Software ADS představuje neocenitelný nástroj pro projektanty, inženýry a firmy, kteří potřebují efektivně a rychle vytvářet návrhy a vyrábět vysoce kvalitní komponenty a systémy.
Tento software usnadňuje proces návrhu a simulace, a to i u velmi komplexních dílů. Díky intuitivnímu uživatelskému rozhraní se snadno učí a přizpůsobuje individuálním potřebám.
ADS způsobil revoluci v oblasti návrhu obvodů a systémů v elektronickém, automobilovém a dalších průmyslových odvětvích. Jeho jedinečné řešení s funkcemi připravenými k okamžitému použití je rychle přijímáno po celém světě.
Pojďme se podívat na software ADS blíže a zjistit, jak vám může být prospěšný.
Co je ADS?
Advanced Design System (ADS) je špičkový software pro návrh, simulaci a automatizaci elektronických obvodů. Vyvinula ho společnost PathWave Design, která spadá pod Keysight Technologies.
ADS poskytuje integrované prostředí pro navrhování RF elektronických systémů, včetně bezdrátových sítí, mobilních telefonů, satelitní komunikace, pagerů, vysokorychlostních datových linek a radarových systémů. Jeho historie sahá do roku 1985, kdy byl poprvé uveden na trh pod názvem Microwave Design System (MDS). V roce 2016 prošel ADS modernizací, která zlepšila jeho rychlost, efektivitu a flexibilitu.
Návrháři mohou ADS využívat v každé fázi návrhového procesu, od tvorby schémat a ověřování návrhových pravidel, přes rozvržení až po simulace elektromagnetického pole a obvodů v časové a frekvenční oblasti. Díky tomu mohou snadno charakterizovat a optimalizovat RF návrhy bez nutnosti střídat různé nástroje nebo systémy.
Funkce ADS
Mezi hlavní funkce ADS patří:
- Šablony návrhů: ADS nabízí integrovanou podporu prostřednictvím šablon, které umožňují rychlý start projektu bez nutnosti zdlouhavého vytváření každého prvku návrhu od nuly.
- Knihovny součástek: K dispozici je rozsáhlá knihovna komponent, ve které lze snadno nalézt potřebné součástky a přidat je do návrhu. To šetří čas a urychluje proces návrhu.
- Automatická synchronizace: ADS umožňuje automatickou synchronizaci rozvržení s vizualizací reálného uspořádání během vytváření schémat.
- Flexibilita: ADS poskytuje kompletní pracovní prostředí, které umožňuje dosahovat lepších výsledků. Zahrnuje i nejnovější průmyslové a slévárenské návrhy, což umožňuje vytvářet návrhy podle současných norem. Možné je také modelování nelineárních návrhů pomocí X-parametrů (registrovaná ochranná známka společnosti Keysight).
- Optimalizace zobrazení: Umožňuje optimalizovat zobrazení dat v kokpitu pro dosažení požadovaného vzhledu. Zvyšuje také efektivitu díky možnosti vizualizace a úpravy návrhů pro vytváření vysoce kvalitních projektů s menším počtem iterací.
- Integrace: ADS lze integrovat s elektromagnetickými simulátory PathWave. Díky tomu je možné získat celkový 360stupňový pohled na návrh a ověřit, zda funguje podle očekávání. To pomáhá identifikovat oblasti pro zlepšení a zefektivnit návrhy.
- Správa: ADS centralizuje všechna data související s návrhem, komponentami a celým systémem. Usnadňuje správu pracovního prostoru a urychluje výrobní proces. Navíc umožňuje sdílení a správu pracovních prostorů mezi týmy.
Výhody ADS
Mezi hlavní výhody používání softwaru ADS patří:
Zvýšená důvěra v návrh
Díky přesným datům z ADS mohou týmy vizualizovat a ověřovat, zda jejich návrhy splňují požadované specifikace. Software nabízí analýzy a vizualizace dat prostřednictvím grafů, diagramů a tabulek, které pomáhají analyzovat data, dělat závěry a provádět potřebné úpravy. To umožňuje efektivněji odstraňovat nedostatky a zvyšuje celkovou důvěru v návrh.
Rychlejší výroba
ADS urychluje návrhový proces a umožňuje rychlejší přechod do fáze výroby díky šablonám, průvodcům a návodům. Celý návrhový tok zahrnuje schémata, obvody, rozvržení, elektrotermické a elektromagnetické simulace.
I pro týmy, které s ADS začínají, není obtížné se s ním seznámit. Software umožňuje snadno navrhovat a vylepšovat komponenty a urychlit jejich výrobu. To má pozitivní dopad na dobu uvedení produktu na trh.
Překonání výzev vysokorychlostního návrhu
S rostoucí rychlostí a frekvencí se zvyšuje i důležitost výkonu a integrity signálu v plošných spojích (PCB). Ztráty v přenosové lince mohou vést k poruchám elektronických zařízení.
Modelování propojení, tras a prokovů je klíčové pro přesnou simulaci PCB. Keysight nabízí řešení pro zlepšení výkonu vysokorychlostních spojení v návrzích PCB pomocí elektromagnetických simulátorů a návrhů integrovaných obvodů, které jsou speciálně navrženy pro analýzu integrity signálu a napájení.
Výsledkem je bezchybný návrh každé součásti a její bezproblémová výroba.
Zvýšená spolehlivost návrhu
Spolehlivost a efektivita jsou zásadní faktory při navrhování a výrobě komponentů a strojů.
Systémy, jako jsou solární invertory, elektrická vozidla a napájecí zdroje, vyžadují efektivní návrhy. Firmy hledají způsoby, jak zvýšit efektivitu a spolehlivost energetických zařízení již ve fázi návrhu. V tom mohou pomoci materiály jako nitrid galia a karbid křemíku. S ADS od Keysight je možné modelovat spínané napájecí zdroje a moderní materiály, optimalizovat návrhy a dosáhnout maximální účinnosti.
Oblasti využití ADS
ADS se dá využít v mnoha oblastech, například:
Simulace obvodů
ADS 2016 je výkonný software, který vylepšuje Harmonic Balance Engine a zvyšuje přesnost, konvergenci a rychlost simulátorů obvodů. Nabízí také lepší DC anotaci, která pomáhá urychlit produkci i komplexních návrhů.
Podpora pro Linux a Windows pro elektrotepelnou simulaci zvyšuje dostupnost tohoto systému pro téměř každého projektanta. Simulace lze provádět i na více cloudových serverech, což umožňuje vyšší rychlost a škálovatelnost.
Silikonový RFIC
ADS od Keysight pomáhá snižovat poruchovost hardwaru a související náklady díky inteligentní integraci modulů propojujících systémy návrhu obvodů, jako jsou vysokofrekvenční integrované obvody (RFIC), laminát, antény a monolitické mikrovlnné integrované obvody (MMIC), obaly na úrovni waferů a desky plošných spojů do hustých 3D struktur.
ADS také umožňuje simulaci EVM pro optimalizaci a ladění, což pomáhá ověřovat bezdrátové standardy na průmyslové úrovni, jako je automobilový radar, 5G, WiFi atd. Díky komplexní analýze stability zesilovače nahrazuje ADS tradiční metody a zajišťuje vyšší stabilitu zesilovače při lineárních i nelineárních podmínkách.
Ověření rozvržení
Díky novým možnostem a vylepšením ADS jsou rozvržení rychlejší, robustnější a intuitivnější. Vylepšení se týkají řízení a kontroly výrobní mřížky, zemní sítě, 3D prohlížeče, konektivity a zvýrazňování, mapování rozložení na schematická jména sítí a importu souborů .brd pro simulaci EM.
ADS nabízí skutečné oblouky pro přesné kreslení nebo úpravu spirál a zakřivených tras, automatický export/import GDSII pro eliminaci uživatelských chyb a hromadné úpravy různých struktur, jako jsou tvary, stopy, podložky, průchody atd., na stejné síti. K dispozici je také kontrola hustoty místní oblasti pomocí Design Rule Check (DRC).
Elektrotermální simulace
ADS nabízí přesné navrhování SAW filtrů a modelování grafenu. Pro zlepšení interoperabilního toku lze použít jeden tepelný model na různých importovaných návrzích.
Integrita napájení
ADS poskytuje simulaci EM zaměřenou na integritu signálu, která umožňuje vysoce komplexní a přesné aplikace PCB, spolu s PIPro – simulátory EM zaměřenými na integritu napájení pro analýzu sítí dodávky energie.
Dále nabízí:
- Nový Sparse Direct Solver, který umožňuje o 40 % rychlejší simulace i pro složité struktury
- Mesh cache pro zkrácení doby simulace
- GUI cache pro modely komponent nabízí snadné mazání nebo výběr
- Více VRM v jediné DC IR Drop Simulation
Jak vytvářet návrhy pomocí ADS?
Vytvoření prvního návrhu v ADS se může zdát náročné, ale se základními znalostmi je proces jednoduchý. S praxí se můžete dostat do pokročilé fáze.
Podívejme se na postup vytvoření návrhu v ADS, jeho simulace a zobrazení výsledků.
Vytvoření schématu
Začněte vytvořením schematického návrhu požadované součásti nebo prvku. Například pro vytvoření dolní propusti je třeba nejprve přidat součástku, jako je rezistor.
V ADS je knihovna komponent, která umožňuje vyhledávat a přidávat předem připravené komponenty do návrhu. To ušetří čas, který byste jinak strávili vytvářením komponent od nuly. K dispozici jsou různé komponenty, jako jsou odpory, kondenzátory, vodiče, spoje, datové položky, zdroje měření, simulační regulátory atd.
Komponenty jsou uspořádány v kategoriích nazývaných „Palety“, které lze snadno přepínat pomocí rozevírací nabídky. Názvy palet jsou intuitivní a umožňují snadné vyhledání a umístění komponent do návrhového prostředí. Například pro odpory, kondenzátory a induktory je třeba se podívat do palety „soustředěné součástky“. Pokud máte potíže s vyhledáváním komponent, můžete ji vyhledat podle abecedního seznamu.
Umístění komponenty
Po nalezení požadované komponenty, jako je rezistor, jej můžete umístit do schématu. Komponenta se po vybrání přidá na kurzor, dokud nestisknete klávesu ESC. Poté je třeba změnit parametry součásti, které jsou definovány ve výchozím nastavení. To lze provést kliknutím na výchozí hodnotu a zadáním nové hodnoty. Pokud výchozí hodnota není zobrazena, poklepejte na komponentu, čímž zobrazíte další vlastnosti, které lze upravit.
Stejný postup se opakuje pro přidání dalších komponent, jako jsou kondenzátory nebo induktory, ze seznamu palet. Orientaci komponent je možné měnit otáčením o 90 stupňů. Tuto možnost naleznete na panelu nástrojů. Je také možné změnit předponu jednotky.
ADS od Keysight je flexibilní a umožňuje přetahování pro usnadnění práce. Pokud chcete schématické zobrazení učinit přehlednější, můžete komponenty přesouvat. Připojení komponent se tím nezmění.
Synchronizace návrhu
Pro správnou funkčnost schématu je nutné definovat propojení mezi součástmi a jejich umístění v návrhu. Tím se zajistí synchronizace návrhu.
Například kondenzátor můžete připojit k zemi. To provedete vybráním „zem“ z panelu nástrojů. Dále můžete vložit vodič pro propojení jednotlivých komponent. To umožní měřit výstupní napětí.
Simulace
Pro simulaci je třeba definovat cíl simulace pomocí simulačního regulátoru. K dispozici jsou různé typy regulátorů, jako jsou S-parametr, DC-AC, zátěžový tah, harmonické vyvážení a další. Spuštění simulace v ADS je jednoduché.
Pro simulaci AC přejděte do palety simulace AC a vyberte regulátor simulace AC.
Každý simulační regulátor má ikonu ozubeného kola. Vyberte regulátor podle potřeby a upravte nastavení v závislosti na požadavcích simulace.
V této fázi simulace jsou potřebné prvky, jako je zdrojová součást nebo štítek. Po vybrání zdrojové komponenty ji vložte do prostředí simulace. Stejně jako dříve, upravte výchozí hodnoty vybrané sady komponent.
Pro snadný výpočet napětí bez použití sondy můžete použít „štítek“. V definici štítku, jako je například štítek s drátěným kolíkem, zadejte název sítě a vložte jej na místo, kde chcete měřit napětí.
Nyní je obvod připraven k simulaci. Spusťte simulaci pomocí klávesové zkratky F7 nebo z panelu nástrojů. Nyní uvidíte, jak se obvod bude chovat při interakci všech jeho součástí.
Zobrazení výsledků
Po simulaci se zobrazí stránka, kde můžete přidat rovnice a grafy.
Můžete si vybrat různé typy grafů a tabulek, například Smithovy grafy, polární grafy a obdélníkové grafy. K dispozici je prvek „vout“ (v out), který měří z umístěného štítku.
Například vyberte obdélníkový graf.
Nyní je třeba definovat osy x a y.
V tomto grafu bude „vout“ osou y a simulační regulátor, například regulátor simulace AC, nastaví frekvenci jako osu x grafu. Nyní můžete data zobrazit pomocí tohoto grafu v ADS.
Závěr
Software ADS usnadňuje návrh jednoduchých i složitých dílů a systémů. Nabízí unikátní funkce a vlastnosti a je snadno použitelný pro inženýry i projektanty.
Pokud hledáte kvalitní softwarové řešení pro návrh plošných spojů, obvodů a dalších aplikací, ADS stojí za vyzkoušení. Nabízí bezplatnou zkušební verzi, díky které můžete zjistit, zda vám může pomoci s vašimi problémy s návrhem a simulací.