En omfattende veiledning om avansert designsystem (ADS)

ADS-programvare er et nyttig verktøy for designere, ingeniører og bedrifter for raskt å designe og produsere komponenter og systemer av høy kvalitet.

Denne programvaren gjør det enkelt å designe og simulere deler, uansett hvor komplekst det er. I tillegg er det enkelt å lære og tilpasse på grunn av det intuitive grensesnittet.

ADS har revolusjonert verden av kretsdesign og systemdesign for elektronikk, bilindustri og andre industrier, som raskt tar i bruk denne unike løsningen med ferdige funksjoner og funksjoner.

Så la oss diskutere ADS-programvare mer og finne ut hvordan det kan hjelpe deg.

Hva er ADS?

Advanced Design System (ADS) er den ledende elektroniske kretsdesign-, simulerings- og automatiseringsprogramvaren utviklet av PathWave Design, som kommer under Keysight Technologies.

ADS-programvare tilbyr et integrert miljø for å designe elektroniske RF-systemer som trådløse nettverk, mobiltelefoner, satellittkommunikasjon, personsøkere, høyhastighetsdatakoblinger og radarsystemer. Den første utgivelsen dukket opp i 1985 kalt – Microwave Design System (MDS). ADS ble introdusert i 2016 med forbedring i hastighet, ytelse og designfleksibilitet.

Designere kan bruke ADS i hvert trinn av designprosessen, fra skjematisk registrering, designregelkontroll og layout til elektromagnetisk feltsimulering og tidsdomene- og frekvensdomenekretssimulering. På denne måten kan designere enkelt karakterisere RF-design og optimalisere dem uten å endre noen verktøy eller systemer.

Funksjoner av ADS

Noen av funksjonene til ADS er som følger:

• Designmaler: ADS gir deg integrert designstøtte gjennom nyttige maler som du kan bruke for å komme raskt i gang, uten å bruke mye tid på hvert designelement for å lage det fra bunnen av.
• Komponentbiblioteker: Du vil få et omfattende bibliotek med komponenter der du kan finne den nødvendige delen for å legge til designet ditt. Dette vil også spare mye tid. Alt du trenger å gjøre er å bla gjennom ulike komponenter og velge de som trengs for designet ditt.
• Automatisk synkronisering: ADS lar deg synkronisere layouten automatisk for å visualisere den faktiske layouten mens du designer skjemaet.

• Fleksibilitet: Du kan oppnå større designsuksess med en full skrivebordsflyt. Inkluder i tillegg ledende industri- og støperidesign for å lage designene dine i henhold til gjeldende standarder. Du kan også modellere din ikke-lineære design gjennom X-parametere. Hvis du lurer på, er X-parameters Keysights registrerte varemerke i USA, JP, EU og andre deler av kloden. X-parametere inneholder ligninger og format for å hjelpe til med utformingen.
• Skjermoptimalisering: Du kan optimalisere data og cockpitvisning for å få det du drømte om å lage. Det vil også hjelpe deg med å øke utbyttet ettersom du kan visualisere design og enkelt endre dem for å produsere design av høy kvalitet uten mange gjentakelser.
• Integrasjon: Du kan integrere ADS-programvaren med PathWaves elektromagnetiske simulatorer. På denne måten kan du få en klar ide om designet ditt fra en 360-graders visning, og du kan også avgjøre om det fungerer som forventet eller ikke. Som et resultat kan du finne områder for forbedring og gjøre designene dine mer effektive.
• Administrasjon: ADS-programvaren vil inneholde alle data relatert til designet ditt, komponentene og det komplette systemet du har som mål å lage. Det vil også gjøre det enklere for deg å administrere arbeidsområdet ditt for å akselerere produksjonen. Du kan til og med dele arbeidsområdet ditt og administrere det på tvers av teamene dine.

Fordeler med ADS

Her er noen av fordelene ved å bruke ADS-programvaren:

Gir designsikkerhet

Med nøyaktige data fra ADS kan teamene dine visualisere og avgjøre om designene deres oppfyller de nødvendige spesifikasjonene. ADS-programvarens dataanalyse og visualisering inkluderer diagrammer, diagrammer og grafer for å hjelpe deg med å se og analysere data tydelig og foreta konklusjoner og modifikasjoner. Og når du kjenner til feilene i designet ditt, kan du enkelt rette dem opp, noe som øker designsikkerheten din.

Raskere produksjon

Få fart på designet og gå raskt til produksjon ved hjelp av nyttige maler, veivisere og designguider. Hele designflyten vil inkludere skjemaer, krets, layout, elektrotermiske, elektromagnetiske simuleringer, etc.

Selv om teamet ditt er nytt for programvaren, vil de ikke finne det utfordrende å tilpasse seg denne programvaren. De kan enkelt designe og forbedre hver komponent og få dem til produksjon raskere. Som et resultat øker tiden din til markedet.

Overvinn høyhastighets designutfordringer

Når hastighet og frekvens øker, blir kraft og signalintegritet viktigere i kretskort (PCB), så hvis det oppstår tap i overføringslinjen, kan det føre til feil på elektroniske enheter.

Derfor er modellering av sammenkoblinger, sporing og vias avgjørende for å simulere PCB nøyaktig. Til dette hjelper Keysight med å forbedre høyhastighetslinkytelsen i PCB-designene dine gjennom elektromagnetiske simulatorer og integrerte kretsdesign som er tilpasset for signal- og strømintegritetsanalyse.

Som et resultat får du en feilfri design av hver komponent for systemet ditt og produserer dem uten å tenke to ganger.

Forbedrer designpålitelighet

Pålitelighet og effektivitet er to viktige ting du må ta hensyn til når du designer og produserer komponentene og maskinene dine.

Systemer som solomformere, elektriske kjøretøy og strømforsyninger trenger effektiv design. Derfor leter selskaper etter måter å forbedre effektiviteten og påliteligheten til kraftenheter selv under designstadiet. Materialer som galliumnitrid, silisiumkarbid, etc., kan hjelpe deg med dette. Med Keysights ADS kan du modellere strømforsyninger i byttemodus og moderne materialer for å optimalisere designene dine og få maksimal effektivitet.

ADS-applikasjoner

Diskutert nedenfor er områdene der du kan bruke ADS-programvaren.

Kretssimulering

ADS 2016 er kraftig programvare som kan forbedre Harmonic Balance Engine og forbedrer kretssimulatorers nøyaktighet, konvergens og hastighet. Den tilbyr også bedre DC-kommentarer som bidrar til å akselerere produksjonen av selv komplekse design.

I tillegg øker støtten for Linux og Windows for elektrotermisk simulering tilgjengeligheten til dette systemet for nesten alle designere. Du kan også utføre simuleringer på flere skybaserte servere og dra nytte av forbedret hastighet og skalerbarhet.

Silisium RFIC

Keysights ADS bidrar til å redusere maskinvarefeil og tilknyttede kostnader ved å intelligent integrere moduler som kobler sammen kretsdesignsystemer som radiofrekvensintegrerte kretser (RFIC), laminat, antenner og monolittiske mikrobølgeintegrerte kretser (MMIC), emballasje på wafer-nivå og PCB til tett. 3-dimensjonale strukturer.

ADS hjelper deg også med å simulere EVM for optimalisering og tuning for å hjelpe deg å verifisere trådløse standarder på industrinivå som bilradar, 5G, WiFi osv. Med omfattende og streng analyse av forsterkerstabilitet erstatter ADS tradisjonelle teknikker for å gi forbedret forsterkerstabilitet under ikke- lineære og lineære forhold.

Layoutbekreftelse

Nye funksjoner og forbedringer introdusert til ADS-programvaren gjør oppsettene raskere, robuste og mer intuitive. Det er gjort forbedringer når det gjelder produksjonsnettkontroll og -kontroll, jordnett, 3D-visning, tilkobling og fremheving, layoutkartlegging til skjematiske nettnavn og .brd-filimportering for EM-simulering.

Den tilbyr ekte buer for nøyaktig å tegne eller redigere spiraler og buede spor, automatisert GDSII-eksport/import for å unngå brukerfeil, og masseredigering av forskjellige strukturer som former, spor, pads, vias, etc., på samme nett. Du kan til og med sjekke lokalområdets tetthet ved å bruke Design Rule Check (DRC).

Elektrotermisk

ADS tilbyr presis SAW-filterdesign så vel som grafenmodellering. Du kan bruke én termisk modell på forskjellige importerte design for å forbedre interoperabel flyt.

Kraftintegritet

ADS gir en signalintegritetsfokusert EM-simulering for å tilby PCB-applikasjoner med høy kompleksitet og høy nøyaktighet sammen med PIPro – strømintegritetsfokuserte EM-simulatorer for å analysere strømforsyningsnettverk.

Suiten tilbyr også:

• Ny Sparse Direct Solver for å muliggjøre 40 % raskere simuleringer selv for komplekse strukturer
• Mesh-caching for reduserte simuleringstider
• Bufret GUI-er for komponentmodeller for enkel sletting eller valg
• Flere VRM-er i en enkelt DC IR-slippsimulering

Hvordan lage design ved hjelp av ADS?

Å lage ditt første design med ADS-programvare kan virke skremmende. Men hvis du kan det grunnleggende, blir det lettere, og da kan du fortsette å øve for å nå det avanserte stadiet.

La oss raskt gå inn i detaljene om hvordan du kan lage ditt første design i ADS og deretter simulere og plotte resultatene dine.

Lag skjemaer

Start med å lage en skjematisk utforming av delen eller komponenten du ønsker. For eksempel vil du lage et lavpassfilter. For dette må du først legge til en komponent, som en motstand.

I ADS finner du et komponentbibliotek som du kan bruke til å finne den forhåndsbygde komponenten og legge den til designet. Det vil spare deg for mye tid i stedet for å lage det fra bunnen av. Det er forskjellige komponenter tilgjengelig for å gjøre designen din raskere og enklere, for eksempel motstander, kondensatorer, ledninger, lenker, dataelementer, målekilder, simuleringskontrollere, etc.

Disse komponentene er også kategorisert under «Palett». Det er enda enklere å bytte palett ved å bruke rullegardinmenyen. Navnene på palettene er ganske selvforklarende, så du kan enkelt oppdage og plassere dem i ditt designmiljø. For eksempel, hvis du leter etter en motstand, kondensator eller induktor, kan du finne dem under «klumpede komponenter». I tilfelle du har problemer med å finne en komponent, kan du lete i alfabetisk rekkefølge i komponentlisten.

Plasser komponenten

Etter å ha funnet ønsket komponent, for eksempel en motstand, kan du plassere den i skjemaet. Når du velger en komponent, vil den forbli på markøren. Derfor kan du trykke på ESC-tasten for å slutte å plassere den samme komponenten. Etter dette må du endre komponentparameterne som opprinnelig er definert som standard. Du kan gjøre dette ved å klikke på standardverdien og omskrive verdien basert på ditt krav. Noen ganger kan du imidlertid ikke se verdien som standard. For dette kan du dobbeltklikke på den komponenten og se flere egenskaper du kan endre.

Deretter kan du gjenta de samme trinnene når du legger til en annen komponent som en kondensator eller induktor fra palettlisten. Det er også mulig å endre orienteringen til komponenten ved å rotere den 90 grader. Du kan gjøre det ved å finne alternativet fra verktøylinjen. I tillegg kan du endre enhetens prefiks.

Keysights ADS-programvare er fleksibel og enkel å bruke med draalternativet. Hvis du vil gjøre skjemaet klarere, kan du dra det for å flytte det rundt. Dette vil ikke endre tilkoblingene dine.

Synkroniser designet

For at det skjematiske designet skal gi mening, må du definere forbindelser mellom komponentene og hvordan de er plassert i designet. Det vil hjelpe deg med å synkronisere designet.

For eksempel kan du koble kondensatoren til bakken. Du kan gjøre dette ved å velge «ground» fra verktøylinjen. Du kan også sette inn en ledning og koble til forskjellige komponenter. Dette vil hjelpe deg med å måle utgangsspenningen.

Simulering

For simulering trenger du en simuleringskontroller for å definere simuleringsmålet. Du kan finne forskjellige typer simuleringskontrollere som S-parameter, DC-AC, belastningstrekk, harmonisk balanse og mer. Å kjøre en simulering er heller ikke vanskelig med ADS-programvare.

For eksempel, hvis du vil gjøre simuleringen som AC, gå til simulerings AC-paletten og finn AC-simuleringskontrolleren.

Uansett hvilken simuleringskontroller du velger, vil den ha et tannhjulikon i seg. Så velg simuleringskontrolleren du ønsker og endre innstillingene basert på simuleringskravene dine.

I simuleringsfasen trenger du ulike elementer som en kildekomponent eller etikett. Når du har valgt en kildekomponent, må du plassere den i simuleringsmiljøet ditt. Som før, endre verdiene for det valgte komponentsettet som standard.

Du kan imidlertid velge en «etikett» hvis du enkelt vil beregne spenningen uten å bruke en sondekomponent. For å bruke en etikett, som en wire-pin-etikett, definer nettnavnet og legg det deretter til stedet der du ønsker å beregne spenningen.

På denne måten kan du lage en fullt funksjonell krets som er klar til å simulere. Så start simuleringen med F7-hurtigtasten fra tastaturet eller verktøylinjen. Du kan nå se hvordan kretsen din vil oppføre seg med alle komponentene i samspill.

Plotte

Når du har simulert, kan du se en side der du kan legge til ligningene og plottene dine.

Det er forskjellige typer plott og diagrammer du kan velge, for eksempel Smith-diagrammer, polare plott og rektangulære plott. Det er et element kalt «vout»-variabelen (stavet som «v out»), en måling fra den plasserte etiketten.

Eksempel: Du har valgt det rektangulære plottet.

Nå må du begynne å plotte ved å definere x-aksen og y-aksen.

Her vil «vout» være dette plottets y-akse, og simuleringskontrolleren som AC-simuleringskontrolleren setter frekvensen som plottets x-akse. Du kan nå vise dataene ved hjelp av dette plottet i ADS.

Konklusjon

Å bruke ADS-programvare gjør det enkelt for deg å designe deler og systemer, enten det er enkelt eller komplekst. Ikke bare tilbyr den unike funksjoner og funksjoner, men den er også enkel å bruke for dere ingeniører og designere.

Derfor, hvis du leter etter en god programvareløsning for å designe PCB, kretser og mer, kan du prøve det. Den tilbyr også en gratis prøveversjon som du kan ta opp for å finne ut om den kan hjelpe deg med å løse design- og simuleringsutfordringene dine.