ADS(Advanced Design system)谐波平衡分析(HarmonicBalance)和参数扫描分析(ParamSweep)
前言
先进设计系统 Advanced Design system(ADS)Agilent Technologies 是领先的电子设计自动化软件,适用于射频、微波和信号完整性应用。
在一些情况下,当我们需要仿真非线性元器件或者有源元器件时,S参数仿真就不准确了,这个时候需要用到谐波平衡分析和参数扫描分析。
谐波平衡分析
谐波平衡仿真是非线性系统分析最常用的分析方法,用于仿真非线性电路中的噪声、增益压缩、谐波失真、振荡器寄生、相噪和互调产物。简单说,就是可以把信号从时域到频域相互转化来分析,也就是可以做傅里叶变换。
功率源
先添加一个功率源,在“Sources-Freq Domain”中找到“P_1Tone”,注意有很多个长得一样但是名字不一样的例如“P_AC”,不要选择错了。
对于功率源,主要有内阻,功率大小,和中心频率几种参数可以设置。
HB控件
在仿真HB中,找到HB控件,也就是谐波平衡分析(HarmonicBalance)。
主要就两个设置,一个是中心频率,一个是谐波次数。
非线性元件
为了得到仿真效果,我们需要添加非线性元件,二极管就是很典型的非线性元件。我们选用ADS自带的二极管。从下面的链接可以看到安装方式。
ADS(Advanced Design system)安装供应商提供的库(Vendor Libraries)
最终原理图
最终绘制好的原理图如下,就是一个简单的二极管电路,输入功率为10dBm。
仿真结果
点击仿真按钮,添加一个直角坐标绘图,添加Vout,可以看到,输出部分的谐波次数。一个交流信号(功率源发出的)经过二极管,有一部分变成了直流信号(零频率),而基频信号并不是完全变成直流,所以1.0GHz处还含有大量的能量。同时二极管产生的二次谐波也就是2.0GHz也还含有大量的能量。
参数扫描分析
下面添加参数扫描分析。
输入输出功率关系
先来看看输入输出功率之间的关系。
仿真设置
添加一个参数扫描分析(ParamSweep)。
有三个地方需要设置,一定要记得加上英文的双引号。
仿真结果
点击仿真按钮,添加一个直角坐标绘图,添加Vout,选择第二项。
可以看到,随着输入功率的上升,输出功率也上升。
输入输出增益关系
仿真设置
设置一个等式,其中Vout是一个二维矩阵,第一个参数代表输出功率,第二个参数代表谐波次数,通过这个等式就得到了增益,单位是dBm。
仿真结果
点击仿真按钮,添加一个直角坐标绘图,选择等式,添加gain。
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