Програмне забезпечення ADS виступає цінним інструментом для спеціалістів у сферах дизайну та інженерії, а також для компаній, які прагнуть оперативно розробляти і виготовляти якісні компоненти та системи.
Ця програма спрощує процеси проєктування та моделювання деталей будь-якої складності. Крім того, вона відрізняється простотою у використанні та адаптації завдяки своєму інтуїтивно зрозумілому інтерфейсу.
ADS зробила значний прорив у галузі проєктування схем і систем, зокрема в електроніці, автомобільній промисловості та інших сферах, де швидко впроваджують це інноваційне рішення з його готовими функціями та можливостями.
Давайте розглянемо програмне забезпечення ADS більш детально і вивчимо, як воно може бути вам корисним.
Що таке ADS?
Advanced Design System (ADS) – це передове програмне забезпечення для проектування, моделювання та автоматизації електронних схем, розроблене компанією PathWave Design, що входить до складу Keysight Technologies.
Програма ADS забезпечує інтегроване середовище для розробки радіочастотних електронних систем, зокрема бездротових мереж, мобільних телефонів, супутникового зв’язку, пейджерів, високошвидкісних каналів передачі даних та радіолокаційних систем. Перша версія програми з’явилася в 1985 році під назвою Microwave Design System (MDS). У 2016 році ADS була представлена як оновлена версія з покращеною швидкістю, продуктивністю та гнучкістю дизайну.
Розробники можуть використовувати ADS на всіх етапах проєктування: від створення схем, перевірки правил дизайну та компонування до моделювання електромагнітних полів та аналізу контурів у часовій та частотній областях. Таким чином, проєктувальники можуть легко охарактеризувати радіочастотні проєкти та оптимізувати їх, не змінюючи інструменти чи системи.
Функціональні можливості ADS
Нижче представлені деякі з функцій ADS:
- Шаблони проєктування: ADS пропонує інтегровану підтримку проєктування з корисними шаблонами, що дозволяють швидко розпочати роботу, не витрачаючи багато часу на кожну частину дизайну, створюючи її з нуля.
- Бібліотеки компонентів: Ви отримаєте доступ до великої бібліотеки компонентів, де можна знайти всі необхідні деталі для проєкту. Це також заощадить багато часу. Потрібно лише переглянути різні компоненти та обрати ті, які необхідні для конкретного проєкту.
- Автоматична синхронізація: ADS дозволяє автоматично синхронізувати макет, щоб візуалізувати його фактичний вигляд під час розробки схем.
- Гнучкість: Ви можете досягти значних успіхів у проєктуванні, використовуючи повноцінний робочий стіл. Крім того, є можливість включати провідні галузеві та ливарні проєкти, щоб ваші розробки відповідали сучасним стандартам. Ви також можете моделювати нелінійні конструкції з використанням X-параметрів. X-параметри – це зареєстрована торгова марка Keysight в США, Японії, ЄС та інших країнах. Ці параметри містять рівняння та формат, необхідні для проєктування.
- Оптимізація відображення: Ви можете оптимізувати дані та їх відображення для досягнення бажаного результату. Це також допоможе підвищити продуктивність, адже можна візуалізувати проєкти та легко їх змінювати, щоб створювати високоякісні розробки без численних ітерацій.
- Інтеграція: Програмне забезпечення ADS може бути інтегровано з електромагнітними симуляторами PathWave. Завдяки цьому ви можете отримати повне уявлення про ваш дизайн з усіх ракурсів і визначити, чи працює він відповідно до очікувань. Це дозволяє виявити області, які потребують удосконалення, та зробити проєкти ефективнішими.
- Керування: Програма ADS зберігає всі дані, пов’язані з вашим проєктом, компонентами та повною системою, яку ви створюєте. Це полегшить керування робочим простором для прискорення виробництва. Ви також можете обмінюватися робочим простором та керувати ним між різними командами.
Переваги використання ADS
Нижче перелічено деякі з переваг використання ADS:
Впевненість у проєкті
Завдяки точним даним, отриманим з ADS, ваші команди можуть візуалізувати та визначити, чи відповідають їхні проєкти необхідним специфікаціям. Аналіз даних та візуалізація в ADS включають діаграми, графіки, що допомагають чітко переглядати та аналізувати дані, робити висновки та вносити зміни. Коли ви виявляєте недоліки у своєму проєкті, їх можна легко виправити, що підвищує впевненість у якості кінцевого продукту.
Прискорення виробництва
Ви можете прискорити процес проєктування та швидко перейти до виробництва, використовуючи корисні шаблони, майстри та інструкції з проєктування. Весь процес включатиме схеми, макети, електротермічне, електромагнітне моделювання тощо.
Навіть якщо ваша команда є новачком у використанні програмного забезпечення, адаптація до нього не буде складною. Спеціалісти зможуть легко розробляти та вдосконалювати кожен компонент і швидше запускати його у виробництво. Таким чином, час виходу продукту на ринок суттєво скорочується.
Подолання викликів високошвидкісного проєктування
Зі збільшенням швидкості та частоти, потужність та цілісність сигналу стають важливішими для друкованих плат (PCB). Тому втрати у лінії передачі можуть призвести до збоїв електронних пристроїв.
Моделювання з’єднань, трас та переходів є важливим для точного моделювання друкованої плати. Keysight допомагає підвищити продуктивність високошвидкісного зв’язку у ваших конструкціях друкованих плат за допомогою електромагнітних симуляторів та інтегральних схем, призначених для аналізу цілісності сигналу та живлення.
В результаті ви отримуєте бездоганний дизайн кожного компонента для вашої системи та можете виробляти їх без зайвих турбот.
Підвищення надійності конструкції
Надійність та ефективність – це два ключові фактори, які ви повинні враховувати під час розробки та виготовлення своїх компонентів та пристроїв.
Такі системи, як сонячні інвертори, електромобілі та джерела живлення, потребують ефективних конструкцій. Тому компанії шукають способи підвищити ефективність та надійність силових пристроїв ще на етапі проєктування. Такі матеріали, як нітрид галію, карбід кремнію, можуть вам у цьому допомогти. За допомогою ADS від Keysight ви можете моделювати імпульсні джерела живлення та сучасні матеріали для оптимізації конструкцій та досягнення максимальної ефективності.
Застосування ADS
Нижче наведено сфери, де можна використовувати програмне забезпечення ADS.
Моделювання схеми
ADS 2016 – це потужне програмне забезпечення, яке вдосконалює механізм гармонійного балансу та підвищує точність, конвергенцію та швидкість симуляторів схем. Також пропонує покращену анотацію DC, що сприяє прискоренню виробництва навіть складних конструкцій.
Крім того, підтримка Linux та Windows для електротермічного моделювання робить цю систему доступною для більшості проєктувальників. Ви також можете виконувати моделювання на кількох хмарних серверах, використовуючи покращену швидкість та масштабованість.
Кремнієвий RFIC
ADS від Keysight допомагає зменшити кількість відмов апаратного забезпечення та пов’язані з ними витрати, завдяки інтелектуальній інтеграції модулів, що з’єднують системи проєктування схем, зокрема радіочастотні інтегральні схеми (RFIC), ламінат, антени та монолітні мікрохвильові інтегральні схеми (MMIC), упаковку на рівні пластини та друковані плати в щільну 3D-структуру.
ADS також допомагає моделювати EVM для оптимізації та налаштування, що дозволяє перевірити відповідність галузевим стандартам бездротового зв’язку, таким як автомобільний радар, 5G, WiFi тощо. Завдяки комплексному та ретельному аналізу стабільності підсилювача, ADS замінює традиційні методи для забезпечення покращеної стабільності підсилювача в лінійних та нелінійних умовах.
Перевірка макета
Нові можливості та вдосконалення, що представлені в ADS, роблять макети швидшими, надійнішими та інтуїтивно зрозумілішими. Було внесено покращення щодо контролю та перевірки виробничої сітки, наземних мереж, 3D-перегляду, підключення та підсвічування, відображення макета на схематичні назви мереж та імпорту файлів .brd для моделювання EM.
ADS пропонує справжні дуги для точного малювання та редагування спіралей і вигнутих трас, автоматизований експорт/імпорт GDSII для уникнення помилок користувача та масове редагування різних структур, таких як форми, траси, площадки, переходи тощо, в одній мережі. Також є можливість перевірити щільність локальної області за допомогою перевірки правил проєктування (DRC).
Електротермічний аналіз
ADS дозволяє точно проєктувати фільтри SAW, а також проводити моделювання графена. Можна використовувати одну теплову модель на різних імпортованих конструкціях для покращення потоку.
Цілісність живлення
ADS пропонує електромагнітне моделювання, орієнтоване на цілісність сигналу, що дозволяє створювати високоскладні та високоточні додатки для друкованих плат, а також PIPro – орієнтовані на цілісність живлення електромагнітні симулятори для аналізу мереж доставки електроенергії.
Також пропонує:
- Новий розріджений прямий розв’язувач, який на 40% прискорює моделювання навіть складних конструкцій.
- Кешування сітки для зменшення часу моделювання.
- Кешовані графічні інтерфейси для моделей компонентів, що пропонують легке видалення або вибір.
- Декілька VRM в одному моделюванні падіння DC IR.
Як створювати конструкції за допомогою ADS?
Створення першого проєкту в ADS може здатися складним, але з основними знаннями все стане легше. Згодом ви зможете досягти високого рівня майстерності.
Давайте швидко розглянемо основні етапи створення першого дизайну в ADS, а потім моделюємо і аналізуємо результати.
Створення схем
Почніть зі створення схеми необхідної частини або компонента. Наприклад, ви хочете створити фільтр низьких частот. Для цього спочатку потрібно додати такий компонент, як резистор.
В ADS є бібліотека компонентів, де ви можете знайти попередньо зібраний компонент і додати його до свого проєкту. Це значно заощадить ваш час, адже не потрібно буде створювати його з нуля. Є різні компоненти, які роблять проєктування швидшим і простішим, такі як резистори, конденсатори, дроти, зв’язки, елементи даних, джерела вимірювань, контролери моделювання тощо.
Ці компоненти знаходяться в категорії “Палітра”. Перемикатися між палітрами можна за допомогою спадного меню. Назви палітр зрозумілі, тому їх легко знайти та розмістити в середовищі проєктування. Наприклад, резистор, конденсатор або котушку індуктивності можна знайти в розділі «згруповані компоненти». Якщо виникають труднощі, можна переглянути список компонентів в алфавітному порядку.
Розміщення компонента
Знайшовши необхідний компонент, наприклад резистор, ви можете розмістити його на своїй схемі. Після вибору компонента він залишається на курсорі. Натисніть клавішу ESC, щоб припинити розміщення цього ж компонента. Потрібно змінити параметри компонента, які встановлені за замовчуванням. Для цього клацніть значення за замовчуванням і введіть необхідні дані. Іноді стандартні значення можуть бути невидимі. У такому випадку двічі клацніть на компоненті та перегляньте всі властивості, які можна змінити.
Далі повторіть ті самі кроки, додаючи інші компоненти, такі як конденсатор або котушка індуктивності, зі списку палітри. Також можна змінити орієнтацію компонента, повернувши його на 90 градусів за допомогою опції на панелі інструментів. Крім того, можна змінити префікс пристрою.
ADS від Keysight є гнучким та простим у використанні завдяки опції перетягування. Для більшої наочності схему можна перетягувати, не змінюючи при цьому з’єднання.
Синхронізація проєкту
Щоб ваш проєкт мав сенс, необхідно визначити з’єднання між компонентами та спосіб їх розташування у проєкті. Це допоможе синхронізувати дизайн.
Наприклад, можна підключити конденсатор до землі, вибравши відповідну опцію на панелі інструментів. Можна вставити провід і підключити різні компоненти. Це дасть можливість виміряти вихідну напругу.
Моделювання
Для моделювання потрібен контролер, що дозволяє визначити його мету. Є різні типи контролерів, наприклад S-параметр, DC-AC, навантаження, гармонійний баланс тощо. Запуск моделювання в ADS є нескладним.
Наприклад, для моделювання змінного струму потрібно перейти до палітри моделювання змінного струму і знайти відповідний контролер.
Кожен контролер має значок шестерні. Виберіть потрібний контролер і змініть його налаштування відповідно до вимог.
На етапі моделювання потрібні різні елементи, такі як вихідний компонент або мітка. Виберіть вихідний компонент та розмістіть його в середовищі моделювання. Змініть значення за замовчуванням на потрібні.
Також можна вибрати “мітку”, щоб виміряти напругу без використання вимірювального приладу. Для цього визначте назву мережі та додайте її до місця, де потрібно виміряти напругу.
Таким чином ви створите повністю функціональну схему, готову до моделювання. Запустіть симуляцію за допомогою гарячої клавіші F7 або панелі інструментів. Тепер ви можете побачити, як працюватиме ваша схема, коли всі її компоненти взаємодіють.
Побудова графіків
Після моделювання відкриється сторінка, де можна додати свої рівняння та графіки.
Ви можете вибрати різні типи графіків, такі як діаграма Сміта, полярні та прямокутні графіки. Є змінна “vout” (v out), яка вимірює напругу за розміщеною міткою.
Приклад: Ви вибрали прямокутну ділянку.
Тепер потрібно почати будувати графік, визначивши вісь x та вісь y.
Тут “vout” буде віссю y графіка, а контролер моделювання, наприклад контролер моделювання змінного струму, встановить частоту як вісь х. Тепер ви можете відображати дані за допомогою цього графіка в ADS.
Висновок
ADS спрощує розробку як простих, так і складних компонентів та систем. Програма не тільки пропонує унікальні функції та можливості, але й проста у використанні для інженерів та проєктувальників.
Тож якщо ви шукаєте якісне програмне рішення для проєктування друкованих плат, схем тощо, спробуйте його. Програма також пропонує безкоштовну пробну версію, щоб ви могли переконатися, чи допоможе вона вирішити ваші завдання.