ADS-mjukvara är ett kraftfullt verktyg som underlättar för designers, ingenjörer och företag att snabbt skapa och producera högkvalitativa komponenter och system.
Denna programvara gör det smidigt att designa och simulera även de mest komplexa delar. Dessutom är den känd för sin användarvänlighet och anpassningsbarhet, tack vare ett intuitivt gränssnitt.
ADS har revolutionerat kretsdesign och systemdesign inom elektronik, bilindustrin och andra sektorer. Allt fler branscher anammar denna unika lösning med dess omfattande funktioner.
Låt oss utforska ADS-mjukvaran närmare och se hur den kan vara till nytta för dig.
Vad är ADS?
Advanced Design System (ADS) är en ledande mjukvarulösning för design, simulering och automatisering av elektroniska kretsar, utvecklad av PathWave Design, en del av Keysight Technologies.
ADS-programvaran erbjuder en integrerad miljö för konstruktion av elektroniska RF-system, inklusive trådlösa nätverk, mobiltelefoner, satellitkommunikation, personsökare, höghastighetsdatalänkar och radarsystem. Dess första version lanserades 1985 under namnet Microwave Design System (MDS). ADS introducerades 2016 med förbättringar i hastighet, prestanda och designflexibilitet.
Konstruktörer kan använda ADS genom hela designprocessen, från schematisk inmatning, designregelkontroll och layout till elektromagnetisk fältsimulering samt kretsanalys i både tids- och frekvensdomänen. Detta ger konstruktörer möjlighet att enkelt karakterisera RF-konstruktioner och optimera dem utan att byta verktyg eller system.
Funktionaliteter i ADS
Några av de framträdande funktionerna i ADS inkluderar:
- Designmallar: ADS erbjuder inbyggt designstöd genom användbara mallar som ger en snabbstart, utan att lägga ner mycket tid på att skapa varje designkomponent från grunden.
- Komponentbibliotek: Ett omfattande bibliotek med komponenter gör det enkelt att hitta och lägga till nödvändiga delar i designen. Detta sparar tid, och det enda du behöver göra är att bläddra bland olika komponenter och välja de som passar bäst.
- Automatisk synkronisering: ADS möjliggör automatisk synkronisering av layouten, vilket ger en visuell representation av den faktiska layouten medan schemat utformas.
- Flexibilitet: Uppnå förbättrad designframgång med ett komplett arbetsflöde. Inkludera ledande industri- och gjuteridesigner för att skapa mönster enligt gällande standarder. Du kan också modellera din icke-linjära design med hjälp av X-parametrar. Notera att X-parametrar är Keysights registrerade varumärke i USA, Japan, EU och andra länder. X-parametrar innehåller ekvationer och format för att underlätta designprocessen.
- Displayoptimering: Optimera datavisning och gränssnitt för att anpassa arbetsflödet efter behov. Detta ökar avkastningen genom att visualisera designen och enkelt göra ändringar för att producera högkvalitativa designer utan många iterationer.
- Integration: ADS-mjukvaran kan integreras med PathWaves elektromagnetiska simulatorer. Detta ger en tydlig 360-gradersvy av designen och möjliggör utvärdering av prestandan. Det hjälper till att identifiera förbättringsområden och öka designens effektivitet.
- Hantering: ADS-mjukvaran samlar all designrelaterad data, komponenter och det kompletta systemet du vill skapa. Detta förenklar hanteringen av arbetsytan och påskyndar produktionen. Det går också att dela och hantera arbetsytor mellan team.
Fördelar med ADS
Här är några av fördelarna med att använda ADS-programvaran:
Ökar designtillförsikten
Med exakta data från ADS kan team visualisera och bedöma om designen uppfyller kraven. ADS-programvarans dataanalys och visualisering inkluderar diagram och grafer som tydligt presenterar data, underlättar analyser och modifieringar. Genom att identifiera brister i designen kan du enkelt åtgärda dem, vilket stärker designtillförsikten.
Snabbare produktion
Med användbara mallar, guider och designanvisningar kan du påskynda din design och snabbt övergå till produktion. Hela designflödet omfattar scheman, kretsar, layout, elektrotermiska och elektromagnetiska simuleringar.
Även för de som är nya med programvaran är det lätt att anpassa sig. De kan enkelt designa och förbättra komponenter och snabbare få dem till produktion. Det leder till en kortare ledtid till marknaden.
Övervinner utmaningar med höghastighetsdesign
Med ökande hastigheter och frekvenser blir effekthantering och signalintegritet allt viktigare på kretskort (PCB). Förluster i transmissionsledningar kan orsaka fel i elektroniska enheter.
Därför är modellering av sammankopplingar, spår och vias avgörande för noggrann simulering av PCB. Keysight erbjuder hjälp genom elektromagnetiska simulatorer och integrerade kretsdesigner för signal- och effektintegritetsanalys, vilket förbättrar prestandan i höghastighetslänkar i PCB-konstruktioner.
Detta resulterar i felfria designer av alla komponenter för ditt system, som kan tillverkas med tillförsikt.
Förbättrar designtillförlitligheten
Tillförlitlighet och effektivitet är två avgörande faktorer som måste beaktas vid design och tillverkning av komponenter och maskiner.
System som solenergiomvandlare, elfordon och strömförsörjning kräver effektiv design. Företag söker därför efter sätt att förbättra effektiviteten och tillförlitligheten hos kraftenheter redan i designstadiet. Material som galliumnitrid och kiselkarbid kan underlätta detta. Med Keysights ADS kan du modellera switchade nätaggregat och moderna material för att optimera designen och maximera effektiviteten.
ADS-applikationer
Nedan följer en genomgång av områden där ADS-mjukvaran kan användas.
Kretssimulering
ADS 2016 är kraftfull mjukvara som förbättrar Harmonic Balance Engine och ökar noggrannheten, konvergensen och hastigheten hos kretssimulatorer. Den erbjuder också förbättrad DC-kommentar som påskyndar produktionen av komplexa designer.
Dessutom ökar stödet för Linux och Windows för elektrotermisk simulering tillgängligheten för systemet för de flesta designers. Du kan också utföra simuleringar på flera molnbaserade servrar och dra nytta av förbättrad hastighet och skalbarhet.
Silikon RFIC
Keysights ADS bidrar till att minska maskinvarufel och tillhörande kostnader genom att integrera moduler som sammankopplar kretsdesignsystem, såsom radiofrekvensintegrerade kretsar (RFIC), laminat, antenner och monolitiska mikrovågsintegrerade kretsar (MMIC), kapslingar på wafernivå och PCB, till täta 3-dimensionella strukturer.
ADS hjälper också till med simulering av EVM för optimering och finjustering som underlättar verifiering av trådlösa industristandarder, som bilradar, 5G och WiFi. Med omfattande analyser av förstärkarstabilitet ersätter ADS traditionella tekniker och ger förbättrad förstärkarstabilitet under icke-linjära och linjära förhållanden.
Layoutverifiering
Nya funktioner och förbättringar i ADS-programvaran gör layouterna snabbare, robusta och mer intuitiva. Förbättringar har gjorts i kontroll och övervakning av tillverkningsnät, marknät, 3D-visning, anslutning och markering, layoutmappning till schematiska nätnamn samt .brd-filimport för EM-simulering.
Programmet erbjuder exakta bågar för ritning eller redigering av spiraler och böjda spår, automatiserad GDSII-export/import för att undvika användarfel, och massredigering av strukturer som former, spår, pads, vias etc. på samma nät. Du kan även kontrollera densiteten i lokala områden med Design Rule Check (DRC).
Elektrotermisk
ADS erbjuder exakt design av SAW-filter samt grafenmodellering. En termisk modell kan appliceras på olika importerade konstruktioner för att förbättra det interoperabla flödet.
Effektintegritet
ADS tillhandahåller signalintegritetsfokuserad EM-simulering för att hantera komplexa PCB-applikationer med hög noggrannhet, tillsammans med PIPro – effektintegritetsfokuserade EM-simulatorer för att analysera kraftleveransnätverk.
Ytterligare funktioner:
- Ny Sparse Direct Solver ger 40% snabbare simuleringar även för komplexa strukturer.
- Mesh-cache minskar simuleringstider.
- Cachade GUI:er för komponentmodeller erbjuder enkel radering eller val.
- Flera VRM i en enda DC IR Drop-simulering.
Hur skapar man design med ADS?
Att skapa din första design med ADS-programvaran kan verka överväldigande. Men med grundläggande förståelse blir det enklare, och med övning kan du nå en avancerad nivå.
Låt oss snabbt gå igenom hur du kan skapa din första design i ADS, och hur du sedan simulerar och presenterar resultaten.
Skapa scheman
Börja med att skapa en schematisk design av den komponent du vill ha. Till exempel ett lågpassfilter. Börja med att lägga till en komponent, som ett motstånd.
I ADS finns ett komponentbibliotek med färdiga komponenter som kan läggas till i designen. Detta sparar tid istället för att skapa dem från grunden. Det finns olika komponenter som gör din design snabbare och enklare, som motstånd, kondensatorer, ledningar, länkar, dataobjekt, mätkällor, simuleringskontroller med mera.
Dessa komponenter är även kategoriserade under ”Palett”. Det är enkelt att byta palett via rullgardinsmenyn. Namnen på paletterna är tydliga, vilket gör det enkelt att hitta dem. Om du till exempel söker ett motstånd, en kondensator eller en induktor finns de under ”klumpade komponenter”. Om du har svårt att hitta en komponent kan du söka i komponentlistan i alfabetisk ordning.
Placera komponenten
När du har hittat en komponent, till exempel ett motstånd, kan du placera den i schemat. Komponenten kommer att finnas kvar på markören tills du trycker på ESC-tangenten. Ändra sedan komponentparametrarna som initialt har standardvärden. Detta gör du genom att klicka på standardvärdet och ange ett nytt värde enligt behov. Om du inte ser standardvärdet, dubbelklicka på komponenten för att visa fler egenskaper.
Upprepa samma steg för att lägga till andra komponenter, som kondensatorer eller induktorer från palettlistan. Det är möjligt att ändra orienteringen på en komponent med 90 graders rotation via verktygsfältet. Du kan också ändra enhetsprefix.
Keysights ADS-programvara är flexibel och användarvänlig med sitt dragalternativ. Du kan dra komponenter för att justera schemat, vilket inte påverkar anslutningarna.
Synkronisera designen
För att ge schematisk design mening måste du definiera anslutningar mellan komponenterna och hur de placeras i designen. Detta hjälper till att synkronisera din design.
Du kan till exempel ansluta en kondensator till jord genom att välja ”ground” från verktygsfältet. Du kan också lägga till en tråd och ansluta olika komponenter för att mäta utspänningen.
Simulering
För simulering behövs en simuleringskontroll för att definiera simuleringsmålet. Det finns olika typer av simuleringskontroller som S-parameter, DC-AC, lastdrag, harmonisk balans med mera. Att köra simuleringen är enkelt med ADS-programvaran.
Om du vill göra en AC-simulering, gå till AC-simuleringspaletten och välj AC-simuleringskontrollenheten.
Varje simuleringskontroll har en kugghjulsikon. Välj en simuleringsstyrenhet och ändra inställningarna enligt dina simuleringskrav.
Under simuleringsfasen behöver du element som en källkomponent eller en etikett. Efter att ha valt en källkomponent måste den placeras i simuleringsmiljön och komponentuppsättningens värden ändras.
Du kan också använda en ”etikett” för att enkelt beräkna spänningen utan en sondkomponent. Definiera nätverksnamnet och placera etiketten där du vill beräkna spänningen.
Nu har du skapat en fullt fungerande krets redo för simulering. Starta simuleringen med F7 eller verktygsfältet. Nu kan du se hur kretsen fungerar med alla komponenterna i samverkan.
Plotter
Efter simuleringen öppnas en sida där du kan lägga till ekvationer och plottar.
Det finns olika typer av plottar och diagram att välja, som Smith-diagram, polära plottar och rektangulära diagram. Variabeln ”vout” (skrivs ”v out”) mäter värdet från den placerade etiketten.
Exempel: Du har valt en rektangulär plot.
Nu måste du börja plotta genom att definiera x-axeln och y-axeln.
Här kommer ”vout” vara y-axeln och simuleringens frekvens x-axeln. Nu kan du visa data med hjälp av denna plot i ADS.
Slutsats
Att använda ADS-programvara gör det enkelt att designa delar och system, oavsett om de är enkla eller komplexa. Den erbjuder unika funktioner och är användarvänlig för ingenjörer och designers.
Om du letar efter en bra mjukvarulösning för att designa PCB, kretsar och mer kan du prova ADS. Det finns en gratis provperiod som du kan använda för att se om den kan lösa dina design- och simuleringsutmaningar.