El software Advanced Design System (ADS) es una herramienta útil para que diseñadores, ingenieros y empresas diseñen y produzcan rápidamente componentes y sistemas de alta calidad.
Este software permite diseñar y simular piezas sin esfuerzo, independientemente de su complejidad. Además, es fácil de aprender y adaptar gracias a su interfaz intuitiva.
ADS ha revolucionado el mundo del diseño de circuitos y sistemas para las industrias electrónica, automovilística y otras, que están adoptando rápidamente esta solución única con características y funcionalidades listas para usar.
Hablemos más a fondo del software ADS y descubramos cómo puede ayudarle.
¿Qué es ADS?
Advanced Design System (ADS) es el software líder de diseño, simulación y automatización de circuitos electrónicos desarrollado por PathWave Design, que depende de Keysight Technologies.
El software ADS ofrece un entorno integrado para diseñar sistemas electrónicos de radiofrecuencia como redes inalámbricas, teléfonos móviles, comunicaciones por satélite, buscapersonas, enlaces de datos de alta velocidad y sistemas de radar. Su versión inicial apareció en 1985 con el nombre de – Microwave Design System (MDS). ADS se introdujo en 2016 con mejoras en su velocidad, rendimiento y flexibilidad de diseño.
Los diseñadores pueden utilizar ADS en cada paso de su proceso de diseño, desde la captura esquemática, la comprobación de las reglas de diseño y el trazado hasta la simulación de campos electromagnéticos y la simulación de circuitos en el dominio del tiempo y de la frecuencia. De este modo, los diseñadores pueden caracterizar fácilmente los diseños de RF y optimizarlos sin cambiar de herramienta o sistema.
Características de ADS
Algunas de las características de ADS son las siguientes:
- Plantillas de diseño: ADS le proporciona un soporte de diseño integrado a través de plantillas útiles que puede utilizar para empezar rápidamente, sin tener que dedicar mucho tiempo a cada pieza del diseño al crearlo desde cero.
- Bibliotecas de componentes: Dispondrá de una amplia biblioteca de componentes en la que podrá encontrar la pieza necesaria para añadir a su diseño. Esto también le ahorrará mucho tiempo. Todo lo que tiene que hacer es navegar por los diferentes componentes y elegir los necesarios para su diseño.
- Sincronización automática: ADS le permite sincronizar el diseño automáticamente para visualizar el diseño real mientras diseña los esquemas.
- Flexibilidad: Puede lograr un mayor éxito en el diseño con un flujo de escritorio completo. Además, incorpore diseños líderes de la industria y la fundición para que sus diseños se ajusten a los estándares actuales. También puede modelar su diseño no lineal mediante parámetros X. Por si se lo está preguntando, X-parameters es la marca registrada de Keysight en EE.UU., JP, UE y otras partes del mundo. Los parámetros X contienen ecuaciones y formatos que ayudan en el diseño.
- Optimización de la visualización: Puede optimizar los datos y la visualización de la cabina para conseguir lo que soñaba hacer. También le ayudará a aumentar el rendimiento, ya que podrá visualizar los diseños y modificarlos fácilmente para producir diseños de alta calidad sin muchas iteraciones.
- Integración: Puede integrar el software ADS con los simuladores electromagnéticos de PathWave. De este modo, podrá hacerse una idea clara de su diseño desde una vista de 360 grados y determinar si funciona o no según las expectativas. Como resultado, podrá encontrar las áreas de mejora y hacer que sus diseños sean más eficaces.
- Gestión: El software ADS contendrá todos los datos relacionados con su diseño, los componentes y el sistema completo que pretende fabricar. También le facilitará la gestión de su espacio de trabajo para acelerar la producción. Incluso podrá compartir su espacio de trabajo y gestionarlo entre sus equipos.
Ventajas de ADS
Éstas son algunas de las ventajas de utilizar el software ADS:
Proporciona confianza en el diseño
Con los datos precisos de ADS, sus equipos pueden visualizar y determinar si sus diseños cumplen las especificaciones requeridas. El análisis y la visualización de datos del software ADS incluyen tablas, diagramas y gráficos que le ayudarán a ver y analizar los datos con claridad y a sacar conclusiones y modificaciones. Y cuando conoce los defectos de su diseño, puede corregirlos fácilmente, lo que aumenta la confianza en el diseño.
Producción más rápida
Acelere su diseño y pase rápidamente a producción con la ayuda de útiles plantillas, asistentes y guías de diseño. Todo el flujo de diseño incluirá esquemas, circuitos, diseños, simulaciones electrotérmicas, electromagnéticas, etc.
Incluso si su equipo es nuevo, no les resultará difícil adaptarse a este software. Podrán diseñar y mejorar fácilmente cada componente y llevarlos a producción más rápidamente. Como resultado, su tiempo de comercialización aumenta.
Superar los retos del diseño de alta velocidad
Cuando aumenta la velocidad y la frecuencia, la potencia y la integridad de la señal cobran mayor importancia en las placas de circuitos impresos (PCB), por lo que si se producen pérdidas en la línea de transmisión, pueden producirse fallos en los dispositivos electrónicos.
Por lo tanto, el modelado de interconexiones, trazas y vías es crucial para simular la PCB con precisión. Para ello, Keysight le ayuda a mejorar el rendimiento de los enlaces de alta velocidad en sus diseños de PCB mediante simuladores electromagnéticos y diseños de circuitos integrados personalizados para el análisis de la integridad de la señal y la potencia.
Como resultado, obtendrá un diseño impecable de cada componente para su sistema y los producirá sin pensárselo dos veces.
Mejora la fiabilidad del diseño
La fiabilidad y la eficiencia son dos aspectos importantes que debe tener en cuenta a la hora de diseñar y producir sus componentes y máquinas.
Sistemas como los inversores solares, los vehículos eléctricos y las fuentes de alimentación necesitan diseños eficientes. De ahí que las empresas busquen formas de mejorar la eficiencia y la fiabilidad de los dispositivos de alimentación incluso durante la fase de diseño. Materiales como el nitruro de galio, el carburo de silicio, etc., pueden ayudarle a conseguirlo. Con el ADS de Keysight, puede modelar fuentes de alimentación conmutadas y materiales modernos para optimizar sus diseños y obtener la máxima eficiencia.
Aplicaciones ADS
A continuación se describen las áreas en las que puede utilizar el software ADS.
Simulación de circuitos
ADS 2016 es un potente software que puede mejorar el motor de balance armónico y mejora la precisión, convergencia y velocidad de los simuladores de circuitos. También ofrece una mejor anotación de CC que ayuda a acelerar la producción incluso de diseños complejos.
Además, su compatibilidad con Linux y Windows para la simulación electrotérmica aumenta la accesibilidad de este sistema para casi todos los diseñadores. También puede realizar simulaciones en varios servidores basados en la nube y aprovechar una mayor velocidad y escalabilidad.
RFIC de silicio
ADS de Keysight ayuda a reducir los fallos de hardware y los costes asociados mediante la integración inteligente de módulos que interconectan sistemas de diseño de circuitos como circuitos integrados de radiofrecuencia (RFIC), laminados, antenas y circuitos integrados monolíticos de microondas (MMIC), embalajes a nivel de oblea y placas de circuito impreso (PCB) en densas estructuras tridimensionales.
ADS también le ayuda a simular EVM para la optimización y el ajuste para ayudarle a verificar los estándares inalámbricos a nivel industrial como el radar de automoción, 5G, WiFi, etc. Con un análisis exhaustivo y riguroso de la estabilidad del amplificador, ADS sustituye a las técnicas tradicionales para proporcionar una mayor estabilidad del amplificador en condiciones no lineales y lineales.
Verificación del diseño
Las nuevas capacidades y mejoras introducidas en el software ADS hacen que los trazados sean más rápidos, robustos e intuitivos. Se han introducido mejoras en cuanto al control y la comprobación de las rejillas de fabricación, las redes de tierra, el visor 3D, la conectividad y el resaltado, el mapeado del trazado con los nombres de las redes del esquema y la importación de archivos .brd para la simulación EM.
Ofrece arcos verdaderos para dibujar o editar con precisión espirales y trazados curvos, exportación/importación GDSII automatizada para evitar errores del usuario y edición masiva de diferentes estructuras como formas, trazados, pads, vías, etc., en la misma red. Incluso puede comprobar la densidad del área local mediante la comprobación de reglas de diseño (DRC).
Electrotérmico
ADS ofrece un diseño preciso de filtros SAW, así como modelado de grafeno. Puede utilizar un mismo modelo térmico en diferentes diseños importados para mejorar el flujo interoperable.
Integridad de potencia
ADS proporciona una simulación EM centrada en la integridad de la señal para ofrecer aplicaciones PCB de alta complejidad y precisión junto con PIPro – simuladores EM centrados en la integridad de la potencia para analizar las redes de suministro de potencia.
También ofrece:
- Nuevo Sparse Direct Solver para permitir simulaciones un 40% más rápidas incluso para estructuras complejas
- Almacenamiento en caché de mallas para reducir los tiempos de simulación
- Interfaz gráfica de usuario en caché para los modelos de componentes para ofrecer una fácil eliminación o selección
- Múltiples VRM en una única simulación de caída de IR de CC
¿Cómo crear diseños utilizando ADS?
Crear su primer diseño utilizando el software ADS puede parecer desalentador. Pero si conoce los conceptos básicos, le resultará más fácil, y luego podrá seguir practicando hasta llegar a la fase avanzada.
Entremos rápidamente en los detalles de cómo puede crear su primer diseño en ADS y, a continuación, simular y trazar sus resultados.
Crear esquemas
Empiece por crear un diseño esquemático de la pieza o componente que desee. Por ejemplo, desea crear un filtro de paso bajo. Para ello, primero tendrá que añadir un componente, como una resistencia.
En ADS, encontrará una biblioteca de componentes que podrá utilizar para encontrar el componente preconstruido y añadirlo a su diseño. Le ahorrará mucho tiempo en lugar de crearlo desde cero. Hay diferentes componentes disponibles para que su diseño sea más rápido y sencillo, como resistencias, condensadores, cables, enlaces, elementos de datos, fuentes de medida, controladores de simulación, etc.
Además, estos componentes están categorizados en «Paleta». Es aún más fácil cambiar de paleta utilizando el menú desplegable. Los nombres de las paletas son bastante autoexplicativos, por lo que podrá detectarlas y colocarlas fácilmente en su entorno de diseño. Por ejemplo, si busca una resistencia, un condensador o un inductor, podrá encontrarlos en «lumped components». En caso de que tenga problemas para encontrar un componente, puede buscar por orden alfabético en la lista de componentes.
Coloque el componente
Después de encontrar el componente deseado, como una resistencia, puede colocarlo en su esquema. Al elegir un componente, éste permanecerá en el cursor. Por lo tanto, puede pulsar la tecla ESC para dejar de colocar el mismo componente. A continuación, deberá modificar los parámetros del componente definidos inicialmente por defecto. Puede hacerlo pulsando sobre el valor por defecto y reescribiendo el valor en función de sus necesidades. Sin embargo, a veces es posible que no pueda ver el valor por defecto. Para ello, puede hacer doble clic en ese componente y ver más propiedades para cambiar.
A continuación, puede repetir los mismos pasos cuando añada otro componente como un condensador o un inductor de la lista de la paleta. También es posible cambiar la orientación del componente girándolo 90 grados. Puede hacerlo buscando la opción en la barra de herramientas. Además, puede cambiar el prefijo de la unidad.
El software ADS de Keysight es flexible y fácil de usar gracias a su opción de arrastre. Si desea que el esquema sea más claro, puede arrastrarlo para desplazarlo. Esto no cambiará sus conexiones.
Sincronice el diseño
Para que su diseño esquemático tenga sentido, debe definir las conexiones entre sus componentes y cómo se colocan en su diseño. Esto le ayudará a sincronizar su diseño.
Por ejemplo, puede conectar su condensador a tierra. Puede hacerlo seleccionando «masa» en su barra de herramientas. También puede insertar un cable y conectar diferentes componentes. Esto le ayudará a medir la tensión de salida.
Simulación
Para la simulación, necesitará un controlador de simulación para definir el objetivo de la simulación. Puede encontrar diferentes tipos de controladores de simulación como S-parameter, DC-AC, load pull, balance armónico, y más. Ejecutar una simulación tampoco es complicado con el software ADS.
Por ejemplo, si desea realizar la simulación como CA, vaya a la paleta de simulación CA y localice el controlador de simulación CA.
Independientemente del controlador de simulación que elija, tendrá un icono de engranaje en él. Por tanto, seleccione el controlador de simulación de su elección y cambie los ajustes en función de los requisitos de su simulación.
En la fase de simulación, necesitará varios elementos, como un componente fuente o una etiqueta. Una vez que seleccione un componente fuente, debe colocarlo en su entorno de simulación. Como antes, cambie los valores del componente elegido por defecto.
Sin embargo, puede elegir una «etiqueta» si desea calcular fácilmente la tensión sin utilizar un componente de sonda. Para utilizar una etiqueta, como una etiqueta de clavija de cable, defina el nombre de la red y, a continuación, añádala al lugar en el que desea calcular la tensión.
De este modo, podrá crear un circuito totalmente funcional que estará listo para que lo simule. Entonces, inicie la simulación utilizando la tecla de acceso rápido F7 de su teclado o la barra de herramientas. Ahora podrá ver cómo se comportará su circuito con todos sus componentes interactuando.
Trazando
Una vez realizada la simulación, verá una página en la que podrá añadir sus ecuaciones y trazados.
Hay diferentes tipos de trazados y gráficos que puede elegir, como los gráficos de Smith, los polares y los rectangulares. Hay un elemento llamado variable «vout» (deletreado como «v out»), una medida de la etiqueta colocada.
Ejemplo: Ha elegido el trazado rectangular.
Ahora, debe empezar a trazar definiendo el eje x y el eje y.
Aquí, «vout» será el eje y de este trazado, y el controlador de simulación, como el controlador de simulación CA, establece la frecuencia como el eje x del trazado. Ahora puede visualizar los datos con la ayuda de este trazado en ADS.
Conclusión
El uso del software ADS le facilita el diseño de sus piezas y sistemas, ya sean sencillos o complejos. No sólo ofrece funcionalidades y características únicas, sino que también es fácil de usar para ustedes, ingenieros y diseñadores.
Por lo tanto, si está buscando una buena solución de software para diseñar placas de circuito impreso, circuitos y mucho más, puede darle una oportunidad. También ofrece una versión de prueba gratuita que puede utilizar para averiguar si puede ayudarle a resolver sus retos de diseño y simulación.