ADS2009, ADS2008功能概述

        ADS電子設計自動化（EDA軟件全稱為 Advanced Design System，是美國安捷倫（Agilent）公司所生產擁有的電子設計自動化軟件；ADS功能十分強大，包含時域電路仿真 (SPICE-like Simulation)、頻域電路仿真 (Harmonic Balance、Linear Analysis)、三維電磁仿真 (EM Simulation)、通信系統仿真(Communication System Simulation)和數字信號處理仿真設計（DSP）；支持射頻和系統設計工程師開發所有類型的 RF設計，從簡單到復雜，從離散的射頻/微波模塊到用于通信和航天/國防的集成MMIC，是當今國內各大學和研究所使用最多的微波/射頻電路和通信系統仿真軟件軟件。

        此外Agilent公司和多家半導體廠商合作建立ADS Design Kit 及 Model File 供設計人員使用。使用者可以利用Design Kit 及軟件仿真功能進行通信系統的設計、規劃與評估，及MMIC/RFIC、模擬與數字電路設計。除上述仿真設計功能外，ADS軟件也提供輔助設計功能，如 Design Guide是以范例及指令方式示范電路或系統的設計流程，而Simulation Wizard是以步驟式界面進行電路設計與分析。ADS還能提供與其他EDA軟件，如SPICE、Mentor Graphics的ModelSim、Cadence的NC-Verilog、Mathworks的Matlab等做協仿真（Co-Simulation），加上豐富的元件應用模型Library及測量/驗證儀器間的連接功能，將能增加電路與系統設計的方便性、速度與精確性。

        下面來對ADS的仿真設計方法、ADS的輔助設計功能、以及ADS與其他EDA設計軟件和測量硬件的連接作個詳細的介紹。

        1．ADS的仿真設計方法
        ADS軟件可以提供電路設計者進行模擬、射頻與微波等電路和通信系統設計，其提供的仿真分析方法大致可以分為：時域仿真、頻域仿真、系統仿真和電磁仿真；ADS仿真分析方法具體介紹如下：

        1.1 高頻SPICE分析和卷積分析（Convolution）
        高頻SPICE分析方法提供如SPICE仿真器般的瞬態分析，可分析線性與非線性電路的瞬態效應。在SPICE仿真器中，無法直接使用的頻域分析模型，如微帶線帶狀線等，可于高頻SPICE仿真器中直接使用，因為在仿真時可于高頻SPICE仿真器會將頻域分析模型進行拉式變換后進行瞬態分析，而不需要使用者將該模型轉化為等效RLC電路。因此高頻SPICE除了可以做低頻電路的瞬態分析，也可以分析高頻電路的瞬態響應。此外高頻SPICE也提供瞬態噪聲分析的功能，可以用來仿真電路的瞬態噪聲，如振蕩器或鎖相環的jitter。
卷積分析方法為架構在SPICE高頻仿真器上的高級時域分析方法，藉由卷積分析可以更加準確的用時域的方法分析于頻率相關的元件，如雨以S參數定義的元件、傳輸線、微帶線等。

        1.2 線性分析
線性分析為頻域的電路仿真分析方法，可以將線性或非線性的射頻與微波電路做線性分析。當進行線性分析時，軟件會先針對電路中每個元件計算所需的線性參數，如S、Z、Y和H參數、電路阻抗、噪聲、反射系數、穩定系數、增益或損耗等（若為非線性元件則計算其工作點之線性參數），在進行整個電路的分析、仿真。

        1.3 諧波平衡分析( Harmonic Balance)
        諧波平衡分析提供頻域、穩態、大信號的電路分析仿真方法，可以用來分析具有多頻輸入信號的非線性電路，得到非線性的電路響應，如噪聲、功率壓縮點、諧波失真等。與時域的SPICE仿真分析相比較，諧波平衡對于非線性的電路分析，可以提供一個比較快速有效的分析方法。
諧波平衡分析方法的出現填補了SPICE的瞬態響應分析與線性S參數分析對具有多頻輸入信號的非線性電路仿真上的不足。尤其在現今的高頻通信系統中，大多包含了混頻電路結構，使得諧波平衡分析方法的使用更加頻繁，也越趨重要。
另外針對高度非線性電路，如鎖相環中的分頻器，ADS也提供了瞬態輔助諧波平衡(Transient Assistant HB)的仿真方法，在電路分析時先執行瞬態分析，并將此瞬態分析的結果作為諧波平衡分析時的初始條件進行電路仿真，藉由此種方法可以有效地解決在高度非線性的電路分析時會發生的不收斂情況。

        1.4 電路包絡分析（Circuit Envelope）
        電路包絡分析包含了時域與頻域的分析方法，可以使用于包含調頻信號的電路或通信系統中。電路包絡分析借鑒了SPICE與諧波平衡兩種仿真方法的優點，將較低頻的調頻信號用時域SPICE仿真方法來分析，而較高頻的載波信號則以頻域的諧波平衡仿真方法進行分析

        1.5 射頻系統分析
        射頻系統分析方法提供使用者模擬評估系統特性，其中系統的電路模型除可以使用行為級模型外，也可以使用元件電路模型進行習用響應驗證。射頻系統仿真分析包含了上述的線性分析、諧波平衡分析和電路包絡分析，分別用來驗證射頻系統的無源元件與線性化系統模型特性、非線性系統模型特性、具有數字調頻信號的系統特性。

        1.6 拖勒密分析（Ptolemy）
        拖勒密分析方法具有可以仿真同時具有數字信號與模擬、高頻信號的混合模式系統能力。ADS中分別提供了數字元件模型（如FIR濾波器、IIR濾波器，AND邏輯門、OR邏輯門等）、通信系統元件模型（如QAM調頻解調器、Raised Cosine濾波器等）及模擬高頻元件模型（如IQ編碼器、切比雪夫濾波器、混頻器等）可供使用。

        1.7 電磁仿真分析(Momentum)
        ADS軟件提供了一個2.5D的平面電磁仿真分析功能——Momentum（ADS2005A版本Momentum已經升級為3D電磁仿真器），可以用來仿真微帶線、帶狀線、共面波導等的電磁特性，天線的輻射特性，以及電路板上的寄生、耦合效應。所分析的S參數結果可直接使用于些波平衡和電路包絡等電路分析中，進行電路設計與驗證。在Momentum電磁分析中提供兩種分析模式：Momentum微波模式即Momentum和Momentum射頻模式即Momentum RF；使用者可以根據電路的工作頻段和尺寸判斷、選擇使用。

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