Manejo de Software Advanced Design System(ADS)

Manejo de Software Advanced Design System(ADS)Sistemas de Radio Frecuencia

03/12/2013

CAPITULO IDefiniciones Generales

1. Introduccin GeneralEn la actualidad el modelamiento y caracterizacin de ciertas aplicaciones en Telecomunicaciones requiere la utilizacin de un software ms potente y de gran capacidad de almacenamiento que cumpla con los requerimientos y especificaciones de un sistema de comunicacin. En el mercado presente existe un sin nmero de simuladores que apoyan el proceso de diseo presentando resultados tanto en dominio en tiempo y en frecuencia del circuito de simulacin; as como tambin el campo electromagntico en el cual se desenvuelve, lo que permite la optimizacin en el diseo.Advanced Design System (ADS) es un software que proporciona un entorno de trabajo en cual se puede desarrollar varias de aplicaciones de sistemas RF con circuitos de gran precisin basndose en las densas libreras que posee. Adems permite tratar Layouts, por lo que el usuario puede examinar cmo ser su circuito fsicamente a partir de los elementos que lo integran.

2. Objetivos:General Investigar el funcionamiento y los componentes que integran el software ADS Especficos Desarrollar el procedimiento de instalacin del software ADS Conocer los conceptos bsicos y elementos que componen a ADS Verificar el funcionamiento ptimo del programa mediante la implementacin de ciertos ejemplos.

CAPITULO IIDescripcin del Software Advanced Design System

1. Definiciones Generales de ADS

Figura 1: Conceptualizacin General de ADS2. Caractersticas del Software ADS

Figura 2: Caractersticas de ADS3. Tipos de Simulacin en ADSEste software presenta varios tipos de simulacin a desarrollar entre los cuales se encuentran:

Figura 3: Tipos de Simulacin en ADS4. Ventanas de ADS

Figura 4: Ventanas de ADS5. Creacin de Archivos en ADSCon el transcurso de la aplicacin se genera una extencin al pasar por cada una de las ventanas como se muestra a continuacin:

Figura 5: Generacin de extensiones de un archivo en ADS.6. Anlisis mediante Simulacin

ADS dispone de varios controles de simulacin para realizar anlisis desde diferentes marcos en un circuito.

6.1 Anlisis en Continua DC

Figura 6: Caractersticas de Anlisis en DC.

Figura 7: Ejemplo de un Circuito mediante Controlador DC.

6.2 Anlisis de AC

Figura 8: Caractersticas de Anlisis AC.

Figura 9: Ejemplo de un Controlador AC:

6.3 Anlisis de Parmetros S

Figura 10: Caractersticas de Anlisis en Parmetros S.

Figura 11: Ejemplo de un Anlisis de Parmetros s en un Circuito Oscilador.

7. Herramientas en ADS

7.1 Herramienta Tune Parameters

Figura 12: Conceptualizacin General de Herramienta Tune Parameters.

Figura 13: Ejemplo de Ajuste Tune Parameters.

7.2 Herramienta de clculo de Lnea de Transmisin LineCal.

Figura 14: Conceptualizacin General de Herramienta LineCal.

Figura 15: Herramienta LineCal para Lneas Microstrip.

Captulo IIIInstalacin de ADS

1. Procedimiento para la Instalacin de ADS

Para el proceso de instalacin es necesario ingresar a la pgina oficial de AGILENT TECHNOLOGIES www.agilent.com/ A continuacin elegir el instalador la versin de ADS as como el sistema operativo que se desea descargar, para este caso es ADS versin 2011.10 y de sistema operativo Windows de 64 bits.

Figura 16: Pgina Oficial de Agilent Technologies.

Al concluir la descarga se extraen los ficheros existentes de la carpeta agilent_ads2011 y se realiza la ejecucin ads_2011.exe.

Figura 17: Instalador de ADS.

Seguidamente se despliega una ventana con varios tems la cual se tendr que instalar uno por uno; se verifica que la instalacin de estos fue exitosa mediante un visto de color verde.

Figura 18: Ventana de ejecucin de ADS.

Se espera unos minutos a que el software ads_2011 se agregue al sistema de nuestro computador

Figura 19: Ventana de finalizacin de instalacin de ADS.

Posteriormente se procede a ingresar a la carpeta de Agilent en la cual existe un archivo install.txt donde se visualizan las variables de entorno del sistema necesarias para el funcionamiento de ADS.

Figura 20: Archivo install.txt

Para la creacin de las variables de entorno de sistema se ingresa a Panel de Control, luego se accede a Propiedades de Sistema en el cono de Variables de Estado del Sistema. Se establece cada una de las variables al ingresar el Nombre de la variable as como tambin su ubicacin en Valor de variable.

Figura 21: Ventana para la creacin de Variables de Entorno.

Se retorna nuevamente a la carpeta de Agilent y se procede a copiar las carpetas bin, fem y license.lic

Figura 22: Archivos bin, fem y licence.

Se accede al Disco Local C:, de la carpeta de Archivos de Programa en la cual se encuentra la carpeta Agilent creada en el proceso de instalacin

Figura 23: Carpeta de Archivos de Programa.

Seguidamente se accede a las sub carpetas del mismo hasta encontrar la carpeta bin, en la cual se sustituyen los archivos bin, fem y licence.lic

Figura 24: Sustitucin de archivos bin, fem y licence en la carpeta instalada Agilent.

Finalmente se debe buscar en los programas instalados agilent ads _2011 en la cual permite el acceso a la plataforma para realizar las distintas aplicaciones.

Figura 25: Iniciacin de programa ADS

Capitulo IVComponentes de ADS

1. Instanciamiento de una Librera en ADS.

El procedimiento a seguir para instanciar una librera en ADS es el que se describe a continuacin:

Comprobar que puede acceder a la carpeta raz: C: Agilent \ ADS2011_10 \ oalibs \ componentLib \

Figura 26: Libreras de ADS

Descomprimir el archivo de la biblioteca de su inters, en este caso Analog_Parts_vendor_kit a su carpeta de trabajo del rea de trabajo

Figura 27: Ventana Principal de ADS. A continuacin, seleccione el equipo de diseo que desee para descomprimir y lo han colocado en su carpeta hpeesof.

Agregue el archivo de definicin de la biblioteca a su espacio de trabajo actual seleccionando como se muestra en la captura de pantalla anterior. Posteriormente, aparece un cuadro de dilogo que incluye la opcin de cargar un archivo de definicin de la biblioteca.

Figura 28: Ventana de Design Kits.

Poner en la carpeta que contiene el kit de piezas ahora descomprimido y haga clic en el archivo lib.def

Figura 29: Bsqueda de librera en hpeesof. Al hacer clic en Abrir la biblioteca ya est cargada en el espacio de trabajo, y tambin estar disponible para los nuevos espacios de trabajo.

Para la colocacin de elementos de biblioteca en la ventana de esquema, por ejemplo un diodo 1N4148, vaya al men Insertar en un archivo de esquema abierto

Figura 30: Adicin de la Librera a la Ventana Esquemtica.

Elija componentes de la biblioteca

Figura 31: Ventana para elegir los componentes de la Librera. Haga clic y arrastre la parte seleccionada para el esquema.

2. Esquema Asistente de Inicio PginaCuando aparezca el Asistente Esquema, la pgina de inicio que se presenta con las siguientes opciones para continuar con la creacin esquemtica:

Figura 32: Ventana de Asistente de Inicio de Pgina.

Circuito: Le ayuda a crear una subred que se puede utilizar como un componente en otro diseo ADS. Creacin de un CircuitoElegir la opcin de Circuito de la pgina de inicio le permite crear una subred que se puede colocar en otro diseo de ADS. Creacin de una subred consiste en la colocacin y el nombramiento de los pins, y seleccionar un smbolo que representar al circuito. Los pasos asociados con esta eleccin son: Figura 33: Proceso para la Creacin de un Circuito.

Figura 34: Ventana de Especificacin de numero de puertos.

Pins: representan las conexiones de un circuito para el mundo exterior.

Figura 35: Conceptualizacin General al elegir Pins.

Nombrar los pines

Figura 36: Ventana para nombrar los puertos.

Figura 37: Funciones para usar en cada pin. Finalizacin de la Creacin del Circuito Figura 38: Proceso para la finalizacin de un circuito.

Figura 39: Ventana al finalizar el proceso de un circuito.

En cualquier caso, una vez que est en la vista esquemtica, se puede crear el diseo adecuado y la conecta a las clavijas en los nodos adecuados en el circuito. Una vez que el diseo ha sido guardado y proporcion un nombre adecuado, que estar listo para su colocacin en otros diseos.La simulacin ayuda a configurar una simulacin y colocar un circuito que se desea simular. Creacin de una simulacin esquemtica

Elegir la opcin Simulacin de la pgina Esquema Asistente de Inicio le permite crear un esquema que simular el comportamiento de una muestra o un circuito creado por el usuario. La creacin de este esquema consiste en elegir la aplicacin deseada, especificando el circuito de prueba, que indica el tipo de simulacin deseada, y cuando sea apropiado, la especificacin de cmo un circuito debe ser colocado en el esquema de simulacin. Los pasos relacionados con la creacin de un esquema de simulacin son los siguientes:

Figura 40: Proceso para la creacin de Simulacin Esquemtica.

Seleccin de aplicacin

Figura 41: Ventana de Simulacin para la seleccin de una aplicacin

Figura 42: Pasos a seguir para la creacin de una simulacin esquemtica.

Nota: El asistente no le permitir continuar hasta que haya realizado una seleccin vlida de la lista. Elementos de nivel superior en la estructura de rbol que tienen subtemas debajo de ellos no son selecciones vlidas. Seleccin de circuito

Figura 43: Ventana para la Seleccin del Circuito.

Figura 44: Pasos a seguir para la conclusin del diseo.

Nota: El asistente no le permitir continuar hasta que haya realizado una seleccin vlida.

Configuracin de la simulacin

Especificacin de pines

Finalizacin del esquema

Completar con xito el asistente lleva a un esquema que est casi listo para la simulacin. Si solicit que las instrucciones se proporcionan en el paso Configuracin de simulacin, aparece un dilogo con informacin para ayudarle en la realizacin de las tareas especficas asociadas con la realizacin de su diseo, la simulacin del circuito, y la visualizacin de los resultados de la simulacin.

3. Creacin de un sustratoPara crear un nuevo sustrato:

La apertura de un sustratoPara abrir un sustrato predefinido seguir el paso a continuacin:

. Guardar un sustratoEditor de sustrato proporciona tres opciones para guardar:1. Guardar: Esta opcin guarda los cambios en el sustrato actual.2. Guardar como: El comando Guardar como le permite guardar el sustrato actual con un nuevo nombre. Seleccione la biblioteca de la lista desplegable Biblioteca y escriba el nombre de archivo del sustrato. El sustrato especificado se crea en la biblioteca seleccionada y se muestra en el Editor de sustrato.

3. Guardar una copia como: El Guardar una copia como comando le permite guardar una copia del sustrato actual. Seleccione la biblioteca de la lista desplegable Biblioteca y escriba el nombre de archivo del sustrato. Se crea una copia del sustrato actual en la biblioteca especificada

Insertar, mover y eliminar elementos

Los mens contextualesHaga clic en una capa de sustrato y es posible que vea algunos de los siguientes mens en funcin de la posicin y las propiedades de la interfaz:

Edicin de propiedades para el sustrato completoHaga clic en el fondo del sustrato para anular la seleccin de todos los temas especficos. Esto le permite editar las propiedades de todo el sustrato en el panel derecho de la ventana.

Propiedades de la capa de sustrato de edicinSeleccione una capa de sustrato para mostrar y editar las propiedades que figuran en el panel derecho de la ventana. Las siguientes son las propiedades que se pueden editar: Propiedades de las capas de edicin del conductorSeleccione una capa de conductor para definir cualquiera de las siguientes propiedades:

Importacin de un sustratoPara importar un sustrato seleccione Archivo> Importar desde la ventana del editor de sustrato o en la ventana principal de la ADS. Las siguientes opciones de importacin estn disponibles:

Sustrato SLM archive: Para importar sustrato a partir de un archivo slm, elija archivo Sustrato SLM.

Sustrato td archivo: Para importar sustrato a partir de un archivo ltd, elija archivo Sustrato ltd.

Sustrato a partir de la base de datos: Para importar sustrato a partir de una base de datos, seleccione Sustrato De la Base de datos

Sustrato De Esquema: Para importar un sustrato a partir de un esquema, seleccione Sustrato De Esquema

4. Creacin de un Esquema de TrabajoPara crear un nuevo esquema de trabajo seguimos los siguientes pasos:

5. Creacin de un LayoutPara crear un nuevo diseo, siga los siguientes pasos:

6. Creacin de un Smbolo:

7. Creacin de un Notebook

Creando Notebook

Guardando un Notebook

Imprimiendo una Notebook

Imprimir un archivo

Captulo VDesarrollo de Ejemplos en ADS

1. Filtro Pasa bajo con elementos pasivos LCCrear un nuevo proyectoSe selecciona el cono New Schematic Window.

Se abre una nueva ventana en la que se puede disear esquemas de circuitos.

Se debe guardar el esquema del circuito.

Para examinar los comandos y los iconos. Clic en la paleta de componetes y se despliega un lista de elementos que se pueden elegir de distintas reas y campos como pueden ser en AC, DC, Parmetros, Controladores y ms. Mientras que la barra continua es el historial de las listas que se han elegido con anterioridad.LISTA DE HISTORIAL COMPONENTESLISTA DE COMPONENTES

En el Lumped Components palette, Clic se relecciona los componentes, C, L, y clic en el icono rotate si es necesario para corregir la orientacin.

Se selecciona los elementos necesarios para el diseo del circuito pasa bajos.

Para el anlisis del circuito se selecciona los parmetros Scattering de la lista de componentes de la siguiente manera.Paleta de parmetros ScatteringParmetros S

Se selecciona la impedancia caracterstica Se obtiene el siguiente circuito.

Para determinar los parmetros S, Se selecciona el botn SP (Parmetros Scattering)

Para cambiar los parmetros S acordes al circuito diseado se debe dar doble clic en el cuadro de S-PARAMETERS en el que mostrar la siguiente ventana.En la ventana de parmetros Scattering se debe cambiar el tamao de paso en este caso 0.5Ghz y se selecciona Aplicar. Se selecciona la pestaa Dsiplay en el que se debe marcar Start, Stop y Step.Se finaliza las configuraciones de los parmetros al seleccionar el botn ok.

Clic en el botn Simulate. Al seleccionar el botn para simular Botn de simulacin

A continuacin se observa una nueva ventana que indica el proceso de simulacin o en caso de que exista un error los desplegar en este.Estado de la simulacin

Resultados de simulacinLos resultados de la simulacin se muestran en la siguiente ventana.Nombre del archivo modificadoSplot, list, ecuaciones

Luego se procede a elegir el tipo de grfico necesario.Seleccionar los parmetros que se requieran

En la ventana se elige cada uno de los parmetros con las unidades que se requieren estas pueden ser dB, dBm, Magnitud entre otras.

Finalmente se obtiene los resultados de la simulacin.

Sustracto del circuitoSeleccionar la opcin Generar Layout

Para aadir los elementos se selecciona todas las opciones.

Se genera el diseo que se muestra a continuacin. Seleccionando en forma de microcinta.

Substracto

En el grfico se indica las caractersticas de la placa como el tipo de materia, y las dimensiones.

2. Icono Smart Simulation para una Lnea de dos Puertos.

En esta aplicacin se indica diferente diseos los cuales se pueden obtener todos los parmetros y caractersticas con este botn. Elegir un tipo de diseoSeleccionar un tipo de aplicacin

Muestras disponibles

Elegir las simulaciones disponibles para el tipo de circuito

3. Aplicacin para una lnea de transmisin de dos puertos.

4. Para un transistor BJT

Pasos para abrir un ejemplo de la carpeta ADS. Seleccin de un ejemplo de diseo

En esta ventana se selecciona el documento deseado.

Se despliega toda la informacin y circuito seleccionado. Se puede acceder haciendo doble clic.

En este caso se elige un archivo de Lnea acoplada Balun, con vas de tierraSmbolo

El estracto del circuitoVista en 2 dimensiones

Captulo VIConclusiones y Recomendaciones

1. Conclusiones y Recomendaciones

El Sistema de Diseo Avanzado ms conocido como ADS es una herramienta muy importante para la carrera de Telecomunicaciones puesto que proporciona productos, los cuales permiten desarrollar diseos de circuitos tanto elementales como muy complejos. A dems presenta una interfaz grfica muy fcil de utilizar y agradable para el usuario. La caracterizacin de cada elemento como es el tipo de material o los componentes que tienen cada elemento permite que los resultados se acerque ms a la realidad, lo cual implica mayor confiabilidad y la relacin que presenta es de gran utilidad para los anlisis y toma de decisiones en lo que representa la implementacin de los circuitos diseados. Los ADS herramienta resulta muy eficaz en este aprendizaje. Para concluir, este experimento nos da un conocimiento ms amplio acerca de la teora de la transmisin. El concepto se comprende profundamente. En las comunicaciones inalmbricas de los armnicos no deseados y las seales espurias generadas son cancelados por este filtro de muesca que permite una mejor recepcin. ADS cuenta con numerosas capacidades para facilitar el diseo MMIC , incluyendo: Evaluacin de dispositivos ( Gm contra el sesgo) Las herramientas de adaptacin de impedancia Ensayos de estabilidad Lineal y simulaciones no lineales , incluyendo configuraciones DesignGuide para simular la ganancia, compresin, mayor eficiencia de energa , la distorsin de intermodulacin , y otras numerosos caractersticas de inters Optimizacin discreta y continua Uso de los kits de diseo de fundicin Herramientas de diseo fsico, incluyendo un corrector regla de diseo Diferentes formas de incluir las lneas de transmisin parasitarias Acoplamiento electromagntico - simulacin en el modelo.

ADS le permite construir modelos fsicos exactos. Proporcionar potentes mediciones basado en el modelado.

2. Referencias http://www.home.agilent.com/agilent/editorial.jspx?cc=EC&lc=eng&ckey=1976615&nid=-34346.0.08&id=1976615 http://www.xilinx.com/products/intellectual-property/1-2JIDO8.htm http://aboutme.samexent.com/classes/spring09/ee5601/handouts/5613_Sp05_ADS_Tutorial.pdf http://eecatalog.com/rf-microwave/2011/05/24/agilent-advanced-design-system/ http://www.eecs.wsu.edu/~osman/EE431/ADS_single_stub_tutorial.pdf http://www.csulb.edu/~fwang3/project_1_ads_tutorial.htm} http://portal.unimap.edu.my:7778/portal/page/portal30/Lecturer%20Notes/KEJURUTERAAN_KOMPUTER/Semester%201%20Sidang%20Akademik%2020122013/EKT%20343%20Principles%20of%20Communication%20Engineering/Laboratory%20Modules/Lab_2_Intro%20to%20ADS.pdf