Programvare for avansert design (ADS) representerer et verdifullt verktøy for konstruktører, ingeniører og selskaper som ønsker en hurtig prosess for design og produksjon av komponenter og systemer med høy kvalitet.
Denne programvaren forenkler prosessen med å designe og simulere ulike deler, uavhengig av kompleksitet. Den intuitive utformingen av grensesnittet gjør det også brukervennlig og lett å tilpasse.
ADS har revolusjonert designprosessen innen elektronikk, bilindustri og andre sektorer, og raskt vunnet popularitet som en unik løsning med ferdige funksjoner.
La oss se nærmere på ADS-programvaren og hvordan den kan være nyttig for deg.
Hva er ADS?
Advanced Design System (ADS) er ledende programvare for elektronisk kretsdesign, simulering og automatisering, utviklet av PathWave Design, som er en del av Keysight Technologies.
ADS-programvaren gir et integrert miljø for design av elektroniske RF-systemer som trådløse nettverk, mobiltelefoner, satellittkommunikasjon, personsøkere, høyhastighets datakoblinger og radarsystemer. Den første versjonen ble lansert i 1985 under navnet Microwave Design System (MDS). ADS ble introdusert i 2016, med forbedringer i hastighet, ytelse og designfleksibilitet.
Designere kan bruke ADS i alle faser av designprosessen, fra skjematisk registrering, designregelkontroll og layout, til elektromagnetisk feltsimulering samt tids- og frekvensdomenekretssimulering. Dette gjør det enkelt for designere å karakterisere og optimalisere RF-design uten å bytte mellom ulike verktøy og systemer.
Funksjoner i ADS
Nedenfor finner du noen av de sentrale funksjonene i ADS:
- Designmaler: ADS tilbyr integrert designstøtte gjennom bruk av nyttige maler som gjør det raskt å komme i gang, uten å bruke mye tid på å bygge hvert designelement fra bunnen av.
- Komponentbiblioteker: Du får tilgang til et omfattende bibliotek med komponenter hvor du kan finne de nødvendige delene for ditt design. Dette bidrar til å spare mye tid. Du kan enkelt bla gjennom de ulike komponentene og velge de du trenger.
- Automatisk synkronisering: ADS lar deg automatisk synkronisere layouten for å visualisere den faktiske layouten samtidig som du designer skjemaet.
- Fleksibilitet: Du kan oppnå større designsuksess gjennom en komplett skrivebordsflyt. Inkluder ledende industri- og støperidesign for å skape design som møter gjeldende standarder. Du kan også modellere ikke-lineære design gjennom X-parametere. X-parameters er et registrert varemerke fra Keysight i USA, Japan, EU og andre deler av verden. X-parametere inneholder ligninger og format for å hjelpe til med designprosessen.
- Skjermoptimalisering: Du kan optimalisere data og cockpitvisning for å oppnå det du har sett for deg. Dette bidrar også til økt utbytte siden du kan visualisere design og enkelt endre dem for å produsere design av høy kvalitet uten mange gjentakelser.
- Integrasjon: ADS-programvaren kan integreres med PathWaves elektromagnetiske simulatorer. Dette gir deg en tydelig oversikt over designet ditt fra et 360-graders perspektiv, og du kan vurdere om det fungerer som forventet. Dette lar deg identifisere forbedringsområder og gjøre designene dine mer effektive.
- Administrasjon: ADS-programvaren lagrer alle data relatert til designet ditt, komponentene og det komplette systemet du har planer om å utvikle. Dette forenkler også administreringen av arbeidsområdet ditt for å akselerere produksjonsprosessen. Du kan også dele arbeidsområdet ditt og administrere det på tvers av ulike team.
Fordeler med ADS
Her er noen av fordelene med å bruke ADS-programvare:
Gir designsikkerhet
Med nøyaktige data fra ADS kan teamene dine visualisere og vurdere om designene møter de nødvendige spesifikasjonene. ADS-programvarens dataanalyse og visualisering omfatter diagrammer, oversikter og grafer som hjelper deg å se og analysere data tydelig, for å trekke konklusjoner og utføre modifikasjoner. Ved å identifisere feil i designet, kan du enkelt rette opp disse, noe som øker designsikkerheten.
Raskere produksjon
Øk designhastigheten og kom raskere i gang med produksjonen ved hjelp av nyttige maler, veivisere og designguider. Hele designprosessen omfatter skjemaer, krets, layout, elektrotermiske og elektromagnetiske simuleringer, med mer.
Selv om teamet ditt ikke har mye erfaring med programvaren, vil de ikke ha problemer med å tilpasse seg. De kan enkelt designe og forbedre hver komponent og komme raskere i gang med produksjonen. Dette forkorter tiden det tar å bringe produktet til markedet.
Overvinn utfordringer med høyhastighetsdesign
Med økende hastighet og frekvens blir kraft- og signalintegritet viktigere i kretskort (PCB). Tap i overføringslinjen kan føre til feil i elektroniske enheter.
Derfor er modellering av sammenkoblinger, sporing og vias avgjørende for å simulere PCB nøyaktig. Keysight hjelper deg med å forbedre ytelsen til høyhastighetsforbindelser i PCB-designene dine gjennom elektromagnetiske simulatorer og integrerte kretsdesign som er tilpasset for signal- og strømintegritetsanalyse.
Dette sikrer at du får en feilfri design av hver komponent for systemet ditt og kan starte produksjonen uten betenkeligheter.
Forbedrer designpålitelighet
Pålitelighet og effektivitet er to viktige faktorer å ta hensyn til når du designer og produserer komponenter og maskiner.
Systemer som solomformere, elektriske kjøretøy og strømforsyninger trenger effektiv design. Derfor søker selskaper etter metoder for å forbedre effektiviteten og påliteligheten til kraftenheter allerede i designfasen. Materialer som galliumnitrid og silisiumkarbid kan bidra til dette. Med Keysights ADS kan du modellere strømforsyninger i byttemodus og bruke moderne materialer for å optimalisere design og oppnå maksimal effektivitet.
ADS-applikasjoner
Nedenfor finner du noen av områdene hvor du kan bruke ADS-programvare.
Kretssimulering
ADS 2016 er kraftig programvare som forbedrer Harmonic Balance Engine og øker nøyaktigheten, konvergensen og hastigheten for kretssimulatorer. Den tilbyr også bedre DC-kommentarer, som bidrar til å akselerere produksjonen av selv komplekse design.
Støtte for Linux og Windows for elektrotermisk simulering øker tilgjengeligheten til dette systemet for de fleste designere. Du kan også kjøre 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 integrere moduler som kobler sammen kretsdesignsystemer som radiofrekvensintegrerte kretser (RFIC), laminat, antenner og monolittiske mikrobølgeintegrerte kretser (MMIC), emballasje på wafer-nivå og PCB til tette, 3-dimensjonale strukturer.
ADS hjelper deg også med å simulere EVM for optimalisering og tuning, for å verifisere trådløse standarder på industrielt nivå som bilradar, 5G og WiFi. Med omfattende og grundig analyse av forsterkerstabilitet erstatter ADS tradisjonelle teknikker og gir forbedret stabilitet for forsterkere i både ikke-lineære og lineære forhold.
Layoutbekreftelse
Nye funksjoner og forbedringer i ADS-programvaren gjør oppsettene raskere, robuste og mer intuitive. Det er gjort forbedringer i produksjonsnettkontroll, jordnett, 3D-visning, tilkobling og utheving, layoutkartlegging til skjematisk nettnavn og import av .brd-filer for EM-simulering.
ADS tilbyr ekte buer for nøyaktig tegning eller redigering av spiraler og buede spor, automatisert GDSII-eksport/import for å unngå brukerfeil og masseredigering av ulike strukturer som former, spor, pads og vias på samme nett. Du kan til og med sjekke tettheten i et lokalt område ved hjelp av Design Rule Check (DRC).
Elektrotermisk
ADS tilbyr presis design av SAW-filter samt grafenmodellering. Du kan bruke én termisk modell på ulike importerte design for å forbedre interoperabel flyt.
Kraftintegritet
ADS tilbyr en signalintegritetsfokusert EM-simulering for å levere PCB-applikasjoner med høy kompleksitet og nøyaktighet, sammen med PIPro – strømintegritetsfokuserte EM-simulatorer for å analysere strømforsyningsnettverk.
Programvaren inkluderer også:
- Ny Sparse Direct Solver for å muliggjøre 40 % raskere simuleringer, selv for komplekse strukturer
- Mesh-caching for reduserte simuleringstider
- Bufrede GUI-er for komponentmodeller for enkel sletting eller valg
- Flere VRM-er i en enkelt DC IR-fallsimulering
Hvordan lage design med ADS?
Det kan virke overveldende å lage ditt første design med ADS-programvare. Men når du forstår det grunnleggende, blir det enklere, og med trening kan du komme til et mer avansert nivå.
La oss se på hvordan du kan lage ditt første design i ADS, simulere det og plotte resultatene.
Lag skjemaer
Start med å lage en skjematisk fremstilling av delen eller komponenten du ønsker. For eksempel, la oss si at du vil lage et lavpassfilter. For å gjøre dette må du først legge til en komponent, for eksempel en motstand.
I ADS finner du et komponentbibliotek der du kan velge en ferdig komponent og legge den til designet ditt. Dette sparer deg for mye tid sammenlignet med å bygge komponenten fra bunnen av. Det er mange ulike komponenter tilgjengelige for å gjøre designprosessen raskere og enklere, som motstander, kondensatorer, ledninger, lenker, dataelementer, målekilder og simuleringskontrollere.
Disse komponentene er også kategorisert under «Palett». Det er enkelt å bytte palett ved hjelp av rullegardinmenyen. Navnene på palettene er selvforklarende, slik at du lett finner og plasserer dem i designmiljøet ditt. Hvis du for eksempel leter etter en motstand, kondensator eller induktor, finner du dem under «Lumped Components». Hvis du har problemer med å finne en komponent, kan du se etter den i alfabetisk rekkefølge i komponentlisten.
Plasser komponenten
Etter at du har funnet ønsket komponent, for eksempel en motstand, kan du plassere den i skjemaet. Når du velger en komponent, vil den forbli på markøren. Du kan trykke på ESC-tasten for å slutte å plassere den samme komponenten. Deretter må du endre komponentparametrene, som opprinnelig er satt som standardverdier. Dette gjør du ved å klikke på standardverdien og skrive inn den verdien du trenger. Noen ganger ser du ikke verdien som standard. Da kan du dobbeltklikke på komponenten for å se flere egenskaper du kan endre.
Deretter kan du gjenta de samme trinnene når du legger til andre komponenter 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 dette via et alternativ i verktøylinjen. I tillegg kan du endre enhetens prefiks.
Keysights ADS-programvare er fleksibel og enkel å bruke med dra-alternativet. Hvis du ønsker å gjøre skjemaet tydeligere, kan du dra komponenter rundt for å flytte dem. Dette endrer ikke tilkoblingene dine.
Synkroniser designet
For at det skjematisk designet skal gi mening, må du definere forbindelser mellom komponentene og hvordan de er plassert i designet. Dette hjelper deg med å synkronisere designet.
Du kan for eksempel koble kondensatoren til jord. Dette gjøres ved å velge «jord» fra verktøylinjen. Du kan også sette inn en ledning og koble til ulike komponenter. Dette hjelper deg å måle utgangsspenningen.
Simulering
For simulering trenger du en simuleringskontroller for å definere simuleringsmålet. Du kan velge ulike typer simuleringskontrollere, som S-parameter, DC-AC, belastningstrekk og harmonisk balanse. Det er ikke vanskelig å kjøre en simulering med ADS-programvare.
Hvis du for eksempel ønsker å utføre en AC-simulering, går du til AC-simuleringspaletten og finner AC-simuleringskontrolleren.
Uansett hvilken simuleringskontroller du velger, vil den ha et tannhjulikon. Velg ønsket simuleringskontroller og endre innstillingene i henhold til simuleringskravene dine.
Under simuleringsfasen trenger du ulike elementer, som en kildekomponent eller en etikett. Når du har valgt en kildekomponent, plasserer du den i simuleringsmiljøet. Endre verdiene for den valgte komponentinnstillingen, som tidligere nevnt.
Du kan også velge en «etikett» hvis du enkelt vil beregne spenningen uten å bruke en sondekomponent. For å bruke en etikett, som en lednings-pin-etikett, definer nettnavnet og legg den til der du ønsker å beregne spenningen.
På denne måten kan du lage en fullt funksjonell krets som er klar for simulering. Start simuleringen med hurtigtasten F7 eller via verktøylinjen. Du kan nå se hvordan kretsen din oppfører seg med alle komponentene i samspill.
Plotting
Etter simuleringen vil du se en side der du kan legge til ligninger og plott.
Du kan velge mellom ulike typer plott og diagrammer, for eksempel Smith-diagrammer, polare plott og rektangulære plott. Det finnes en variabel kalt «vout» (skrevet som «v out»), som er en måling fra den plasserte etiketten.
Eksempel: Du har valgt et rektangulært plott.
Nå må du definere x-aksen og y-aksen for å starte plotting.
Her vil «vout» være y-aksen til dette plottet, og simuleringskontrolleren, som AC-simuleringskontrolleren, setter frekvensen som x-aksen til plottet. Du kan nå vise dataene dine ved hjelp av dette plottet i ADS.
Konklusjon
ADS-programvaren gjør det enkelt å designe deler og systemer, uansett hvor enkle eller komplekse de er. Ikke bare tilbyr den unike funksjoner, men den er også brukervennlig for ingeniører og designere.
Hvis du er på utkikk etter en god programvareløsning for å designe PCB, kretser og mer, kan du gjerne prøve den. Den tilbyr også en gratis prøveversjon som du kan bruke til å finne ut om den kan hjelpe deg med å løse utfordringene dine innen design og simulering.