié)點在GSM源上。 VAR1Vbias=5VRF_freq=1900MHzRF_pwr=-40t_s?ep=17(5*270.833KHz)t_st叩=200USVccRRCR=590OhmENVELOPEPtRF_GSMSRC4FO=RF_freqPower=dbmtow(RF_pwr)Rout=50OhmDataRate=270.833KHzlnitBits=OO11O1O1OO1ORRBR=56kOhmLDC_Feed2.L=120nHEnvelopeEnv1Freq1=RF_freqOrder1=5Stop=t_stopStep=t_step二V_TSR|VdcCDC_Block1

13、C=WpFWHJLLlpC_Feed1=120nHVBCDC_Block2C=ibpFbjt_pkgQ1丄beta=160LL_match_outL=27.1nHR=6OhmVout_LL_matchn電路包絡(luò)）值前一次仿真的兩倍）將給亠_0.833KHz）的整數(shù)倍?？偟膩碚f，這樣設(shè)置并不是必需的,關(guān)于Vin亠C設(shè)置的備注：在本次仿真中，200u生的_t_stOp（是個更好的頻譜分辨結(jié)果。將t_step設(shè)置為帶ermerrrizdum=：=50寬（B但這可以讓你對頻率的相位有一個準(zhǔn)確的計算。同時，CE的開始時間（starttime）的默認值都是0秒，這個一般不要改動。如要查看該設(shè)置，用Disp

14、lay欄并打開Start。檢查你的設(shè)置，然后仿真并查看狀態(tài)窗口。c11.作出GSM信號數(shù)據(jù)和頻譜圖a.在數(shù)據(jù)顯示中，插入一個Vout列表，同時用PlotOptions設(shè)置Engineering的格式并勾上TransposeData,如右圖所示?，F(xiàn)在，你可以看到在每個時間間隔CE計算每個頻點的值。滾動（Scroll）到最后你可以在最后一個t_stop時間點看到最后一個點的值。VuutVuut-110fronIZM-r-110fronIZM-rVuutVuut-110fronIZM-r-110fronIZM-rVuutVuut-110fronIZM-r-110fronIZM-rfreq=Li.Li

15、LiOOHztreq=1.900CHztreq=3.8UUGHztreq=5.7UUGHzfreq=7.600GHzVuutVuut-110fronIZM-r-110fronIZM-rHelp155.7usee196.4usec197.2usec197.9usec198.6usec199.4useG217.5p/180.0V218.7p/180.0V231.2p/180.0V69.73p/1S0.0V22.57p/180.0V101.1p/180.0V5.660p/|：|.0000V25.44p/0.0000V41.18p/180.0VISO.4mX98.79V180.4m/105.1V180

16、.4mX116.6V180.4mX-131.5V180.4mX143.3V130.4m/165.9V18U.4m/-176.2V180.4m/-158.2V180.4m/-I-40.3V1.019m55.05V1.019m/67.72V1.019m/90.72V1.019m/120.6V1.019m/154.1V1.019m/-170.7V1.019m/-134.9V1.019m7-98.96V1.019m/-63.02V19.59u.25.30V19.59u/44.30V19.59u/7S.79V19.59u/123.6V19.59u/173.9V19.59u.-133.3V19.59uy-

17、79.64V19.59uX-25.72V19.59u/28.19V862.3n-50.61V862.4n/-25.28V862.2n720.70VS62.6n/30.42V862.8n7147.5V862.7n/-142.1V862.5n/-70.53V862.5n71.33V862.5n/73.24V862.5n7144.8V55555VuutVuut-110fronIZM-r-110fronIZM-rDatasetsandEquationsenvbasicAddVs.DeleteAdd帶寬（大約270kHz）兩邊來測量Bw。這是中心頻率附近的輸出頻譜Kaiser窗口將保證每一個和最后一個時

18、間數(shù)據(jù)點為0；這會改善所計算頻譜的動態(tài)范圍，同時一降低噪聲基底。PlotTracesAAttributes:0FlotTypEFlotOptionsIIIIhIIIIIIIIIIIIIICircuitEnvelopeSiMulationD.x|YouareaddingdatafromaCircuitEnvelopesimulationtoarectangularplot.Howwouldyouliketohandlethisdata?SpectrumofthecarrierindB(Kaiserwindowing)*SpectrumofthecarrierindBm(Kaiserwindowi

19、nglMagnitudeofcarrierinthetimedomainPhaseofthecarrierinthetimedomainBasebandsignalinthetimedomainVuutVuut-110fronIZM-r-110fronIZM-r廠ShowHi曰引chyManageDatasets.I：-10-20-40-50關(guān)于混頻器的CE的備注數(shù)據(jù)。它假設(shè)載波索引值是并用正確的索弓引值代替表。告二C通過對話1。Advanc已d.mlfreq=-132.4kHzdBm(fs(Vout1Kam2freq=132.4kHzdBm(fs(Vout1Kc框在缺省狀態(tài)下Kaiser窗觀

20、察頻但是對于一個混頻器，你需要編輯1。正確的索引值來于你的IF或RF頻率的在Vout圖中，插入Vin（相同的數(shù)據(jù)格式類型）并用Markers來驗證增益是否大約為35dB。這和以前用理-100-700-600想的GUmmel-Poon模型對amp_1900仿軌跡-4UU-300-200-innU1002UU300400500600 真的結(jié)果相符合。-1U-20-30dm2freq=-2.498kHzdBm(fs(Vout1Kaimlfreq=-2.498kHzdBm(fs(Vin1,KaiE40-60-50-TXIIL_.-|JIJ插入另外的兩個圖：二的矩形圖，如下圖所示么變化。對于GSM來-8

21、0個包括所有時。正如你所間個圖的振幅幅度大小沒有什說，這說明因為gsM是相位調(diào)制，放大器對于廣只增加很小或是沒有扶:真。0.1803：LI.18U3：EU0.18037*Li.18u37JjLi.18u3t這是為了看清在2o0ns內(nèi)相位m3time=190.5usece.III/lb吟0.15-LI.-1U-U.050LiuFl.LI；5LI.-1U0.15Jl：l.Li.18u3tiU120useeou40的變化。注意到相位圓的y軸是從0到土180(類似一個網(wǎng)絡(luò)分析儀)。同時，插入一個bits_out數(shù)據(jù)圖，這些是從源出來的一些原始數(shù)據(jù)。下面的步驟中，你將操作這些數(shù)據(jù)并得出兩者之間的關(guān)系。2

22、001.200O00(o=rwlq)_Ems-3-2000-1.2-200亠|1I1|IIII|I|IIIIJ上1|f一個方程能對數(shù)據(jù)解調(diào)。如圖所示在baseband.方程中，dftwrap函數(shù)的功40160能是從絕對相位中去掉士180度的轉(zhuǎn)化格式。diff函數(shù)將區(qū)分展開的180200:(unwrapped)傾斜度。除以360將以Hz表示數(shù)值。這個解調(diào)輸出是必要的。寫出方程并作出如下圖形。1” # I卜將tim。盲捋修改為1.0ESm45.0E4-0-0-5.0E-10012D1401帥10240m4tinne=38.03usecbaseband=64673.0291.0E55.0E4m4pu

23、eqQseq在基帶(basedband)圖中除非你編輯曲線(edtQhe加入一條時域的bit_out曲線。它將在0附近,trace),如下圖所示。進入Plot|Axes欄并對這條新曲線選擇RightY-axis妙軸在右側(cè))MMMMM下一步，在PlotOptions中,去掉白動刻度并重置右邊y軸從-1.25到啟25。最后，在圖上X軸上直接鍵入光標(biāo)并輸入+10晶然后回車來產(chǎn)生10usooocm0-0000QOOE8的延遲，如下圖所示。10us的移動是通過放大器產(chǎn)生的延遲。現(xiàn)在，你應(yīng)該對輸入到輸出基帶有一個完全的比較了。比GSM結(jié)果：相位數(shù)據(jù)經(jīng)展開和徴分石的結(jié)果同使用特性啟大器中的調(diào)制器元件相同-此處將time直接修改為time+10uIMi丄QiIMS盂lp_iumQiMiMinsEI-w_pCID藥.7525皿0.751.26_一-g呂22indep(baseband)*time+IOuEanbaseband=diff(unwraD(Dhase(Vout1)對于源，經(jīng)大約2CIUE延遲后，標(biāo)記(Maker)表明在澀等于旳徴秒的地方，對載波大約有GXH工的偏差.(X軸的單位為秒)1714indep(m4)二3.803E-5pl