Skip navigation
All Places > Keysight Blogs > Keysight Russia > Blog > Authors SergeyBaranchikov

Keysight Russia

10 Posts authored by: SergeyBaranchikov Employee

В этой заметке мы обсудим “Основную причину закрытия глазковой диаграммы”.

После прочтения этой заметки загрузите прилагаемый проект ADS и поэкспериментируйте с преобразованием Фурье и симуляцией канала.

 

Введение

Если вам нужно передавать по длинным дорожкам петчатной платы сигналы на гигабитных скоростях, то даже если сделать всё правильно, т.е. использовать линии с согласованным импедансом и нагружать их корректно, потери по-прежнему остаются проблемой.

 

В частности, существуют частотно-зависимые потери, которые существенно снижают качество сигнала в приёмнике. На рисунке 1 показаны глазковые диаграммы частотно-зависимых потерь и постоянных потерь с одинаковой величиной потерь на частоте Найквиста.

Рисунок 1. Моделирование в САПР ADS двух разных каналов с равными потерями на частоте Котельникова. Закрытие глазка в канале с частотно-зависимыми потерями более заметно, чем в канале с постоянными потерями (глазковые диаграммы смещены, чтобы продемонстрировать закрытие глазка).

 

Для одинаковых передатчиков, приёмников и одинаковых потерь на частоте Найквиста канал с частотно-зависимыми потерями демонстрирует больше межсимвольной интерференции (ISI) и больше ухудшает глазок по горизонтали, чем канал с постоянными потерями.

Но почему?

В этой статье мы передадим по каналу одиночный импульс и используем наши знания о преобразовании временной области в частотную и обратно для оценки влияния частотно-зависимых потерь.

 

Одиночный импульс в частотной области

Чтобы рассмотреть импульс в частотной области, мы выполним преобразование Фурье и разложим входной сигнал, канал и выходной сигнал на соответствующие частотные спектры. На рисунке 2 показана математическая взаимосвязь входного сигнала, канала и выходного сигнала.

Рисунок 2. Применение преобразования Фурье к входному сигналу, каналу и выходному сигналу.

 

После преобразования свёртка во временной области соответствует перемножению в частотной области. Выходной спектр получается в результате умножения входного спектра на частотную характеристику канала.

 

На рисунке 3 показан проходящий через канал одиночный импульс во временной и частотной областях. Частотная и временная области являются двумя сторонами одной и той же медали, а значит, если мы знаем частотный спектр сигнала, то можем применить к нему обратное преобразование Фурье и получить представление сигнала во временной области.

Рисунок 3. Прохождение одиночного импульса через канал.

 

На рисунке 3 хорошо заметно отличие формы спектра входного и выходного импульса. Мы, конечно, знаем, что канал должен менять входной спектр, но ...

Почему частотная характеристика канала растягивает выходной сигнал во временной области?

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте внимательней рассмотрим взаимосвязь временной и частотной областей.

 

Реконструкция сигнала по его спектру

Представление в частотной области показывает, как разные частотные составляющие взаимодействуют друг с другом и создают сигнал во временной области. Синусоидальные сигналы разной частоты складываются с разными фазами и формируют сигнал во временной области.

 

Таким образом, форма частотного спектра очень важна, если вы хотите реконструировать форму исходного сигнала во временной области. Например, если мы разделим амплитуду всего спектра на два, то можно предположить, что результирующий сигнал во временной области будет тем же одиночным импульсом, но с вдвое меньшей амплитудой.

 

Рисунок 4. Представление исходного и видоизменённого сигнала во временной и частотной областях в САПР ADS. Поскольку разные частотные составляющие в сумме дают форму исходного импульса, то если отношение амплитуд составляющих не изменилось, форма сигнала во временной области остаётся прежней.

 

На рисунке 4 показан видоизменённый спектр той же формы и соответствующее ему обратное преобразование Фурье. Как и ожидалось, поскольку со всеми частотными составляющими была проделана одна и та же операция – деление на два, соотношение между ними осталось прежним. Следовательно, форма одиночного импульса во временной области остаётся той же, но амплитуда действительно уменьшается вдвое.

 

Однако если обработать не весь спектр целиком, а лишь небольшую его часть, то небольшое изменение спектра существенно повлияет на форму одиночного импульса, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5. Хотя спектр изменён незначительно, относительная амплитуда частотных составляющих изменилась. Новая форма спектра уже не соответствует исходному одиночному импульсу.

 

Хотя на рисунке 5 показан крайний случай, в котором удалена некоторая часть спектральной составляющей, он демонстрирует важность обработки спектра как единого целого, чтобы сохранить соответствующую форму сигнала во временной области.

 

Чтобы увидеть, как будет выглядеть одиночный импульс после прохождения через канал, давайте посмотрим, как канал влияет на разные частотные составляющие.

 

Частотная характеристика канала меняет спектр

На рисунке 6 показано, что частотная характеристика канала по-разному меняет разные составляющие спектра. Следовательно, можно предположить, что форма реконструированного импульса будет отличаться от исходной.

 

Рисунок 6. Частотная характеристика канала подавляет высокие частоты больше, чем низкие.

 

В частности, поскольку канал подавляет высокие частоты, в большей мере влияющие на быстрые перепады сигнала, чем низкочастотные составляющие, передний и задний фронты импульса на выходе канала растянутся.

 

Сравнение канала с потерями с каналом без потерь на рисунке 7 демонстрирует результат, соответствующий нашим предположениям. Канал с потерями неравномерно искажает спектр исходного входного импульса. Во временной области крутые фронты импульса растягиваются.

 

Рисунок 7. Поскольку канал с потерями подавляет высокие частоты больше, чем низкие, крутые фронты одиночного импульса растягиваются.

 

Растяжение одиночного импульса называют межсимвольной интерференцией (ISI), поскольку такой импульс начинает взаимодействовать с предшествующим и последующим импульсом. Снижение ISI способствует раскрытию глазка.

 

Как избежать закрытия глазка

Поскольку частотно-зависимые потери приводят к закрытию глазка, для его открытия можно сделать следующее:

  • Сократить уровень потерь
  • Устранить частотную зависимость потерь

 

Если скорость передачи данных фиксирована, то для сокращения уровня потерь можно:

  • Максимально сократить длину дорожки на печатной плате
  • Использовать подложку с меньшими Dk и Df
  • Использовать более прямолинейную трассировку проводников и добиться наименьшего сопротивления линии передачи, на сколько позволяет технологический процесс и бюджет

 

Чтобы устранить частотную зависимость потерь, можно скорректировать спектр каким-либо приемлемым методом:

  • CTLE: непрерывный линейный эквалайзер
  • FFE: эквалайзер с упреждающей связью
  • DFE: эквалайзер с решающей обратной связью

 

На рисунке 8 приведён пример применения эквалайзера для открытия глазка.

Рисунок 8. Результат коррекции в модели канала ADS (глазковые диаграммы смещены, чтобы продемонстрировать открытие глазка).

 

Не забудьте заказать бесплатную пробную версию ADS и загрузить прилагаемый проект для экспериментов с преобразованием Фурье и моделированием канала.

 

Инженеры, исследующие целостность сигналов и цепей питания используют САПР ADS для исследования эффектов прохождения высокоскоростных сигналов, таких как искажения, рассогласования и перекрёстные помехи. Опираясь на прочный интеллектуальный фундамент, САПР ADS развивается уже многие годы. ADS 2017 предлагает новые возможности и функции, которые делают ее инструментом, необходимым современным инженерам для успешной работы.

 

Последняя версия ADS является более мощной, быстрой и более универсальной платформой для анализа целостности сигналов и цепей питания. Прочтите о десяти новых возможностях САПР ADS 2017 для анализа целостности сигналов и цепей питания или посмотрите видео.

 

 

  1. Улучшенный редактор подложки

Новый усовершенствованный редактор подложки обладает эффективными функциями редактирования, поддерживающими большое число слоёв. Упрощённый интерфейс редактора сокращает время настройки моделирования и повышает производительность.

ads2017 substrate editor

  1. Быстрая маркировка цепей

Маркировка портов нужными именами занимает много времени, особенно если их много. Новая функция импорта маркировки в формате CSV позволяет эффективно маркировать десятки портов.

ads2017 fast wire labeling

  1. Параллельное свипирование в Windows

Пакетная (Batch) симуляция в САПР ADS 2017 может работать в турбо режиме, как в Linux, так и в Windows. Используя лицензию на пакет из восьми Элементов и менеджер симуляции, вы можете применить мощные параллельные вычисления на своей рабочей станции. Сократите время симуляции больших свипирований с помощью менеджера симуляции.

 ads2017 parallel sweep

  1. Статистический режим PAM-4

В процессе моделирования сигналов PAM-4, вплоть до BER=10-16, побитное моделирование может занимать часы. Теперь САПР ADS 2017 поддерживает PAM-4 в статистическом режиме. Вы можете моделировать PAM-4 до очень низких значений BER за считанные секунды или минуты.

 

  1. Функция проверки S-параметров смешанного режима

Теперь с улучшенной функцией проверки S-параметров можно несколькими щелчками мыши преобразовать несимметричные S-параметры в S-параметры смешанного режима.

ads2017 mixed mode s-param checker

  1. Спектральные пороги S-параметров

Обычно с ростом числа портов скорость моделирования снижается. Алгоритм обработки «спектральных порогов» в САПР ADS 2017 устраняет слабо связанные порты до проведения моделирования. В результате повышается скорость моделирования для большого числа портов без потери точности.

ads2017 faster simulation

  1. Новые и улучшенные компоненты IBIS

Вы ищете какие-то конкретные выводы в модели IBIS, чтобы взаимодействовать с ними? Улучшенный интерфейс компонентов IBIS помогает быстро отсортировать и выбрать нужные выводы. Благодаря удачно выбранным стандартным настройкам схема IBIS становится понятней, а время настройки сокращается.

ibis components

  1. Новый инструмент проектирования 3D переходных отверстий открывает доступ к их точным моделям

Серьёзной проблемой при моделировании высокоскоростных последовательных соединений является отсутствие моделей переходных отверстий, сохраняющих точность на высоких частотах. Для решения этой проблемы ADS 2017 представил инструмент Via Designer, позволяющий создавать и моделировать переходные отверстия печатной платы (для несимметричных и дифференциальных линий), позволяя полностью контролировать их параметры.

ads2017 3d via designer

  1. Оптимизация перечня блокировочных конденсаторов в PIPro

Функция оптимизации блокировочных конденсаторов в PIPro может учесть все расположенные на печатной плате конденсаторы и найти оптимальное решение, отвечающее заданному профилю импеданса. Пользователь может найти оптимальное решение, указав критерии оценки, такие как: число конденсаторов, модель конденсатора, производитель или цена. Алгоритм PIPro интеллектуально ранжирует возможные решения, достигая оптимального компромисса между ценой и эффективностью.

decap output

  1. Функции электротермических расчётов по постоянному току в PIPro

Чтобы найти истинное падение напряжения в цепях питания, нужно учитывать тепловые эффекты. PIPro выполняет автоматический поиск электрического и теплового решения для каждой цепи питания, позволяя понять распределение тепловой энергии по плате. PIPro рассчитывает распределение температур, позволяя убедиться в том, что температуры переходных отверстий, дорожек и элементов печатной платы находятся в допустимых пределах.

ads2017 electro-thermal

Эти 10 новых возможностей – лишь малая часть новых функций и улучшений, вошедших в последнюю версию САПР Advanced Design System (ADS) 2017. Наряду с улучшением анализа целостности сигналов и цепей питания в пакет внесены усовершенствования для разработчиков ВЧ/СВЧ цепей, занятых проектированием ВЧ плат, модулей и ИС. Все новые функции и возможности САПР описаны на нашем сайте. Здесь же можно заказать пробную версию ADS 2017.

 

БЕСПЛАТНАЯ пробная версия ADS | Keysight EEsof EDA

Построение систем 5G и IoT из серийно выпускаемых компонентов

Хау-Сянг Яп (How-Siang Yap), Keysight Technologies, Inc.

Аннотация. Данная статья рассказывает о том, как наиболее эффективно моделировать ВЧ системы для технологий мобильной связи 5го поколения (5G) и приложений интернета вещей (IoT), используя серийно выпускаемые компоненты и быстрый синтез многокаскадных схем согласования импеданса на печатных платах.

 

5G - это грядущее пятое поколение радиосетей мобильной связи, работающих в диапазоне от 24 до 95 ГГц. Это поколение обещает чрезвычайно высокие скорости передачи данных по радиоканалу, например, передачу видеопотоков для телевидения сверхвысокой чёткости 4k/8k. Другим быстроразвивающимся приложением беспроводных технологий является интернет вещей (IoT). IoT это подключение к сети окружающих нас вещей – от бытовых приборов до промышленных датчиков и систем отслеживания грузов в мировом масштабе. По прогнозам к 2020 году к сети будет подключено более 50 миллиардов объектов IoT. Всё это создаст огромную нагрузку на радиоинженеров, вынуждая их быстро проектировать и выпускать продукты 5G и IoT, чтобы успешно конкурировать на рынке.

 

Моделирование ВЧ-систем 5G на частоте 28 ГГц

 

Проектирование и построение ВЧ-систем, работающих на частоте 24 ГГц и выше, связано с определёнными проблемами из-за паразитных эффектов межсоединений в печатной плате, взаимовлияния компонентов и отсутствия моделей новых компонентов для моделирования на уровне системы. Использование электронных таблиц для оценки характеристик системы и последующее макетирование на макетных платах с помощью реальных элементов обходится очень дорого, отнимая много времени, требуя множества приборов и значительной трудоёмкости на каждую итерацию.

 

Однако теперь появилась эффективная возможность проектировать, создавать прототип и налаживать производство законченной ВЧ системы за один цикл без лишних итераций, и эта возможность иллюстрируется приведённым ниже примером. На рисунке 1 показана структурная схема системы с входным сигналом 28 ГГц и двумя гетеродинами 22 ГГц и 7 ГГц, понижающими частоту до промежуточной частоты 1 ГГц. Структурная схема смоделирована в системе Keysight Genesys Spectrasys, причём системные блоки моделировались следующим образом:

 

  • X-параметры для нелинейных цепей
  • Поведенческие модели устройств на основе системных параметров Keysight Sys-parameters, описывающих характеристики отдельных узлов системы в зависимости от частоты, смещения и температуры
  • S-параметры для линейных цепей
  • Поведенческие модели, описанные уравнениями

 

Рисунок 1. Приёмник 5G на 28 ГГц с двойным преобразованием до промежуточной частоты 1 ГГц. Моделировался с помощью системного ВЧ симулятора Keysight Genesys.

 

Технология моделирования ВЧ-систем прошла долгий путь, оставив далеко позади использование электронных таблиц. Повышение точности и расширение диагностических возможностей просто невероятны. Примеры таких улучшений включают идентификацию происхождения составляющих спектра, расчёт нелинейной интермодуляции, определение того, какие системные блоки и их характеристики при подаче на вход ВЧ сигнала с цифровой модуляцией вносят вклад в ухудшение таких параметров, как модуль вектора ошибки (EVM), коэффициент битовых ошибок (BER) и соотношение мощностей соседнего и основного канала (ACPR).

На рисунке 2 показ ан анализ зависимости
EVM от расположения системных компонентов, который позволяет мгновенно выявлять основные причины деградации EVM, такие как фазовый шум гетеродина и нелинейность смесителей и усилителей. Щёлкнув на подозреваемом компоненте, можно настроить его параметры и улучшить характеристики системы. Это позволяет выбрать оптимальное расположение системных компонентов, избегая чрезмерного их сближения или разнесения, и достичь наилучших характеристик при минимальных затратах.

 

Рисунок 2. Новейший метод анализа амплитуды вектора ошибки позволяет выявить компоненты, вызывающие деградацию ВЧ сигналов с цифровой модуляцией, и исключить дорогостоящие итерации в процессе создания прототипа.

Определение характеристик на этапе проектирования и последующий поиск реальных компонентов, обладающих такими характеристиками, на этапе реализации является широко распространённым, но неэффективным подходом, который неизбежно порождает необходимость в нескольких итерациях. Sys-параметры, представляющие собой  поведенческие модели реальных серийных компонентов, или X-параметры нелинейных компонентов могут непосредственно использоваться в ВЧ моделировании, и в результате к концу проектирования компоненты будут уже определены и проверены на работоспособность в системе. После этого система готова к аппаратной реализации.

 

Построение систем 5G из серийно выпускаемых компонентов

 

Рисунок 3. Аппаратный прототип приёмника 28 ГГц, использующий X-блоки из X-Microwave. Вы получаете то, что моделируете, без расхождений, вызванных паразитными связями или неточными моделями.

 

В конструкции приёмника 5G на 28 ГГц использовались серийно выпускаемые компоненты таких производителей, как Mini-circuits, Analog Devices, Qorvo, Marki, и Avago, реализованные в виде модулей X-Microwave, как показано на рисунке 3. Все модули, называемые X-блоками, включают необходимые внешние цепи питания и пассивные периферийные компоненты для таких активных устройств, как гетеродины, смесители и усилители. Они характеризуются моделями X-параметров на основе измерений или моделями на основе Sys-параметров, что позволяет точно моделировать их применение в реальной системе. Модули представляют собой печатные платы с компонентами поверхностного монтажа, соединенные между собой посредством термокомпрессионного метода без пайки, что обеспечивает надёжную работу в диапазоне до 67 ГГц. Измерительные разъёмы 1,9 мм тоже закреплены термокомпрессией, поэтому X-блоки можно использовать повторно без повреждения. Когда сборка прототипа завершена, такую же композитную топологию можно использовать в производстве, поскольку все компоненты располагаются на аналогичной многослойной подложке.

 

Измеренные параметры системы соответствуют смоделированным, как показано на рисунке 4, разница объясняется погрешностью измерений на векторном анализаторе сигналов.

 

Входная мощность, дБм

Измеренная EVM, % ср.кв.

Оценка EVM, % ср.кв.

-50

1,8

2,2

-60

3,1

3,5

-70

9,3

9,3

-75

17,9

16,3

-78

20,0

22,9

Таблица. Сравнение измеренного и смоделированного модуля вектора ошибки для разной входной мощности. Наблюдается превосходная корреляция в пределах погрешности измерительных приборов.

 

Проектирование для интернета вещей

 

Для IoT разрабатывается несколько стандартов, отличающихся зоной покрытия, полосой передачи данных и рабочей частотой. Рабочие частоты IoT обычно подразделяются на 2 категории: нижние и верхние, а именно в диапазонах ISM 2,4 ГГц и 5,8 ГГц (диапазон для промышленного, научного и медицинского применения). С точки зрения проектирования физических радиоканалов IoT, работающих в этих частотных диапазонах, основной упор должен делаться на согласование импеданса чипсета IoT с антенной. Для увеличения дальности действия можно включать усилители между чипсетом и антенной.

 

В идеале схема согласования импеданса должна быть компактной и недорогой. Многокаскадные схемы, согласующие импеданс в широкой полосе частот (30 % и более) со сложными частотно-зависимыми импедансами таких устройств, как антенны, измеренными S-параметрами чипсетов IoT или нестабильными не-однонаправленными усилителями на дискретных транзисторах, чрезвычайно сложно рассчитать с помощью традиционной диаграммы Смита или методом проб и ошибок.

 

Рисунок 5. Синтез схемы согласования импеданса и микрополосковая топология 3-каскадной согласующей схемы, работающей в диапазоне от 2 до 3 ГГц и позволяющей достичь обратных потерь –20 дБ и усиления 35 дБ, выполняется менее чем за час.

 

Более эффективный подход заключается в применении автоматического синтеза согласующей схемы, который использует для решения упомянутых выше сложных случаев согласования несколько методов – от простых Т-образных схем до метода «реальных частот» (real frequency). Поскольку такой синтез может выполнять сложные одновременные многокаскадные согласования в считанные секунды с помощью цепей с распределёнными или сосредоточенными параметрами, разработчики IoT могут быстро опробовать несколько многокаскадных вариантов и выбрать из них наиболее экономичный. На рисунке 5 показаны результаты одновременного синтеза 3-каскадной схемы, согласующей антенну с малошумящим стабилизированным транзисторным усилителем, с последующим измерением S-параметров чипсета усилителя мощности. В результате этого синтеза удалось получить обратные потери –20 дБ в диапазоне от 2 до 3 ГГц при усилении 35 дБ. Кроме того, были синтезированы размеры микрополосковой топологии с автоматической вставкой неоднородностей, таких как Т-образные соединения и разомкнутые шлейфы. Весь процесс занял менее часа.

 

Теперь ВЧ-системы для приложений 5G и IoT можно эффективно моделировать, создавать их прототипы и изготавливать из серийно выпускаемых компонентов, благодаря революционным диагностическим функциям, позволяющим выявлять компоненты с неподходящими параметрами. Точные модели X- и Sys-параметров для серийно выпускаемых ВЧ компонентов позволяют эффективно получать то, что вы моделировали, на всех этапах – от проектирования до создания прототипа и производства, причём без лишних итераций. Синтез согласующих цепей заменяет сложную ручную разработку и оптимизацию мгновенным выбором нескольких подходящих согласующих топологий, позволяющих получить наиболее экономичную реализацию. Дополнительную информацию можно найти на сайтах www.keysight.com/find/eesof-genesys-info и www.xmicrowave.com.

 

Данная статья на русском языке была опубликована  журнале «Беспроводные технологии» № 6, декабрь 2016». http://wireless-e.ru/

Мы рады сообщить, что теперь наша новая книга по ADS с пошаговыми руководствами и демонстрационными примерами доступна на русском языке !

 

 

Скачать каждую из глав можно по ссылкам ниже.

 

Глава 1 - Начало работы с системой проектирования Advanced Design System (ADS)

Глава 2 - Подстройка и оптимизация 

Глава 3 – Симуляция методом гармонического баланса

Глава 4 - Планарная электромагнитная симуляция в ADS 

Глава 5 - Разработка РЧ-систем 

Глава 6 - Разработка СВЧ-фильтра на дискретных элементах и микрополоскового СВЧ-фильтра

Глава 7 - Разработка ответвителя на дискретных элементах и микрополоскового ответвителя

Глава 8 - Разработка микрополоскового делителя мощности и делителя мощности на копланарных волноводах

Глава 9 - Разработка СВЧ усилителя и создание схем согласования импедансов

Глава 10 - Разработка активного смесителя

 

 

Новый подход к анализу целостности сигналов и качества питания с помощью решений SIPro и PIPro в САПР ADS

 

Стефан Слейтер (Stephen Slater), Keysight Technologies, Inc.

 

Стремясь обеспечить многогигабитные скорости передачи данных в системах передачи данных и высокопроизводительных абонентских устройствах, получивших сегодня широкое распространение, разработчики сталкиваются с невероятным набором проблем. Искушённые потребители ожидают, что эти системы и устройства будут работать так, как обещано. Но чтобы это стало возможным, нужны быстрые и надёжные каналы, а это значит, что инженеры вынуждены тщательно моделировать и анализировать целостность сигналов и качество питания, и зачастую выполнять это как две разные операции. Недавно компания Keysight Technologies представила две инновационные технологии для последней версии системы автоматизированного проектирования электронных устройств – САПР ADS 2016, которые позволили по-новому взглянуть на анализ целостности сигналов и качества питания, предложив единый технологический процесс для выполнения обеих операций с высокой точностью и достоверностью.

 

Рисунок 1. Новая версия САПР ADS включает решения SIPro и PIPro, которые обеспечивают взаимосвязь различных технологий в единой среде.

 

Проблемы надёжности

Показатели целостности сигналов и качества питания оказывают огромное влияние на качество и надёжность электронных устройств и систем. Инженеры, пренебрегающие точным моделированием и анализом своих конструкций, могут не заметить и не устранить проблемы на ранних этапах проектирования, а это чревато тем, что их устройства или системы не заработают должным образом в реальных условиях. Зачастую многие часы, проведённые за оборудованием в попытках выявить причины, можно легко заменить моделированием. Наиболее часто встречающимися проблемами в платах  являются перекрёстные помехи и паразитные резонансы.

 

Проблема в том, что хотя измерения целостности сигналов и качества питания тесно связаны и преследуют одну и ту же цель – обеспечение высокой пропускной способности канала и надёжности системы в целом – они обычно считаются разными операциями. Кроме того, для выполнения этих измерений обычно используются разные средства электромагнитного моделирования; возможно даже от разных производителей.

 

Основной недостаток такого подхода, кроме стоимости каждого программного пакета, в том, что инженер должен изучить два разных интерфейса. Это значит, что в процессе проектирования инженер должен постоянно переключаться между различными средами, что занимает много времени и порождает ошибки. А поскольку эти два измерения могут выполняться разными инженерами с помощью разных средств, согласование результатов может быть затруднено.

 

Другая проблема кроется в том, что инженеры обычно тратят долгие часы на ручную оптимизацию или сокращение размера своих устройств, поскольку универсальные средства электромагнитного (ЭМ) моделирования ограничены по скорости и возможностям. Нередко эта задача решается с помощью медленного и утомительного процесса удаления некоторых слоёв и цепей последовательно для каждого функционального узла схемы.

 

Быстрый и точный анализ

В отличие от современных универсальных средства ЭМ моделирования, новые решения SIPro и PIPro, входящие в состав САПР ADS специально предназначены для того, чтобы помочь инженерам в улучшении характеристик высокоскоростных линий передачи данных на печатных платах. SIPro позволяет выполнять полный ЭМ анализ и извлечение моделей высокоскоростных линий на больших и сложных печатных платах, тогда как PIPro используется для полного ЭМ анализа цепей питания, включая анализ падения напряжения на постоянном токе, анализ импеданса на переменном токе и анализ резонансов в цепях питания. Оба приложения работают в среде САПР ADS и позволяют получить результаты быстрее, чем универсальные средства ЭМ моделирования, обеспечивая при этом более высокую точность.

 

Для достижения точности на высоких частотах и высокой скорости, необходимой для анализа печатных плат с плотной топологией, SIPro использует комплексную ЭМ технологию. С помощью этого решения инженеры могут измерить сразу всю плату путём моделирования потерь и взаимовлияния сигнальных цепей, цепей питания и цепей земли. Измеряется также связь между переходными отверстиями и переходные эффекты в переходных отверстиях, точно моделируются процессы возврата тока по цепям земли, влияние прорезей и отверстий в слоях питания и земли. Извлечённая в результате точная ЭМ модель легко встраивается в симуляцию переходных процессов и симуляцию канала САПР ADS, позволяя выполнять полный анализ линий передачи.

 

Поскольку решение SIPro опирается на схемотехническую модель, ориентированную на измерение целостности сигналов и качества питания, оно настраивается значительно быстрее и работает куда эффективнее универсальных средств ЭМ моделирования. И поскольку это решение использует несколько технологий ЭМ моделирования, оно обеспечивает точность, сопоставимую с точностью стандартных 3D ЭМ симуляторов, зачастую затрачивая на полное 3D ЭМ моделирование значительно меньше времени (рисунок 2). Если сравнить это решение с моделированием на основе метода конечных элементов (FEM), который в настоящее время считается эталонным, то можно наблюдать хорошее согласование результатов при значительно меньших расходах времени и памяти, даже на высоких частотах.

Рисунок 2. SIPro обеспечивает точность, сравнимую с точностью 3D ЭМ симуляторов при значительно меньших затратах времени.

 

Как и SIPro, PIPro тоже представляет собой решение на базе ЭМ моделирования. Оно обеспечивает точный и эффективный анализ с использованием трёх специализированных симуляторов. Симулятор падения постоянных напряжений генерирует таблицу постоянных напряжений и токов для всех переходных отверстий, выводов, нагрузок и регуляторов напряжения в цепях питания. На основе этой информации инженер может прогнозировать постоянные напряжения на выводах ИС, через которые втекает ток. Функция 3-мерной визуализации напряжений, плотности токов и рассеиваемой мощности в цепях питания и земли позволяет инженерам выявлять проблемные участки печатной платы (рисунок 3).

 

Рисунок 3. PIPro предлагает 3-мерную визуализацию напряжений, плотности токов и рассеиваемой мощности в цепях питания и земли.

 

Симулятор импеданса на переменном токе позволяет рассчитать частотные характеристики цепи питания с учётом сглаживающих конденсаторов. После ввода значений сглаживающих конденсаторов можно быстро выполнить повторный анализ импеданса цепи питания без дополнительного ЭМ моделирования. Результирующую извлечённую модель S-параметров можно быстро привязать к схеме вместе с моделями компонентов, что позволяет выполнить дальнейшую настройку и оптимизацию. Кроме того, симулятор обеспечивает отличное визуальное представление цепей питания с 3-мерными диаграммами поля и плотности токов.

 

Симулятор резонансов в слоях питания можно использовать для выявления собственных резонансных частот печатной платы. Кроме того, он помогает инженерам визуализировать электрические и магнитные поля печатной платы для выявления мест возникновения резонансов. Затем можно дополнительно обследовать участки платы с максимальной напряжённостью поля, что может облегчить расстановку сглаживающих конденсаторов.

 

Единый технологический процесс

Главное преимущество новых решений SIPro и PIPro для САПР ADS заключается в том, что они используют общую среду анализа, включая общий графический интерфейс, технологию обработки, базу данных моделей и представление результатов визуализации через встроенную утилиту просмотра 3D моделей. Это не только позволяет инженерам визуально обследовать цепи перед их моделированием и просматривать 3D поля после обработки, но и создаёт единую технологию оценки показателей целостности сигналов и качества питания (рисунок 4). Вместо того чтобы переключаться между разными программными инструментами, инженеры могут теперь использовать единый интерфейс для анализа целостности сигналов и качества питания. Если моделирование выполняется в одной среде, то настройку ЭМ параметров можно легко копировать из одной процедуры анализа в другую и наоборот.

 

Настройка параметров осуществляется полностью по схемотехническим принципам. Это позволяет инженерам выбирать только те цепи, которые они хотят моделировать, не затрачивая время на ручную обработку объектов топологии платы перед моделированием. А благодаря высокопроизводительным ЭМ симуляторам решений SIPro и PIPro, инженеры могут одновременно обработать большее число цепей. Благодаря новому единому технологическому процессу САПР ADS, инженеры могут перейти от топологии к получению результатов буквально за 20 щелчков.

 

Кроме того, используемый технологический процесс автоматически генерирует схему, подготавливая ЭМ модели к немедленному применению в симуляторах каналов, шин DDR и переходных процессов, работающих в САПР ADS. С помощью этих симуляторов инженеры могут выполнять анализ целостности сигналов (например, измерять контур BER) и тестировать разрабатываемые устройства на соответствие стандартам.




Рисунок 4. Новый единый технологический процесс в САПР ADS позволяет по-новому взглянуть на анализ целостности сигналов и качества питания, устраняя ограничения, свойственные подходу, в котором оценки целостности сигналов и качества питания считаются отдельными задачами проектирования, решаемыми с помощью различных универсальных средств ЭМ моделирования.

 

Заключение

Несомненно, тщательный анализ целостности сигналов и качества питания весьма важен для обеспечения оптимальной производительности высокоскоростных линий передачи данных на печатной плате. И хотя для решения этих задач можно использовать универсальные средства ЭМ моделирования, этот процесс требует значительного числа ручных операций и не способствует взаимопониманию между инженерами. Новые решения SIPro и PIPro для САПР ADS устраняют эти ограничения с помощью новой технологии ЭМ моделирования, которая предлагает точность, сопоставимую с точностью стандартных 3D ЭМ симуляторов, но позволяет получать результаты значительно быстрей. Предложенная единая технология легко передаёт ЭМ модели обратно в схему и обеспечивает лучшее взаимодействие инженеров. Совместно все эти факторы поднимают планку производительности, точности и эффективности задач моделирования и анализа целостности сигналов и качества питания. В результате современные разработчики получают возможности, необходимые для решения сложнейших проблем проектирования в кратчайшие сроки.

 

Дополнительную информацию об анализе целостности сигналов и качества питания можно найти на странице ресурсов Keysight по адресу www.keysight.com/find/eesof-ads-sipi-resources, где размещены ссылки на рекомендации по применению, технические документы, обучающие видеоролики и краткие руководства.

 

Данная статья была размещена в журнале «Современная Электроника» № 5.

Нейл Форсер (Neil Forcier), Keysight Technologies | Силовая электроника

Материалы с широкой запрещённой зоной (WBG), а именно карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN), обладают целым рядом преимуществ в силовой электронике по сравнению с традиционным кремнием (Si). Самым большим преимуществом является скорость переключения, за счёт которой повышается КПД преобразования энергии и уменьшаются размеры, тогда как другие преимущества включают улучшенные тепловые характеристики и более высокие напряжения (в случае SiC).

Но, несмотря на эти преимущества, распространение материалов WBG в силовой электронике наталкивается на некоторые барьеры, включая проблемы обеспечения долговременной надёжности и снижения стоимости. В этой статье мы обсудим ещё одну преграду на пути к применению материалов WBG в силовой электронике, которому уделено пока недостаточно внимания: паразитные эффекты. Паразитные элементы для устройства на основе WBG могут оказаться «Криптонитом для Супермена». Если устройство WBG окружено слишком большим числом паразитных элементов, его характеристики могут снизиться до уровня обычного устройства на основе кремния и даже хуже: такой сценарий может привести к нестабильности схемы и некорректной работе изделия.

 

Статьи на аналогичную тему

Надёжность в производстве полупроводниковых приборов с широкой запрещённой зоной (WBG)

Полупроводники с широкой запрещённой зоной: основы

Ситуация в производстве силовой электроники: сейчас это вопрос интеграции

 

Чтобы преодолеть этот барьер, разработчикам придётся использовать незнакомые им средства проектирования и измерительные приборы. А производители этих средств проектирования и приборов вынуждены адаптировать их (с аппаратной и программной точки зрения) к требованиям электронной промышленности.

Вряд ли я скажу что-то новое, если заявлю, что минимизация паразитных эффектов, особенно индуктивностей, положительно сказывается на общих характеристиках и стабильности устройства. А для устройств WBG это утверждение особенно актуально, и число паразитных элементов, которые надо учитывать, меняется по величине почти на порядок.

Инженеры компании EPC создали прекрасный документ, который поясняет отрицательное влияние сравнительно малых индуктивностей печатной платы на характеристики силовых преобразователей на основе GaN (Reusch, Strydom, 2013). В статье приведён пример того, как незначительное увеличение паразитной индуктивности (с 0,4 нГн до 1 нГн) на печатной плате может привести к значительному увеличению выброса при использовании устройств на основе GaN на частоте переключения 1 МГц. Статья, безусловно, поднимает важные проблемы и наглядно демонстрирует представления разработчиков силовой электроники о паразитных элементах. Это представление является низкочастотным и рассматривает паразитные элементы в составе схемы, как компоненты с сосредоточенными параметрами,  или, другими словами, демонстрирует "одномерный" подход. Но такой "одномерный" подход снижает эффективность проектирования и препятствует реализации полного потенциала технологий с широкой запрещённой зоной. И такой подход, конечно же, не является приемлемым как для производителей силовых полупроводниковых приборов, так и для разработчиков силовой электроники.

Сначала давайте попробуем понять, почему "одномерный" подход к паразитным элементам не применим к устройствам WBG. Скорость нарастания при переключении устройств на основе карбида кремния достигает 100 В/нс, а устройства GaN работают ещё быстрее. Такие скорости нарастания фронтов порождают широкий спектр гармоник, который может занимать несколько сотен МГц и даже больше. Это ставит разработчиков силовых приборов и силовой электроники перед двумя основными проблемами:

  1. При разработке приходится учитывать паразитные эффекты, особенно распределённые индуктивности, начиная с нескольких нГн. Проблема здесь в том, что не всегда удаётся предвидеть место, где возникнут такие паразитные элементы, особенно если ранее вы не обращали на них внимания.
  2. Как только длина волны составляющих частотного спектра начинает приближаться к размерам элементов схемы, разработчик должен учитывать зависимость импеданса от частоты, т.е. рассматривать схему с «двумерной» точки зрения. Это связано с тем, что на частоте резонанса импеданс может значительно изменяться. Теперь его нельзя считать "одномерным" статическим значением.

Рисунок. 1. Измеренная зависимость импеданса от частоты для модуля на основе SiC. (Lemmon, Graves, 2015a).

 

Чтобы рассмотреть конструкцию с «двумерной» точки зрения, разработчики должны позаимствовать инструменты у радиоинженеров (Lemmon, Graves, 2015a). Эти инструменты включают анализаторы импеданса и электрических цепей, а также программные средства моделирования, которые позволяют анализировать устройство, как цепь с распределёнными параметрами в чатотной области.

Ценность таких инструментов несомненна, как для производителей силовых компонентов и модулей, так и для разработчиков силовой электроники. Если начать с производителей, то речь идёт о достижении максимальной производительности конечного продукта и завоевании рынка. Производители вкладывают большие средства в исследования технологии WBG и не хотят, чтобы паразитные элементы корпусов или модулей сдерживали инновации и ухудшали характеристики изделий. Старые корпуса и модули, используемые для кремниевых приборов, имеют такой уровень паразитных составляющих, который делает их малопригодными для устройств WBG.

На рисунке 1 показан пример измерения импеданса модуля SiC (Lemmon, Graves, 2015a). График сравнивает смоделированные данные частотной области с результатами реального измерения, выполненного анализатором цепей с функцией анализа импеданса. Подробности измерения не столь важны. Важно то, что при достижении резонансной частоты наблюдается существенный изменение модуля и фазы импеданса. Понимание таких деталей необходимо для разработчика, планирующего использовать крутые фронты, которые могут возбудить такой резонанс (а также другие резонансы в схеме устройства). Если бы это измерение выполнялось с помощью измерителя RLC, то мы получили бы всего лишь "одномерное" представление в крайней левой точке частотного спектра. Что же касается силовых устройств на основе GaN, то многие производители уже сталкивались с проблемами паразитных элементов в конструкции корпуса. Например, компания GaN Systems разработала инновационный корпус GaNPX, а компания EPC в корне решила проблему, полностью избавившись от корпуса.

Рисунок . 2. Электромагнитная модель в САПР ADS в сочетании с дискретными элементами схемы. Щёлкните на рисунке, чтобы увидеть подробности.

С точки зрения разработчика, при использовании устройств WBG в силовых преобразователях, гармоники, генерируемые устройствами WBG, взаимодействуют с непредусмотренными паразитными элементами, что может порождать проблемы, такие как сквозные токи и осцилляции. Пренебрежение «двумерным» представлением паразитных элементов при проектировании силовой электроники заканчивается обычно одним из двух следующих вариантов:

  1. Разработчик начинает ухудшать характеристики WBG устройства, пока паразитные явления не исчезнут. Это сводит на нет все преимущества устройства WBG, заставляя его работать подобно обычному кремниевому устройству.
  2. Разработчик делает разумные предположения о возможном месте расположения паразитных элементов и пытается менять топологию печатной платы, пока не устранит проблему. Такой метод проб и ошибок существенно увеличивает стоимость разработки и время продвижения на рынок.

Зачастую в реальных условиях наблюдается некоторая комбинация этих двух вариантов, и в результате проектирование отнимает больше времени, затраты на исследования увеличиваются, а параметры получаются ненамного лучше, чем при использовании кремния. Воспользовавшись средствами проектирования, поддерживающими «двумерное» представление, такого исхода можно избежать. Например, при использовании САПР ADS, позволяющего моделировать электромагнитные поля и работать в частотной области, разработчик может представить паразитные элементы своего устройства в виде представления распределённой цепи в заданном частотном диапазоне.

Так ЭМ симулятор Momentum, входящий в состав САПР Keysight Advanced Design System (ADS), берёт топологию печатной платы и, учитывая свойства материала печатной платы и корпусов, создаёт ЭМ модель паразитных элементов структуры, позволяя обойтись без изготовления опытного образца. Эта модель становится частью общей системы моделирования. Это экономит время и деньги и исключает непродуктивные итерации “проб и ошибок”. На рисунке 2 показан типичный “символ” из САПР ADS. Этот “символ” представляет собой ЭМ модель структуры печатной платы в сочетании с дискретными элементами, которые образуют полную схему для симулятора ADS Transient Convolution Simulator. Выполняя моделирование разных вариантов топологии, можно сравнить их выходные сигналы и избежать таких проблем, как перегрузка силовых устройств, осцилляции, сквозной ток и другие нежелательные динамические эффекты.

Рисунок. 3. Самодельная тестовая оснастка для анализа импеданса силового модуля SiC (снимок из статьи Lemmon, Graves, 2015b).

До сих пор я описывал проблемы проектирования устройств на основе WBG, связанные с паразитными эффектами, просто утверждая, что разработчики силовой электроники должны использовать средства «двумерного» анализа, которыми пользуются радиоинженеры. Конечно, эти проблемы имеют и другие аспекты. Некоторую ответственность за предоставление этих средств «двумерного» анализа разработчикам силовой электроники несут сами создатели таких инструментов. Сегодня эти приборы, а также соответствующие обучающие материалы нацелены на применение в ВЧ электронике. Именно производители приборов должны заговорить на языке разработчиков силовой электроники и учесть требования форм-факторов силового оборудования. Например, синяя кривая на зависимости импеданса от частоты на рисунке 1 получена с помощью измерительной схемы, показанной на рисунке 3.

Чтобы выполнить точные, воспроизводимые измерения паразитных элементов, очень важно иметь хорошую тестовую оснастку, обеспечивающую подключение прибора к исследуемому устройству. Без хорошего интерфейса между прибором и тестируемым устройством, в результатах измерения будут преобладать паразитные элементы самого интерфейса. Производители таких решений предлагают множество высококачественных соединителей и тестовой оснастки для радиочастотной промышленности, помогая выполнять точные, воспроизводимые измерения. Тестовая оснастка, показанная на рисунке 3, создана доктором Andrew Lemmon в Университете Алабамы. На создание такой тестовой оснастки для измерения импеданса силового модуля на основе SiC пришлось потратить немало человеко-часов, и это всего лишь для того, чтобы выполнить измерение. Было бы это ВЧ устройство с коаксиальными разъёмами, можно было бы легко воспользоваться серийно выпускаемой тестовой оснасткой.

С точки зрения производства существует множество препятствий на пути внедрения устройств WBG вместо кремния. К хорошо известным препятствиям относятся стоимость и надёжность. Другое, не столь важное, но влияющее и на производителей устройств WBG, и на разработчиков конечных изделий препятствие, это паразитные эффекты топологии. Для решения этой проблемы разработчикам силовых устройств нужны программные и аппаратные средства проектирования, применяемые в ВЧ электронике, которые позволяют рассмотреть паразитные элементы в «двумерном» представлении зависимости импеданса от частоты. В то же время производители этих «двумерных» средств проектирования должны сделать так, чтобы будущие версии таких инструментов заговорили на языке разработчиков силовой электроники и учитывали требования форм-факторов силового оборудования.

Литература:

1.Reusch, David., Strydom, Johan (2013). Understanding the Effect of PCB Layout on Circuit Performance in a High Frequency Gallium Nitride Based Point of Load Converter.IEEE Xplore. Источник: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=6520279

2.Lemmon, Andrew., Graves, Ryan (2015). Parasitic Extraction Procedure for Silicon Carbide Power Modules. IEEE Xplore. Источник: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7295986

3.Lemmon, Andrew., Graves, Ryan (2015). Gate Drive Development and Empirical Analysis of 10 kV SiC MOSFET Modules. IEEE Xplore. Источник: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7369321

 

Вы заинтересованы в повышении производительности вашего труда?

Всеми ли возможностями САПР Keysight ADS Вы пользуетесь?

Посетите тренинг по ADS в Москве 20-23 сентября! Тренинг состоит из нескольких модулей по основам работы в ADS и средствам 3D-электромагнитного моделирования. Обучение проводится квалифицированным инструктором  на русском языке с использованием последней версии программы Keysight ADS.

 

Ниже Вы найдете информацию о регистрации и детальную программу курса. Число участников ограничено. Сделайте первый шаг навстречу повышению эффективности Вашей работы, зарегистировавшись на данный тренинг. Участие в тренинге платное. По вопросам участия в тренинге и оплаты обращайтесь к Сергею Баранчикову +7 (985) 763-57-46, +7 (495) 332-37-28, sergey.baranchikov@keysight.com

Программа тренинга:

 

 

Офис Keysight Technologies в Москве

День1


Вторник
20 сентября, 2016
9:00 – 17:00

Проекты и средства симуляции цепей

Детали использования ADS 2016
Обзор проектов, библиотек, ячеек и технологий
Схемы, системы и компоненты цепей, подсхемы
Символы и динамический выбор модели
Основы источников сигнала, нагрузок и переменных
Основы симуляций: DC, S-параметры, Переходные процессы, Гармонический Баланс
Отображение результатов расчёта
Использование базы примеров и ассистентов разработки (синтез компнонентов)

День 2

 

Среда
21 сентября, 2016
9:00 – 17:00

Симуляция цепей

Согласование импеданса
Техники оптимизации
Дисплей данных
Переменные и уравнения
Параметризация
Создание усилителя (при помощи демонстрационной PDK библиотеки)
2-тональная симуляция усилителя методом Гармонического Баланса и обработка данных расчёта

День 3

 

Четверг
22 сентября, 2016
9:00 – 17:00

Основы ЭМ симуляций

Основы создания электромагнитных моделей топологии при помощи симуляторов Momentum и FEM. Оптимизация при использовании параметризованных элементов топологии. Ко-симуляция электромагнитных моделей и компонентов схемы. Моделирование антенн, расчёт поля в дальней зоне, диаграммы направленности

День 4


Пятница
23 сентября, 2016
9:00 – 17:00

Параметризация ЭМ компонентов, ко-симуляция и ко-оптимизация

Параметризация ЭМ компонентов – основа оптимизации схем при совместном моделировании топологии и компонентов схемы. Преобразование статических элементов геометрии в параметрические. Сравнение двух подходов к моделированию: объединение декомпозированных элементов и симуляция всей топологии за один расчёт. Моделирование проводников конечной толщины на примере LTCC индуктивностей. Создание AEL макросов для параметризации компонентов и преобразование их в ЭМ компоненты

Это видео расскажет о фундаментальных принципах работы высокочастотных усилителей мощности. Если вы имеете ограниченный опыт в этой области, то данное видео будет для вас полезным. И даже если вы - опытный разработчик, то это видео всё равно будет для вас интересным, так как оно наглядно демонстрирует некоторые теоретические аспекты, на которые вы, возможно, ранее не обращали внимание. Здесь даются ответы на следующие вопросы: Что такое мощность переменного сигнала? Как она генерируется и рассеивается? Какие схемы типичны для данного типа устройств? Что такое нагрузочная линия, и как она может быть использована при разработке усилителя?

1) ADS Example Book: книга пошаговых примеров ADS с фокусом на разработке ВЧ/СВЧ устройств

 

Прекрасно подходит для инженеров, начинающих работать в ADS. Эти материалы содержат пошаговые инструкции по основам работы в ADS c указаниями и скриншотами программы. Не требуется опыта работы в ADS.

По завершении освоения этих примеров вы сможете:

  • Настроить свою собственную электромагнитную (ЭМ) симуляцию
  • Использовать встроенную функцию интерактивной диаграммы Смита для синтеза цепей согласования
  • Работать с 3D-просмотром при создании многослойных структур

Пройдите по шагам примеры разработки усилителя мощности и активного смесителя. Вы также освоите инструменты подстройки и оптимизации характеристик устройства, познакомитесь с библиотеками ADS и научитесь быстро добавлять компоненты в свою разработку.

 

Ниже представлен список пошаговых примеров. Каждый пример независим от других, таким образом будет просто выбрать и использовать пример в соответствии с вашими интересами:

ADS_Example_Book.png

  1. Начало работы в ADS
  2. Подстройка и оптимизация
  3. Симуляция методом Гармонического баланса
  4. Планарная электромагнитная (ЭМ) симуляции в ADS
  5. Разработка ВЧ системы
  6. Разработка СВЧ фильтра на дискретных и микрополосковых элементах
  7. Разработка направленного ответителя на дискретных и и микрополосковых элементах
  8. Разработка делителя мощности на микрополосковой и копланарной линии
  9. Разработка СВЧ усилителя мощности при использовании инструмента создания цепи согласования на основе интерактивной диаграммы Смита Smith Chart Utility
  10. Разработка активного смесителя

Скачайте бесплатную копию книги пошаговых примеров ADS Example Book по ссылке ниже:

https://www.keysight.com/find/eesof-ads-rfmw-examples

 

 

 

2) Учебное пообие по САПР SystemVue: Анализ и проектирование ВЧ и цифровых систем с помощью Keysight SystemVue

SystemVue_book_shade.png

 

Программное обеспечение SystemVue представляет собой специализированную САПР, предназначенную для проектирования электронного оборудования на системном уровне (ESL) и позволяющую инженерам-системотехникам и разработчикам алгоритмов совершенствовать физический уровень (PHY) беспроводных устройств и аэрокосмических/оборонных систем нового поколения. SystemVue предлагает уникальные возможности для разработчиков ВЧ устройств, а также пользователей цифровых сигнальных процессоров и ПЛИС/специализированных ИС, использующих в своих аппаратных платформах и радиочастотные схемы, и цифровую обработку сигналов.Данная книга представляет собой пособие по САПР Keysight SystemVue на русском языке.

Пособие описывает общие принципы и методы системного моделирования с помощью пакета программ SystemVue компании Keysight Technologies, а также содержит ряд прикладных примеров моделирования ВЧ систем и систем со смешанными сигналами.

Скачать пособие можно по ссылке:

http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5992-0197RURU.pdf

 

 

 

3) RF and Microwave Circuit Design  и 100 ADS Design Examples

RF_uW_Circuit_Design_book.png

 

Эти 2 книги охватывают различные аспекты разработки ВЧ/СВЧ устройств с точки зрения подхода, использующего САПР Advanced Design System (ADS), включая основные концепции разработки, компоненты, линии передачи, анализ цепей, условия трансфера максимальной мощности сигнала, цепи согласования на сосредоточенных и распределённых компонентах, а также насколько примеров разработки линейных усилителей.Авторы: Ali A. Behagi и Stephen D. Turner

 

ADS на сегодняшний день является самой используемой средой автоматизированногой проектирования ВЧ/СВЧ интегральных схем, модулей и плат, применяемых в каждом смартфоне, планшете, Wi-Fi маршрутизаторе, а также радарах и системах спутниковой связи. Знание фундаментальных основ и владение практическими аспектами разработки устройств в разы увеличит вашу конкурентноспособность на рынке труда.

 

Проекты ADS

 

Вы также можете скачать некторые главы и готовые демо-проекты, описанные в книгах, по ссылке:

https://www.keysight.com/find/eesof-ads-rfmw-workspaces

 

 

 

4) Radio System Engineering: A Tutorial Approach

Авторы: Hector J. De Los Santos, Cristian Sturm, Juan Pontes

Эта книга даёт общее представление о радиосистемах и их частях, фокусируя читателя на аналоговых

компонентах систем и их неидеальности.

Авторы предлагают практический, инновационный подход к проектированию, сочетая дискуссии и пошаговые примеры, созданные в Keysight SystemVue – САПР системного уровня. Благодаря этим реалистичным примерам читатели смогут расширить свой кругозор и приобрести опыт  в проектировании систем приёмопередачи сигналов в приложениях систем связи, а также радиолокационных приложениях.

 

Перечень примеров:

Radio_Systems_Engineering_book.png

  1. Введение в САПР Keysight SystemVue на примере создания базовой модели
    приёмника
  2. Разработка приёмника прямого преобразования
  3. Разработка приёмника на базе гетеродинного преобразователя
  4.  

  5. Разработка передатчика с фазовой манипуляцией. Создание полного канала связи
  6. Раработка FMCW радара (на основе сигнала с постоянной огибающей и частонтой модуляцией сигнала)

 

Получить более подробную информацию и скачать примеры глав можно по ссылке:

https://www.keysight.com/main/editorial.jspx?cc=RU&lc=rus&ckey=2509480&id=2509480&cmpid=46080AMFWD

 

Поздразделение EEsof компании Keysight является ведущим производителем систем автоматизированного проектирования (САПР) для разработки радиоэлектронных устройств.

 

Следя за обновлениями этого блога, мы будете оставаться в курсе новейших технологий в области моделирования высокочастотных и высокоскоростных цифровых устройств, создания моделей компонентов, обработки сигналов и проектирования радиочастотных цепей.

 

Инженеры смогут быстрее создавать требуемые устройства, используя технологическую платформу на основе наших средств проектирования систем, компонентов и элементов на физическом уровне. Мы предлагаем полные интегрированные решения для проектирования таких устройств, как сотовые телефоны, беспроводные сети, радиолокационные системы, системы спутниковой связи и высокоскоростные цифровые проводные устройства.

 

 

Наши приложения включают решения для проектирования на системном уровне (ESL), средства проектирования высокоскоростных цифровых схем, аналоговых и смешанных схем, решения для моделирования ВЧ/СВЧ устройств для коммерческой беспроводной связи, аэрокосмической и оборонной промышленности.

 

САПР Keysight совместимы с собственным контрольно-измерительным оборудованием Keysight и используются для его разработки.

 

 

Пакеты САПР Keysight предлагают широчайший спектр гибких решений, легко адаптируемых к вашему маршруту проектирования и бюджету, и при необходимости могут быть расширены: вы можете добавлять необходимые методики расчета (симуляторы), модели и библиотеки. Мы предоставим вам высококлассное программное обеспечение и поддержку, необходимые для повышения производительности проектирования.

 

Picture1.png

Узнать больше о САПР Keysight EEsof >>