1.关于S参数

1.1S参数简介

假设现在使用电感和电容搭建一个低通滤波器，如下图所示：

其中P1是低通滤波器的入口，P2是低通滤波器的出口。现在将此无源滤波器进行封装，看成一个黑色的盒子，此盒子只有输入和输出端口（输入就是P1，输出就是P2）如果将这个黑色盒子焊接到PCB板子上，在输入端口给进去一个特定频率的信号，那么输出端一定会输出某个频率的信号。根据传输线的理论，当信号在PCB板上进行传输的过程中，信号所经过的路径特征阻抗处处相同的时候，信号才不会产生反射，但是信号进入到此低通滤波器的时候，肯定会产生阻抗不匹配，因此在输入端口处必定会有一部分能量反射回来，同时也会有一部分能量通过低通滤波器输出出去。S参数所描述的就是电路和元器件输入功率于输出功率之间的关系。
通常S参数有四组，就是S11、S21、S12、S22，如下图：

其中最常用的就是S11和S21，
S11：反射系数，指的是输入端口出反射回来的能量和进入到端口处的能量之比，当S11的这个值越小，表示经过此端口处反射回来的能量就越小，端口处的阻抗就越匹配。
S21：传输系数，指的是输出端口输出的能量于输入端口输入的能量之比，当S21的这个值越大，表示经过此网络反射回去的能量就越小，端口就越匹配。

1.2为何要进行S参数的仿真

就用电感和电容搭建低通滤波器来举例，在每次进行电路设计的过程中，我们无法较为幸运的搭建出我们想要的截至频率，因此一定是需要在后期的电路中调试，但是器件较多的情况下每一个电感和电容对这个电路的低通特性都会有影响，因此调试起来非常麻烦费事，使用仿真能为我们提供一个导向，让我们清楚的知道电路中某个器件值的改动能对于整个电路大体的影响方向是如何的。

2.如何用ADS进行简易的S参数仿真

2.1建立工程文件

1.打开ADS2017，创建一个WorkSpace,规定好路径与名称，如下图所示

2.一个WorkSpace分两个部分组成，第一是原理图，第二是PCB。（这里和我们进行电路的设计是一样的）在创建WorkSpace的过程中你可以点击Change Libraries对元器件的库进行修改，系统默认添加的是模拟、数字、射频库，如下图所示：

3.建立完WorkSpace之后继续进行原理图和PCB的建立，如下图：

2.2绘制原理图

1.双击打开原理图，进行器件摆放以及连线，对应的位置如下图所示：

2.修改元器件值的方法有两种，第一种是双击此器件，进入到器件的页面属性之后进行修改，另外一种就是直接在原理图上进行修改，如下图所示：

3.如果想要对元器件包含的参数类型进行修改，例如从普通的电感修改成带有品质因数的电感，点击Swap Component，然后在选择INDQ即可，如果需要进行成批量的修改，那么选中页面上所有的电感，点击工具栏中的Edit→Component→swap component在进行修改即可，如下图所示：

4.在原理图画完之后添加输入输出端口，便于将整个原理图封装成二端口供我们调用

2.3将原理图封装成一个二端口

假设现在的原理图已经画完了，为了方便起见，将此原理图封装成一个二端口。首先在原理图的Cell中新建一个Symbol，此Symbol所表示的就是这个Cell中原理图的简化形式。如下所示：

3.S参数的仿真

1.在WorkSpace中重新建立一个原理图，在新建的原理图中调用之前的已经建立好的二端口（此处指的是已经被封装好的无源滤波器）在元器件库中选择Simulation-S_Param添加S参数仿真控制器，双击此器件可以对开始频率与截至频率以及步长进行设置，如下所示：

2.在设置好参数之后需要对二端口网络调用出两个终端进行连接，可能有些人会有疑问，为什么要对此二端口网络进行终端的添加？在我看来，即使是同一个二端口网络，对于不同的阻抗所产生的频响特性也不同，这里添加对地终端就是因为要规定好此二端口的仿真到底是对于什么样的阻抗负载产生的频响特性。

3.点击Simulate对此二端口网络进行仿真，在仿真完成之后会出现如下所示的页面，仿真结果有不同的呈现方式，例如伯德图、史密斯圆图等方式。

4.确定好呈现方式之后（假设使用伯德图的方式），双击此图表，添加好需要查看的量（例如你是想看S11还是S21或者什么什么的）

5.最终仿真得到的结果如下所示：

4.关于调试的方法

在此二端口的S参数仿真完成之后，你肯定需要对此进行调试，想要知道原理图中某个器件的变化对于这个网络截止频率等指标的影响。

4.1Tuning调试法

1.点击工具栏中Simulate，之后点击Simulate Va’riables Setup，如下所示：

2.在弹出的变量设置中选择Tuning，在Tuning栏中勾选出需要观察的元器件，同时可以在该页面设定好调节的最大值与最小值。之后点击确认即可。

3.点击工具栏中的Tuning，运行仿真结果，在运行完成之后会弹出仿真结果与参数调整窗口，如下图所示：

4.之后就可以对其值的改动从而观察此滤波器的S参数特性。如果设置的某个值觉得比较理想，想保留，那么就可以点击Store进行保留，在调试完成之后点击Update Schematic将此值更新到原理图中即可

4.2OPTIM调试方法

1.Tuning调试方法是手动的去寻找适合的器件值，但是OPTIM调试方法是系统自动的去寻找适合的器件参数。回到S参数原理图页面，在原理图库中添加OPTIM与GOAL（想要让系统自动调试，那一定要给系统设置一个调试目标才好）

2.在GOAL中设定好调试目标，例如我们对二端口的S参数想要得到符合的S11与S21，那么你就建立两个目标，然后对目标的各项数据进行设定，如下所示：

3.设置好OPTIM的参数，如果只是对S参数进行仿真，那么对于OPTIM只需要设置迭代次数就可以。

4.除了上述需要设定的指标之外，还需要对原理图中器件的最大值最小值进行设定（因为让软件自动的调试，还需要给其规定一个器件的范围）点击工具栏中Simulate，之后点击Simulate Va’riables Setup，在弹出的变量设置中选择OPTIMIZATION，如下所示：

5.最后点击工具栏中的OPTIM进行自动优化即可。

5.蒙特卡洛分析

1.在对电路进行OPTIM优化之后，你一定会得到一组符合你要求的器件值，然后按照这个器件值去绘制原理图，但是这里存在一个问题，ADS所计算出来的值都是理论上的值，现实中所生产的器件以及PCB都是有公差的，因此一定会对于仿真的结果产生影响，那么也就意味着按照此值所生产出来的成品一定是有概率不符合条件的。所以在当初的设计过程中就需要将器件的误差考虑进去。
2.原理分析：蒙特卡洛分析方法是采用随机抽样来估算结果的方法。计算结果的精度取决于抽取样本的数量，对于元器件来说，它的精度是符合高斯分布的，对于上边提到的低通滤波器，你需要随机生成大量的电感和电容，这些电感和电容的值满足正太分布，对这些值进行结果运算，得出最终的结果范围，这就是ADS中的蒙特卡洛分析
3.首先在原理图中添加蒙特卡洛控制器件，然后对于器件的参数进行设定

4.之后对原理图中器件的精度以及分布情况进行设定，点击工具栏中Simulate，之后点击Simulate Va’riables Setup，在OPTIMIZATION中勾选全部器件，之后选择Statistics，选择高斯分布并且设置好精度

5.在对器件设置好之后原理图中器件的尾巴上会标有“s”字符，点击工具栏的仿真，便会出来仿真结果。如下所示：

6.器件敏感度分析

1.有了上述蒙特卡洛分析之后，同样也应该清楚，在原理图中那个器件的变动对于整个二端口参数影响是最大的，因此好需要用到敏感度分析功能，在原理图中添加敏感度分析器与GOAL，如下图：

2.对GOAL与Sensitivity的参数进行设定，注意在敏感度分析的时候一定要给器件设定好OPTIMIZATION（随意规定一个范围即可），之后运行仿真，结果如下：

ADS2017之S参数仿真相关推荐

ads s参数拟合_ADS S参数仿真介绍
1．S参数的概念在低频电路中,元器件的尺寸相对于信号的波长而言可以忽略(通常小于波长的1/10),这种情况下的电路被称为节点(Lump)电路,此时可以采用常规的电压.电流定律来进行电路计算. 但是在 ...
ads s参数拟合_S参数仿真（ADS）
S参数仿真是ADS最重要的仿真之一,通常用来分析表征线性网络输入输出特性的S参数.射频和微波器件在小信号时,通常被认为工作在线性状态,是一个线性网络:在大信号工作时,被认为工作在非线性状态,是一个非线 ...
SIwave仿真入门 | PI篇——封装PDN参数仿真
目录前言 1. 仿真流程 2. EDA模型导入 3. 模型处理 4. 端口及求解设置 5. 仿真结果 6. 结果导出关注"电磁学社",让电磁仿真不再复杂! 前言本文介绍如何利 ...
matlab粒子加速器仿真,粒子群算法优化PID参数仿真不出结果程序如下
用的是<MATLAB智能算法30个案例分析>中的程序 1.文件名为PSO_PID.m function z = PSO_PID(x) assignin('base','Kp',x(1)); ...
HyperLynx（六）参数扫描仿真
HyperLynx可以很好地完成原理图和PCB的串扰仿真,也非常方便PCB设计过程中批量地仿真串扰. **耦合长度:**不管是在同一层上,还是在空间上,其耦合长度都是传输线之间相互平行的耦合区域的长度 ...
【模拟IC】使用Cadence的运算放大器参数（GBW Noise CMRR PSRR ICMR SR）测试仿真实例
运算放大器仿真实例前言建立运放的Cellview 瞬态仿真摆率 Slew Rate 功耗输入共模范围 ICMR 稳定性仿真相位裕度 DC增益 GBW 共模抑制比 CMRR PSRR 噪声前 ...
ADS的信号完整性和电源完整性仿真应用方案
随着数据传输速率的快速增加,从而使得以前微秒(us)量级的边沿或保持时间减少到纳秒(ns)甚至皮秒(ps).如此高的带宽需求使得传统的设计解决方案已经很难满足系统正常工作的需求.另外,随着集成电路的工 ...
信号完整性与电源完整性分析_「1月11日免费视频直播」高速PCB信号完整性和电源完整性仿真实战分析、ADS创新解决方案分享-送给工程师的一份新年礼物...
尊敬的用户万物互联场景的普遍应用,对于数据传输标准提出了更高的要求. 目前,多数数据传输标准,包括USB4.0.Thunderbolt3.0.以太网.HDMI2.1等,都可以支持一个通道内超过10G ...
图解第一个Matlab仿真实例
在命令窗口敲入 simulink, 调出仿真库浏览器窗口: 在仿真库浏览器窗口中选择菜单 File-New-Model:弹出一个仿真工作窗口:看下,默认仿真停止时间是10.0: 在Sources中找到 ...
三相逆变器双pi控制器参数如何调节_Boost 变换器 PI参数设计举例
欢迎加入技术交流QQ群(2000人):电力电子技术与新能源 905723370 高可靠新能源行业顶尖自媒体在这里有电力电子.新能源干货.行业发展趋势分析.最新产品介绍.众多技术达人与您分享经验,欢迎 ...

ADS2017之S参数仿真