阐述ADS交流仿真的基本方法和流程

1、交流仿真的概念：交流放着是射频电路中最重要的仿真方式之一，主要用于分析电路的小信号特性和噪声特性。交流小信号在分析时，仿真器首先计算电路的直流工作点，然后将电路在工作点附件线性化，并以此计算电路的频率响应。在进行ADS交流仿真时，可以进行小信号变量在一定频率范围内的扫描，输出其频率响应信号，同时获得诸如电压增益、电流增益、跨导、导纳和噪声参数。在进行放大器、滤波器频率响应仿真中应用较为广泛。

2、噪声分析：噪声噪声分析功能是交流仿真中最重要的一项功能，在进行噪声分析时，仿真包括：1、无源器件产生的热噪声；2、非线性器件产生的与温度有关的热噪声，以及和偏置电压有关的沟道噪声和散弹噪声；3、二端口网络中指定的线性有源器件产生的噪声4、电路中噪声源元件产生的噪声。

3、交流仿真控制在哪里以及包括什么：交流仿真面板包含交流仿真所需的多种仿真控制器，通过在原理图中添加。

这些仿真控制器，可以实现对电路和系统交流小信号仿真，包括：1、标准交流仿真控制器（AC）；2、交流仿真选项控制器（OPTION）（环境温度、设备温度、仿真时的收敛性、收敛状态提示等，与直流控制器相同）；3、扫描方式控制器（SWEEP PLAN）可以帮助用户添加仿真中需要的变量，并设置相应的扫描类型。扫描方式控制器支持多变量，多扫描方式的并行仿真，参数意义与直流仿真控制器相同；4、参数扫描控制器（PARAMETER SWEEP)，交流参数扫描控制器，主要用来设置交流仿真的参数和扫描方式等，该控制器支持一个扫描参数对多个仿真电路同时进行扫描仿真，参数意义与直流仿真控制器相同。5、节点名设置（NodeSetByName）和节点设置控制器（Nodeset），节点名设置控制器可以通过指定节点名称来设置直流仿真节点的电压、电阻信息，节点设置控制器与节点名设置控制器功能基本相同；6、显示模板控制器，显示模板控件与直流仿真中完全相同。用户可以通过显示模板控制器加载之前设置好的仿真方式，对于同一类电路仿真可以有效减少每次仿真的重复性设置劳动。7、仿真测试公式控制器，仿真测试公式控制器用于在原理图中插入计算公式，该计算结果在仿真结束后保存在仿真数据中，用户可以在数据显示窗口中查看计算公式结果。8、预算控制器，交流仿真中的预算控制器包括频率预算控制器、反射系数预算控制器、增益预算控制器、噪声系数预算控制器、噪声功率预算控制器、等效输出噪声温度预算控制器、入射功率预算控制器、反射功率预算控制器、信噪比预算控制器及驻波比预算控制器。这些预算控制器只有在交流仿真控制器中选择[Perform Budget simulation]时调试用才能进行仿真。

实验方式

通过一个交流仿真实例观测BJT晶体管放大器的增益、相位和噪声特性，并以此来阐述交流仿真的基本方法和流程。

交流仿真实例，包括以下内容：

1、交流小信号输出增益和相位的仿真

2、噪声特性的仿真

3、对变量进行扫描，并打印输出数据

交流仿真实例及步骤

增益和相位特性仿真，这里仿真三极管的放大电路为例进行仿真。

1）、和之前一样，新建工作空间和原理图

2）、插入BJT组件和模型，并设置，上一篇中会用了这个模型

3）、在”Lumped -Component”间面板中找到电阻，和两个隔离直流的电容，电阻上一篇中有总结，隔离直流电容如下。

4）、在“Source-Freq Domain”元件面板中，选择直流电压源V_DC插入原理图，设置电压值为5V；继续在该元件中选择V_AC，并设置为默认

5）、将这些原理图连接起来，并在输入输出口添加标签，方便输出的时候的计算。

6、建立了原理图之后，还需要添加仿真控件，有“AC”、“Meas Eqn”并进行设置，如下图所示。

因为要进行相位和增益仿真，从“Simulation-AC”元件面板中选择，并对他们进行设置，设置其起始频率和步进。

因为分析的是相位和增益，因此，在进行仿真前需要对测量公式控制器，对输出参数进行控制。第一个公式设置的是输出电压与输入电压的比，第二个是市场增益的DB表示，第三个是输出信号的相位。

7、对电路进行仿真，上一总结中总结提过。

8、对结果进行显示

可以看到很多参数，主要是看相位和增益，选择相位和增益就行，这里gain_mag是增益，Meas2是增益的DB表示，phase_Vout是相位，分布添加，添加时都是Add，ok就行了。

这个图表示的是增益，当频率越来越高时，增益会变小。

这个图是增益的DB表示，也是频率越高，增益越小。

这一幅图表示的是相位随频率的变化，如果是理想的情况，相位是相差180度，而随着频率增加，相位在减小。在交流小信号仿真时，相位特性是电路的一个重要的指标，只要当增益下降为0db时，相位仍有60度以上，我们才认为该放大器能稳定工作。

噪声特性的仿真

1、在上个电路的基础上首先对噪声进行设置，在AC控件的噪声中进行如下设置，设置完成之后点击OK进行仿真。

2、仿真运行，显示噪声数据，list->name个vnc

3、显示的结果如下：

4、显示在噪声的影响下输出的噪声数据图形，当然也可以看看别的。

下图是噪声随频率变化输出的幅度变化，点击Marker，添加新的标签，标签表示在频率为230.1MHz时，输出的电压值。

对变量进行扫描，并打印输出数据

这里是改变VCC的值，也就是供电电压，对增益和相位进行扫描。这里用到了在直流仿真中有介绍给的Parameter Sweep控件，不过，这个在”Simulation-AC”中找。

对其进行设置 ：

这里的AC1表示交流仿真控件的名字是AC1；

这里也需要把三极管的供电电压改为VCC，和定义VCC这个变量，上一总结中有写到。

接着进行仿真，用实验上面的方法调出输出相位和增益随频率电压变化的曲线图，并进行分析。

好了，今天的ADS的学习记录就到这里了还是那句话我用的是2020版本，但是记录的都是我实践过的，希望对大家有帮助。