第7章射频电路设计的CAD技术无线通信射频电路技术与设.pptx

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1、第7章射频电路设计的CAD技术教学重点本章重点介绍了RFIC设计的一般流程、集成CAD设计环境的组成及各个部分的相互关系；介绍了CAD程序包的各个特点及其内部各模拟引擎的原理特点和功能作用；介绍了电磁模拟技术和电路模拟技术；介绍了EM电磁模拟工具；介绍了几种市场上流行的商业软件包。教学重点教学重点掌握：CAD程序包的特点；电路模拟技术的步骤和模拟方法；电磁模拟技术的步骤和模拟方法。了解：RFIC设计的一般流程、集成CAD环境的组成及各个部分的相互关系。熟悉：几种市场上流行的商业软件包。能力要求本章目录第一节集成CAD设计平台第二节CAD程序包的特点第三节电路模拟技术第四节

2、电磁模拟技术第五节商用CAD程序包知识结构射频电路设计的CAD技术集成的CAD设计平台CAD程序包的特点电路模拟技术电磁模拟技术商用CAD程序包谐波平衡模拟器支持工具原理图捕获层次化设计模拟控制参数电路元件库电路优化版图直流模拟器线性模拟器Volterra级数瞬态分析卷积分析噪声分析包络分析混合模式分析成品率分析电磁求解程序的要求EM软件EM模拟器的应用和局限EM模拟器的类型数值方法EM模拟器的特性优化EM模拟器的性能商用EM软件包AWR公司的MicrowaveOffice2000AgilentEEsofEDASeriesIVAnsoft公司的SerenadeDeskto

3、pAgilentEEsofEDAADSCadence公司的AnalogArtistOptotek公司的MMICADEagleware公司的Genesys§7.1集成的CAD设计平台现在CAD技术已成为RFIC设计流程的一个完整部分。下图为使用Cadence设计RFIC的设计流程。完整的RFIC设计流程§7.1集成的CAD设计平台CAD程序包的实质是把集成的设计环境分解为一系列相互关联的程序或子软件包。集成CAD设计环境(1)原理图编辑器子软件对于任意特定的设计，可能有许多按层次组织的原理图。从而原理图可能包含与另一个原理图相链接的途径。这有助于管理复杂的设计，而且允许设计

4、者把通用的子电路存放在元器件库中并把这些子电路以功能模块或者元件的形式用于以后的设计。§7.1集成的CAD设计平台(2)模拟引擎子程序包程序包所包含的模拟引擎确切数目及特点随着程序包的不同而不同。一般来说，子程序包有直流、线性、瞬态模拟器。(3)输出处理子程序包进行仿真之后，仿真结果必须以设计者能正确解释的格式表示。第三个子程序包是对输出数据做后续处理。绝大多数商用程序包能显示矩形网格、极坐标网格和Smith圆图，各种不同的输出能加载到这些图形当中。(4)版图编辑器子程序包在集成设计环境中，版图编辑器允许设计者通过按钮来同步生成电路图的物理版图。通常这个过程以两路方式工作

5、，即当电路图发生变化，电路版图则自动更新，反之亦然。(5)电磁场求解程序包当设计者希望包括不符合标准库元件的无源结构的效应及其他可能的寄生效应时，需要有用于模拟任意单层或多层平面结构效应的二维半电磁场求解程序。§7.2CAD程序包的特点(1)支持工具为了提高设计效率，现在的CAD程序包提供了大量的综合性工具，需用时只需激活这些工具。支持工具是微波CAD程序包的一个重要附属品。虽然其结果往往是理想化的，但是，在任何设计中，它们是获得初始值的最好途径。(2)原理图捕获现在的方法允许设计者在一个设计区域内放置电路符号，并用虚拟的线把它们互连起来。如果所有存在的元件都用适当的符号

6、表示，产生的电路描述模拟了电路原理图。同时元件参数显示在设计区域内相应元件下方的多项文本框中，而且设计者可以设定是否将这些参数显示。(3)层次化设计层次化的方法作为一种高效的设计方法，不仅应用于软件编程，也是将复杂电路分解成更多的可管理的元件的一种方式，是广泛应用在CAD设计中的一个有力的概念。设计者通过单独定义子电路，并仅通过参考符号把子电路导入更复杂的电路中，也就发展出了分层设计的方法。§7.2CAD程序包的特点(4)模拟控制参数所谓模拟控制参数，也就是赋给CAD程序包并指示它如何进行模拟的参数。对这些参数的规定要么是在顶层电路原理图或者在专门的测试区中，这取决于特定

7、的程序包。控制参数有两类：一类参数是为电路激励设置扫描范围，另一类用于改变模拟器的运行时间设置。(5)电路元件库CAD软件包中的电路元件库为设计者提供了大量的各类元件。一般将这些元件分为四大类：通用无源元件、通用有源元件、制造商供应的元件和用户自定义的元件。(6)电路优化所谓电路优化设计，是指在电路的性能已经基本满足设计功能和指标的基础上，为了使得电路的某些性能更为理想，在一定的约束条件下，对电路的某些参数进行调整，直到电路的性能达到要求为止。§7.2CAD程序包的特点(7)版图版图设计或者称作物理设计是重要的一环。它是把每个