ADS基本操作之原理图symbol的创建与使用_专栏

在进行简单的小型电路的设计与仿真时，我们可以很清晰地搭建各个子模块，最后直接进行仿真即可。但在进行一个比较庞大规模的电路设计与仿真时，我们必须先搭建好各个电路的子模块并进行仿真，确保每个子电路都能正常工作后才能进行整体电路的设计。并且在电路规模较大时，若不进行视图层面的整理，整个电路将看上去十分凌乱。ADS中提供了symbol功能，我们可以将子模块打包成一个symbol元件，然后再使用这些symbol元件搭建更大规模的电路，这样一来，整体电路看上去会更加简洁明了。

这类似于编程界的函数，如果不使用symbol元件进行电路设计，就好比不适用函数进行程序设计一样，这会大大降低设计人员的工作效率。本篇文章将为大家介绍将原理图与版图打包成symbol元件，并进行相应原理图和版图电路的仿真。

一、原理图设计

如图，这是一个开路单支节阻抗变换网络。

我们对它进行S参数仿真，发现这是一个工作频率为2.2GHz的阻抗变换网络，能够将10欧姆变换至50欧姆，或者说能够实现10欧姆到50欧姆的阻抗匹配。

首先我们能够想到，在封装一个电路模块时，需要预留一些引脚，以连接电路与外界，因此我们首先需要在电路的输入输出端加入pin，如图：

接着，我们需要删除或者deactivate掉所有的仿真器，因为对于一个symbol来说，它只是一个电路模块，不能单独进行仿真。最终的symbol原理图电路如图：

接下来我们回到ADS的Home页面，在我们刚才创建的原理图电路的cell列表里，再创建一个symbol文件，如图：

创建后会自动打开symbol电路，并弹出对话框，在这个对话框里，我们可以选择symbol的样式，我们的匹配电路只有输入输出两个脚，我们随便选择一个二端口网络即可：

如果想要更改样式，点击菜单栏中的Open Symbol Generator dialog即可，如图：

完成后点击保存，然后退出。创建好以后，symbol会自动与原理图进行连接。我们重新打开一个新的原理图，这个原理图的Cell以test2命名，点击库文件即可加载刚才创建的symbol，如图：

单击Workspace Libraries，在里面找到我们刚才创建的symbol，双击放置在原理图中即可完成symbol的导入。symbol的名称就是symbol所在的Cell电路名称，我这里起的名称为test1，大家可以自行创建。如图：

大家可以单机顶部菜单栏里查看子电路的按钮，来查看symbol对应子电路的原理图，如图：

其子电路原理图如图：

可以看到，我们刚才创建的原理图与symbol已经联系起来了，下面，我们就可以在整体电路中使用该symbol进行仿真设计了。我们在test2原理图中调用test1的symbol，test2我们就称为主电路，test1就是子电路。我们在主电路对symbol进行S参数仿真，来观察一下仿真结果与我们刚开始的结果有无异同，test2的原理图电路如图：

注意，如果symbol电路里有微带线的话，我们还需要在主电路（test2）中加入MSub组件。主电路搭建完成后，进行仿真，仿真结果如下：

仿真结果与直接对test2电路进行仿真的结果一致。以上就是原理图电路封装成symbol的流程。

二、版图设计

我们设计一个电路时，不仅要完成其原理图仿真，还要设计对应的版图电路，进一步才能设计出最终的PCB电路板。那么，能不能创建一个symbol，同时连接对应子电路的版图和原理图呢？答案是：对于包含传输线的电路来说（微带电路），电路的传输线部分可以转换成版图形式，同一个symbol元件是可以将传输线的原理图和版图连接起来的，但对于一些没有版图模型的元件来说，只能制作原理图形式的symbol。一般情况下，拿微带线举例，我们可以将微带线部分制作成symbol，这个symbol是同时具有版图和原理图两种形式的，然后在主电路中将其与剩下的元件连接起来，进行整体版图原理图联合仿真。下面将继续以微带线形式的单支节匹配网络电路为例，为大家介绍如何将symbol元件与版图电路连接起来。

首先，我们需要将微带线形式的电路转换为版图形式，直接在symbol电路的原理图电路中进行操作，转换后的版图电路如图所示：

可以看到，系统自动在版图上生成了两个端口，这是因为symbol的原理图电路中已经设置了两个端口，在转换为版图的过程中，系统会自动将原理图中的端口与版图进行匹配。转换完成后，我们设置Em仿真器、板材信息以及相关的其他信息，设置方法在之前的文章中已经提到了，或者大家可以自行百度，这里不再赘述。完成所有设置后，我们打开EM仿真器，在上边菜单栏中可以查看编辑或新建symbol文件，如图：

因为我们之前已经创建了一个symbol，所以点击该按钮后，直接会跳转到symbol文件中去。因为我们已经设计了symbol的版图电路，所以这个时候我们可以在Open Symbol Generator dialog中设置symbol的版图样式了，如图：

设置完成后的效果如图所示：

当然，我们也可以保持原来的那个样式不变。完成设置后，保存并退出，接着我们返回到EM仿真设置中，点击Model选项，在右边有一个Auto-Create Now/Auto-update Now，点击这个按钮，即可创建或更新symbol电路的版图电路。如图：

完成创建后，我们首先进行版图的EM仿真，方便后续的对比，仿真结果如图：

然后，我们打开test2电路，使用上边菜单栏中的Choose View for Simulation按钮可以切换symbol的电路形式，即在主电路中使用symbol的原理图电路仿真还是使用版图电路仿真，如图：

切换成原理图形式，我们就可以像刚才一样查看symbol的子电路，切换成emModel形式，我们就可以在主电路中调用版图的EM仿真，这大大简化了整体电路的版图原理图联合仿真操作。我们切换成emModel形式，在主电路中进行仿真，仿真结果如图：

这和我们刚才进行的EM仿真结果一致。