通过一个GSM源放大器仿真实例学习电路包络仿真的基本方法和技巧

电路包络仿真主要应用于调制信号系统的仿真中，是一种对射频信号进行快速、有效分析的仿真算法。本篇将介绍ADS的中的电路包络仿真，主要包括包络仿真原理、仿真控制器等内容，之后通过一个GSM源放大器仿真实例使读者学习电路包络仿真的基本方法和技巧。

电路包络仿真原理

电路包络仿真再进行仿真分析时，将调制信号分别归纳至时域和频域进行处理，这使得该仿真方法可以同时对信号的时域和频域特性同时进行输出。

在时域和频域的分析中，电路包络仿真采用不同的分析方法。在时域中，直接采用瞬态仿真的方法，对信号进行直接处理；在频域中，对具有高频分量的信号，采用谐波平衡方法进行仿真。这种时域和频域结合的仿真方法，有效提高了高频载波调制信号的仿真精度，同时也大大减小了仿真时间。

因此，针对以上特点和优势，电路包络仿真和仿真调制信号的电路和系统中应用广泛，例如，自动增益控制环路、锁相环电路、混频器以及压控振荡器。

电路包络仿真面板与仿真控制器

ADS中的电路包络仿真面板如图所示，其中包含了电路仿真所需的各类仿真控制器，以下对其进行分别介绍。

1、标准电路包络仿真控制器（ENV）：在电路包络仿真控制器中主要设置电路包络仿真的输入基波频率、最高次谐波频率、时域仿真时间以及采样阶数等内容。

2、电路包络仿真选项控制器（OPTIONS）：在该控制器中可以设置电路包络仿真的环境温度、设备温度、仿真收敛性等，参数意义与S参数仿真控制器中的定义相同。

3、电路包络仿真扫描方案控制器（SWEEP PLAN）：设置扫描方案，对多个变量进行扫描分析，参数意义与S参数控制器中的定义相同。

4、参数扫描控制器（PARAMETER SWEEP）：在控制器中可以设置电路包络仿真的扫描变量、仿真控制器等信息，参数意义与S参数仿真控制器的定义相同。

5、节点名控制器（NodeSetByName）和节点设置控制器（NodeSet）：设置电路的扫描变量、相关节点名称。

6、设置模板控制器（Display Template）和测量公式控制器（MeasEqn）：显示模板控制器用于在数据显示窗口中显示预定的显示模式，测量公式控制器用于在原理图中插入电路参数计算的公式。

电路的包络仿真实例

采用谐波平衡法仿真中的放大器电路进行电路包络仿真，主要观测GSM源放大器电路的包络波形、带内频偏和信道内功率。

实验步骤

这个实验是基于ADS_sim的基础上进行仿真的，首先要复制这个原理图，新建”ENV_sim”原理图，并粘贴在“ENV_sim”中。

包络仿真的信号源是”GSM”信号源，信号源的选择在”Source-Modulated”中，包络仿真用到“Simulation-ENC”这个面板中的仿真控制器。带有”Source”开头的就是与源有关的元件面板，以“Simulation”开头的就是仿真控件的面板。

1、将原来的源改为GSM这个源，进行设置

这里要注意Power一定要设置为dBm，不然也会出现效果，但是效果特别奇怪，我开始的时候没有设置为dbm，仿真效果如下，但是会出现警告，效果不对，改正之后就好了。

改正之前的包络是这样的，很不好。

2、将原来的仿真控件去掉，添加包络仿真的控件

3、可以看到新增加了很多变量，还需要对变量进行定义。

4、在GSM信号源的输出端添加端口为bit输出端，输出端添加标签为“bitout”

5、设置完成之后进行仿真，显示频率与输出vout的关系图，和书上一样。

通过双击输出线，对其进行设置，得到输出信号的包络波形。

这是它的包络图。

6、原理图窗口中加入公式，baseband=diff(unwrap(phase(vout[1]))/360),解调出来的波形如下图。

7、计算信道的功率，插入公式：limits_freq={-(270kHz/2),(270kHz/2)}，和channel_pwr=10*log（chaanel_power_vr(vout[1],50,limits_freq,”Kaiser”))+30.最后显示的时候显示一个表格就可以求出功率的值，之前有提到过。求出在功率的带宽在-(270kHz/2)到270kHz/2之间的信号功率是-6.966dBm。

这样就完成了对GSM源放大器电路的电路包络仿真的流程。

8、最后的电路图和仿真结果如下图：

好了今天就在这里了，希望对大家有帮助。本打算至少一周2更，上周一直在看示波器，后面清明节我又回了趟家，印象中好多年没有好好在家里呆，没有好好看下家里人，没有好好和大家聚会，这次终于可以了。昨天是工作日看示波器看了一天，后面做ADS总是有错误，所以就拖后了，这周争取把上周没学的补回来，争取早点学以致用。