O software ADS apresenta-se como uma solução eficiente para projetistas, engenheiros e empresas que buscam conceber e fabricar componentes e sistemas de alta qualidade com agilidade.
Este programa facilita a criação e simulação de peças, independentemente de sua complexidade. Além disso, sua interface intuitiva torna o aprendizado e a adaptação ao software um processo simples.
O ADS revolucionou o campo do design de circuitos e sistemas eletrônicos, com setores como o automotivo e outros adotando rapidamente essa solução diferenciada, que oferece recursos e funcionalidades prontas para uso.
Vamos explorar mais detalhes sobre o software ADS e como ele pode otimizar seus processos de design.
O que é o ADS?
O Sistema de Design Avançado (ADS) é um software de ponta para design, simulação e automação de circuitos eletrônicos, desenvolvido pela PathWave Design, uma divisão da Keysight Technologies.
O software ADS proporciona um ambiente integrado para projetar sistemas eletrônicos de radiofrequência (RF), incluindo redes sem fio, telefones celulares, comunicações via satélite, pagers, links de dados de alta velocidade e sistemas de radar. Originalmente lançado em 1985 como Microwave Design System (MDS), o ADS foi modernizado em 2016, com melhorias significativas em sua velocidade, desempenho e flexibilidade de design.
Designers podem utilizar o ADS em todas as fases do processo de design, desde a captura esquemática, verificação de regras de design e layout, até simulações de campo eletromagnético e de circuitos, tanto no domínio do tempo quanto da frequência. Essa abordagem permite que os projetistas caracterizem e otimizem seus designs de RF com facilidade, sem precisar alternar entre diferentes ferramentas ou sistemas.
Características do ADS
Algumas das características notáveis do ADS incluem:
- Modelos de design: O ADS oferece suporte de design integrado por meio de modelos práticos, permitindo que você comece projetos rapidamente, sem perder tempo em cada etapa do design, começando do zero.
- Bibliotecas de componentes: Você terá acesso a uma extensa biblioteca de componentes, onde poderá encontrar as peças necessárias para adicionar ao seu projeto. Isso poupará tempo valioso. Tudo o que você precisa fazer é navegar pelos componentes disponíveis e escolher os adequados para seu projeto.
- Sincronização automática: O ADS permite sincronizar o layout automaticamente para visualizar a representação física do projeto enquanto você cria os esquemas.
- Flexibilidade: O ADS oferece um fluxo de trabalho completo para desktop, permitindo maior sucesso no design. Além disso, você pode incorporar projetos líderes do setor para garantir que seus projetos estejam em conformidade com os padrões atuais. A modelagem não linear do seu projeto pode ser realizada por meio de parâmetros X. Os parâmetros X são uma marca registrada da Keysight nos EUA, Japão, União Europeia e outras regiões. Eles contêm equações e formatos que auxiliam no design.
- Otimização da exibição: Personalize a exibição de dados e do painel de controle para atender às suas necessidades. Isso também pode aumentar a produtividade, já que você pode visualizar e modificar designs facilmente para criar produtos de alta qualidade com menos iterações.
- Integração: O software ADS se integra aos simuladores eletromagnéticos PathWave. Isso permite que você tenha uma visão clara de 360 graus do seu design e avalie se ele está funcionando conforme o esperado. Dessa forma, você pode identificar áreas para melhoria e otimizar seus projetos.
- Gerenciamento: O software ADS armazena todos os dados relacionados ao seu projeto, componentes e sistema completo que você pretende criar. Ele também facilita o gerenciamento do seu espaço de trabalho para acelerar a produção. Você pode compartilhar seu espaço de trabalho com equipes e gerenciá-lo colaborativamente.
Benefícios do ADS
Aqui estão algumas das vantagens de usar o software ADS:
Maior confiança no design
Com os dados precisos fornecidos pelo ADS, suas equipes podem avaliar se seus designs atendem às especificações exigidas. A análise e visualização de dados do software incluem gráficos e diagramas que ajudam a analisar os dados de forma clara, facilitando conclusões e modificações. Ao identificar as falhas no seu projeto, você pode corrigi-las facilmente, aumentando sua confiança no resultado.
Produção mais rápida
Acelere seu design e avance para a produção com modelos, assistentes e guias de design úteis. O fluxo completo do projeto inclui esquemas, circuitos, layouts e simulações eletrotérmicas e eletromagnéticas.
Mesmo que sua equipe seja nova no software, ela se adaptará rapidamente. Ela pode criar e melhorar cada componente e colocá-los em produção mais rapidamente, reduzindo o tempo de lançamento no mercado.
Superando desafios de design de alta velocidade
À medida que a velocidade e a frequência aumentam, a potência e a integridade do sinal se tornam mais críticas em placas de circuito impresso (PCBs). Perdas na linha de transmissão podem levar a falhas em dispositivos eletrônicos.
A modelagem de interconexões, traços e vias é essencial para simular PCBs com precisão. A Keysight auxilia na melhoria do desempenho de links de alta velocidade em projetos de PCBs por meio de simuladores eletromagnéticos e projetos de circuitos integrados personalizados para análise de integridade de sinal e energia.
Isso resulta em um design impecável de cada componente do seu sistema, que pode ser produzido com confiança.
Melhora a confiabilidade do design
Confiabilidade e eficiência são essenciais ao projetar e produzir componentes e máquinas.
Sistemas como inversores solares, veículos elétricos e fontes de alimentação requerem projetos eficientes. Empresas buscam maneiras de melhorar a eficiência e confiabilidade de dispositivos de energia, mesmo durante a fase de projeto. Materiais como nitreto de gálio e carbeto de silício podem ser utilizados para alcançar esse objetivo. Com o ADS da Keysight, você pode modelar fontes de alimentação chaveadas e materiais modernos para otimizar seus designs e obter a máxima eficiência.
Aplicações do ADS
A seguir, são apresentadas as áreas em que você pode utilizar o software ADS:
Simulação de circuito
O ADS 2016 é um software robusto que melhora o Harmonic Balance Engine, aprimorando a precisão, convergência e velocidade dos simuladores de circuito. Ele também oferece anotação DC avançada, que acelera a produção de projetos complexos.
Além disso, o suporte para Linux e Windows para simulação eletrotérmica amplia a acessibilidade desse sistema para a maioria dos projetistas. É possível realizar simulações em diversos servidores baseados em nuvem, aproveitando velocidade e escalabilidade aprimoradas.
RFIC de Silício
O ADS da Keysight ajuda a reduzir falhas de hardware e custos associados, integrando módulos que interconectam sistemas de design de circuitos, como circuitos integrados de radiofrequência (RFIC), laminados, antenas, circuitos integrados monolíticos de micro-ondas (MMIC), embalagens em nível de wafer e PCBs em estruturas tridimensionais.
O ADS também facilita a simulação de EVM para otimização e ajustes, permitindo a verificação de padrões sem fio de nível industrial, como radar automotivo, 5G e WiFi, em condições lineares e não lineares.
Verificação de Layout
Novos recursos e melhorias no software ADS tornam os layouts mais rápidos, robustos e intuitivos. Foram implementadas melhorias no controle e verificação de grade de fabricação, redes de aterramento, visualizador 3D, conectividade e realce, mapeamento de layout para nomes de rede esquemáticos e importação de arquivos .brd para simulação EM.
O software oferece arcos reais para desenhar ou editar com precisão espirais e traços curvos, exportação/importação GDSII automatizada para evitar erros do usuário e edição em massa de diferentes estruturas, como formas, traços, pads e vias, na mesma rede. Além disso, é possível verificar a densidade da área local utilizando o Design Rule Check (DRC).
Eletrotérmica
O ADS permite um design preciso de filtros SAW, bem como a modelagem de grafeno. Um modelo térmico pode ser aplicado em diversos projetos importados para melhorar o fluxo interoperável.
Integridade de Energia
O ADS oferece simulação EM focada na integridade do sinal para aplicações de PCB de alta complexidade e precisão, juntamente com o PIPro, simuladores EM para analisar redes de fornecimento de energia.
Ele também oferece:
- Novo Sparse Direct Solver para simulações 40% mais rápidas, mesmo para estruturas complexas.
- Cache de malha para tempos de simulação reduzidos.
- GUIs em cache para modelos de componentes, facilitando a exclusão ou seleção.
- Vários VRMs em uma única simulação de queda de IR DC.
Como criar designs usando o ADS?
Criar seu primeiro design com o software ADS pode parecer desafiador. No entanto, ao entender os fundamentos, o processo se tornará mais fácil, e você poderá avançar por meio da prática.
A seguir, vamos detalhar como criar seu primeiro design no ADS, simular e plotar os resultados.
Criar esquemas
Comece criando um projeto esquemático da peça ou componente desejado. Por exemplo, se você deseja criar um filtro passa-baixa, você precisará adicionar um componente, como um resistor.
No ADS, existe uma biblioteca de componentes que você pode usar para encontrar o componente pré-construído e adicioná-lo ao seu design, o que economiza tempo em vez de criar do zero. Há diversos componentes disponíveis para facilitar e agilizar seu projeto, incluindo resistores, capacitores, fios, links, itens de dados, fontes de medição, controladores de simulação, etc.
Esses componentes são categorizados em “Paleta”. Alternar entre as paletas é simples usando o menu suspenso. Os nomes das paletas são intuitivos, facilitando sua localização e inserção no ambiente de design. Por exemplo, você pode encontrar resistores, capacitores e indutores em “componentes agrupados”. Caso encontre dificuldades para localizar um componente, você pode procurá-lo em ordem alfabética na lista de componentes.
Posicionar o componente
Depois de encontrar o componente desejado, como um resistor, você pode adicioná-lo ao seu esquema. Ao selecionar um componente, ele será anexado ao cursor. Para interromper a colocação do mesmo componente, pressione a tecla ESC. Em seguida, você pode alterar os parâmetros do componente, que são definidos inicialmente por padrão. Clique no valor padrão e substitua-o pelo valor desejado. Às vezes, o valor padrão pode não ser visível. Para exibir mais propriedades a serem alteradas, clique duas vezes nesse componente.
Repita as etapas para adicionar outros componentes, como capacitores ou indutores, da lista de paletas. É possível alterar a orientação do componente, girando-o em 90 graus, usando a opção na barra de ferramentas. Além disso, é possível alterar o prefixo da unidade.
O software ADS da Keysight oferece flexibilidade com a opção de arrastar. Para organizar o esquema, você pode arrastar os componentes, o que não afetará as conexões.
Sincronizar o projeto
Para que o projeto esquemático faça sentido, você deve definir as conexões entre os componentes e como eles se posicionam no seu design. Isso ajudará a sincronizar o design.
Por exemplo, você pode conectar o capacitor ao terra, selecionando “terra” na barra de ferramentas. Além disso, você pode adicionar um fio e conectar os diferentes componentes, o que permite medir a tensão de saída.
Simulação
Para a simulação, é necessário um controlador de simulação para definir o objetivo da simulação. Há diferentes tipos de controladores, como parâmetro S, DC-AC, tração de carga, equilíbrio harmônico, entre outros. Executar uma simulação não é complicado com o software ADS.
Por exemplo, se você deseja simular AC, acesse a paleta AC de simulação e localize o controlador de simulação AC.
Todos os controladores de simulação têm um ícone de engrenagem. Selecione o controlador desejado e modifique as configurações de acordo com seus requisitos de simulação.
Na fase de simulação, você precisa de elementos como um componente de origem ou rótulo. Adicione o componente de origem ao seu ambiente de simulação. Assim como antes, modifique os valores do conjunto de componentes escolhidos por padrão.
Se você quiser calcular a tensão facilmente sem usar um componente de sonda, use um “rótulo”. Para isso, defina o nome da rede e adicione-o ao local onde você deseja calcular a tensão.
Isso permite criar um circuito totalmente funcional pronto para simulação. Inicie a simulação usando a tecla de atalho F7 ou a barra de ferramentas. Agora você pode observar o comportamento do seu circuito com todos os componentes interagindo.
Plotagem
Após a simulação, você terá acesso a uma página onde é possível adicionar equações e gráficos.
Há vários tipos de gráficos e diagramas para escolher, como gráficos de Smith, gráficos polares e gráficos retangulares. Existe um elemento chamado variável “vout” (escrito como “v out”), que mede o rótulo colocado.
Exemplo: Você escolheu o gráfico retangular.
Agora, comece a plotagem definindo os eixos x e y.
Aqui, “vout” será o eixo y deste gráfico, e o controlador de simulação, como o controlador de simulação AC, define a frequência como o eixo x do gráfico. Agora, você pode visualizar os dados com a ajuda desse gráfico no ADS.
Conclusão
O software ADS simplifica o design de peças e sistemas, sejam eles simples ou complexos. Além de oferecer recursos e funcionalidades exclusivas, ele é fácil de usar para engenheiros e projetistas.
Se você está procurando uma solução de software para projetar PCBs, circuitos e muito mais, o ADS pode ser uma excelente opção. Ele oferece uma avaliação gratuita para que você possa verificar se atende às suas necessidades de design e simulação.