最近禾粉给小禾推荐了ADS(Advanced Design System)中的RFPro功能,经过几天的尝试,发现它实在是太强,太香了,尤其是动态连接到HFSS进行EM仿真,属实牛P。当然好东西要大家一起分享。今天就说说这个Keysight给大家隐藏的福利~~~
ADS 从 2019 版本开始加入了 RFPro 功能。RFPro 能够方便地将 PCB 导入,进行匹配通道的仿真与调试,所以对于RFPro是ADS为专注射频仿真开发的功能。
RFPro 是可以集成在 ADS 或 Virtuoso 平台上的电磁求解工具,内置经典的 Momentum 与 FEM 算法,主要针对射频电路应用。它可以完成射频印制电路板、各类工艺芯片、射频多功能模块的快速电磁求解。看到这,有的禾粉不禁会问,这和普通的EM setup没什么区别呀。还请别急,耐心往下看,你就能找到答案了。
RFPro的主要功能是能够将电磁场仿真与电路仿真紧密结合起来。在射频电路设计中,准确评估 PCB 走线的寄生效应以及射频元件的电路特性对整体电路性能的影响至关重要。RFPro 可以对包含物理互连(如键合线、封装等)的集总或分立电路元件进行电磁电路协同仿真,以补偿频移、损耗和失配等问题,获得更准确的电路仿真结果。
我们可以先使用F1调出来ADS Help,搜索RFPro相关的帮助文档
还有一些完整的参考实例
examples/EM/RFPro/RFPro_2Stage_RF_Board_Amp_wrk.7zads
使用RFPro之前,
我们先建立一个Layout(添加Port)和一个衬底文件substrate (.ltdor .subst).
首先,启动RFPro的方法其实很简单,一般都是
Layout->Tools->RFPro来新建或者打开
已有RFPro设置文件。
下面是整个RFPro的界面,这个和ADS的EMpro很类似。左侧一共两栏,偏上面的是Design元素,下面的是仿真设置,中间是2D/3D图形显示区域。
接着,在Analyses上右键,New Full EM Extraction,添加仿真。
接下来,添加Port,虽然我们在前面Layout中添加了两个Pin,但是需要将这两个pin,添加到RFPro的分析中。步骤就是:直接拖动Design栏的Pin到下面Ports菜单上,这样就添加好Port了。
注:Port分隔号前面的是Port Number。右键,Advance Properties 可以设置该Port的阻抗和馈线类型。
这里插一句,RFPro是怎么处理器件的pin呢?
RFPro计算组件引脚形状与电磁模拟布局之间的交集。如果交集形状是一个点,则会创建一个点引脚形状。如果交集形状是一条边,则会创建一个边引脚形状。如果交集是一个或多个区域,则会根据交集区域创建相应的引脚形状。
当选中“Component Includes Area Pins In Net”复选框时,区域引脚将保持原样。在这种情况下,引脚形状将包含在连接网络中,并且会完全相交。
然后,进行仿真设置,双击分析里的Option菜单,弹出下面设置框,可以设置环境温度,工艺波动,频率策略,仿真器,资源等。关于工艺波动的设置和理解可以参考manual。
注:仿真器有三类:
点击右边的扳手按钮,还有高级设置:
大部分情况都是本地仿真,如果有远程服务器或者队列服务器还有更多可设置的内容。
最后,保存后就可以双击,Run进行仿真啦。
仿真结束后,看到Result菜单下有如下结果:
双击S参数,然后通过矩阵选择,显示仿真后的S参数
还也双击Generate Test Bench来自动生成原理图,如下所示:
小禾个人觉得如何使用HFSS Link,和HFSS的动态连接,其实才是使用RFPro存在真正的意义。
Keysight Technologies 宣布与 Ansys 展开更深入的合作,将 Keysight 的 RFPro 环境与 Ansys 的 HFSS 电磁仿真进行集成。Keysight 目前正通过 PathWave 工作流解决方案应对客户面临的更大工作流挑战。HFSS 是一款可靠且广泛使用的有限元方法(FEM)求解器。现在,除了 Momentum 和 Keysight FEM 之外,ADS 设计工程师还可以在 ADS RFPro 中使用 HFSS 作为额外的仿真选项。
想要支持HFSS Link需要安装ADS2022及以上版本。并且有e_pwad_em_lynx_sim1这个license选项,如果没有的话,在Simulator里是看不到HFSS的,只有Momentum RF /Momentum uW / FEM三种选项。
HFSS需要Ansys Electronics Desktop 2021 R2及以上版本。需要设置环境变量:
ANSYSEM_ROOT_RFPRO=C:\Program Files\AnsysEM\AnsysEM21.2\Win64
注:由于HFSS不支持Adaptive扫频,所以频率sweep设置要修改一下。
经过一段时间等待后,下面就是HFSS的仿真结果啦
相信看到这里的禾粉已经被RFPro的强大所折服了,不过小禾要说的是,这只是RFPro冰山的一角,除了和HFSS动态调用这么炸裂的操作之外,RFPro还有和器件联仿联调的功能更是香的没话说。更过的功能留给各位禾粉去探索吧!
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