Le logiciel Advanced Design System (ADS) est un outil utile aux concepteurs, aux ingénieurs et aux entreprises pour concevoir et produire rapidement des composants et des systèmes de haute qualité.
Ce logiciel facilite la conception et la simulation de pièces, quelle que soit leur complexité. De plus, il est facile à apprendre et à adapter grâce à son interface intuitive.
ADS a révolutionné le monde de la conception de circuits et de systèmes pour l’électronique, l’automobile et d’autres industries, qui adoptent rapidement cette solution unique avec des caractéristiques et des fonctionnalités prêtes à l’emploi.
Nous allons donc nous pencher sur le logiciel ADS et découvrir comment il peut vous aider.
Qu’est-ce que l’ADS ?
Advanced Design System (ADS) est le principal logiciel de conception, de simulation et d’automatisation de circuits électroniques développé par PathWave Design, qui fait partie de Keysight Technologies.
Le logiciel ADS offre un environnement intégré pour la conception de systèmes électroniques RF tels que les réseaux sans fil, les téléphones mobiles, les communications par satellite, les téléavertisseurs, les liaisons de données à haut débit et les systèmes radar. Sa version initiale est apparue en 1985 sous le nom de Microwave Design System (MDS). ADS a été introduit en 2016 avec une amélioration de sa vitesse, de ses performances et de sa flexibilité de conception.
Les concepteurs peuvent utiliser ADS à chaque étape de leur processus de conception, depuis la capture de schémas, la vérification des règles de conception et la mise en page jusqu’à la simulation de champs électromagnétiques et la simulation de circuits dans le domaine temporel et dans le domaine fréquentiel. Ainsi, les concepteurs peuvent facilement caractériser les conceptions RF et les optimiser sans changer d’outil ou de système.
Caractéristiques de l’ADS
Voici quelques-unes des caractéristiques de l’ADS :
- Modèles de conception : ADS vous fournit un support de conception intégré grâce à des modèles utiles que vous pouvez utiliser pour démarrer rapidement, sans passer beaucoup de temps sur chaque élément de conception en le créant à partir de zéro.
- Bibliothèques de composants : Vous disposerez d’une vaste bibliothèque de composants dans laquelle vous pourrez trouver la pièce nécessaire à ajouter à votre conception. Vous gagnerez ainsi beaucoup de temps. Il vous suffit de parcourir les différents composants et de choisir ceux dont vous avez besoin pour votre projet.
- Synchronisation automatique : ADS vous permet de synchroniser automatiquement la mise en page afin de visualiser la mise en page réelle lors de la conception des schémas.
- Flexibilité : Vous pouvez obtenir de meilleurs résultats en matière de conception grâce à un flux de travail complet. En outre, vous pouvez incorporer des conceptions de fonderie et de l’industrie de pointe pour que vos conceptions soient conformes aux normes actuelles. Vous pouvez également modéliser votre conception non linéaire à l’aide de paramètres X. Au cas où vous vous poseriez la question, X-parameters est la marque déposée de Keysight aux États-Unis, au Japon, dans l’Union européenne et dans d’autres parties du monde. Les paramètres X contiennent des équations et des formats qui facilitent la conception.
- Optimisation de l’affichage : Vous pouvez optimiser les données et l’affichage du cockpit pour obtenir ce dont vous rêviez. Cela vous aidera également à augmenter le rendement car vous pouvez visualiser les conceptions et les modifier facilement pour produire des conceptions de haute qualité sans de nombreuses itérations.
- Intégration : Vous pouvez intégrer le logiciel ADS aux simulateurs électromagnétiques de PathWave. De cette manière, vous pouvez avoir une idée claire de votre conception à partir d’une vue à 360 degrés, et vous pouvez également déterminer si elle fonctionne ou non comme prévu. Vous pouvez ainsi identifier les points à améliorer et rendre vos conceptions plus efficaces.
- Gestion : Le logiciel ADS contient toutes les données relatives à votre conception, aux composants et au système complet que vous souhaitez réaliser. Il vous permettra également de gérer plus facilement votre espace de travail afin d’accélérer la production. Vous pouvez même partager votre espace de travail et le gérer au sein de vos équipes.
Avantages de l’ADS
Voici quelques-uns des avantages de l’utilisation du logiciel ADS :
Confiance dans la conception
Grâce aux données précises du logiciel ADS, vos équipes peuvent visualiser et déterminer si leurs conceptions sont conformes aux spécifications requises. L’analyse et la visualisation des données du logiciel ADS comprennent des tableaux, des diagrammes et des graphiques qui vous permettent de visualiser et d’analyser clairement les données et d’en tirer des conclusions et des modifications. Et lorsque vous connaissez les défauts de votre conception, vous pouvez les corriger facilement, ce qui accroît la confiance dans votre conception.
Une production plus rapide
Accélérez votre conception et passez rapidement à la production grâce à des modèles, des assistants et des guides de conception utiles. L’ensemble du flux de conception comprendra les schémas, les circuits, la disposition, les simulations électrothermiques et électromagnétiques, etc.
Même si votre équipe est novice en la matière, elle n’aura aucun mal à s’adapter à ce logiciel. Elle peut facilement concevoir et améliorer chaque composant et le mettre en production plus rapidement. Par conséquent, votre délai de mise sur le marché augmente.
Relevez les défis de la conception à grande vitesse
Lorsque la vitesse et la fréquence augmentent, l’intégrité de la puissance et du signal devient plus importante dans les cartes de circuits imprimés (PCB), de sorte que si des pertes se produisent dans la ligne de transmission, cela peut entraîner des défaillances de l’appareil électronique.
Par conséquent, la modélisation des interconnexions, des traces et des vias est cruciale pour simuler le circuit imprimé avec précision. Pour ce faire, Keysight aide à améliorer les performances des liaisons à grande vitesse dans vos conceptions de PCB grâce à des simulateurs électromagnétiques et des conceptions de circuits intégrés personnalisés pour l’analyse de l’intégrité des signaux et de l’alimentation.
Vous obtenez ainsi une conception sans faille de chaque composant de votre système et vous pouvez les produire sans y penser à deux fois.
Amélioration de la fiabilité de la conception
La fiabilité et l’efficacité sont deux éléments majeurs que vous devez prendre en compte lors de la conception et de la production de vos composants et machines.
Les systèmes tels que les onduleurs solaires, les véhicules électriques et les alimentations électriques nécessitent des conceptions efficaces. C’est pourquoi les entreprises cherchent à améliorer l’efficacité et la fiabilité des dispositifs d’alimentation dès le stade de la conception. Des matériaux tels que le nitrure de gallium, le carbure de silicium, etc. peuvent vous y aider. Avec l’ADS de Keysight, vous pouvez modéliser les alimentations à découpage et les matériaux modernes afin d’optimiser vos conceptions et d’obtenir une efficacité maximale.
Applications ADS
Vous trouverez ci-dessous les domaines dans lesquels vous pouvez utiliser le logiciel ADS.
Simulation de circuits
ADS 2016 est un logiciel puissant qui peut améliorer le moteur de balance harmonique et améliorer la précision, la convergence et la vitesse des simulateurs de circuits. Il offre également une meilleure annotation DC qui permet d’accélérer la production de conceptions même complexes.
En outre, la prise en charge de Linux et de Windows pour la simulation électrothermique augmente l’accessibilité de ce système pour presque tous les concepteurs. Vous pouvez également effectuer des simulations sur plusieurs serveurs en nuage et bénéficier d’une vitesse et d’une évolutivité accrues.
RFIC en silicium
L’ADS de Keysight aide à réduire les défaillances matérielles et les coûts associés en intégrant intelligemment des modules interconnectant des systèmes de conception de circuits tels que des circuits intégrés à radiofréquence (RFIC), des laminés, des antennes et des circuits intégrés monolithiques à micro-ondes (MMIC), des emballages au niveau de la plaquette et des circuits imprimés dans des structures tridimensionnelles denses.
ADS vous aide également à simuler l’EVM pour l’optimisation et le réglage afin de vous aider à vérifier les normes sans fil de l’industrie telles que le radar automobile, la 5G, le WiFi, etc. Grâce à une analyse complète et rigoureuse de la stabilité des amplificateurs, ADS remplace les techniques traditionnelles pour améliorer la stabilité des amplificateurs dans des conditions linéaires et non linéaires.
Vérification de l’implantation
Les nouvelles capacités et améliorations apportées au logiciel ADS rendent les schémas plus rapides, plus robustes et plus intuitifs. Des améliorations ont été apportées en termes de contrôle et de vérification de la grille de fabrication, de réseaux de masse, de visualisation 3D, de connectivité et de mise en évidence, de mappage de la disposition avec les noms de réseaux du schéma et d’importation de fichiers .brd pour la simulation EM.
Il offre de véritables arcs pour dessiner ou éditer avec précision des spirales et des tracés courbes, une exportation/importation GDSII automatisée pour éviter les erreurs de l’utilisateur, et l’édition en masse de différentes structures telles que des formes, des tracés, des pastilles, des vias, etc. sur le même réseau. Vous pouvez même vérifier la densité de la zone locale à l’aide de la fonction Design Rule Check (DRC).
Électrothermie
ADS offre une conception précise des filtres SAW ainsi qu’une modélisation du graphène. Vous pouvez utiliser un modèle thermique pour différentes conceptions importées afin d’améliorer l’interopérabilité des flux.
Intégrité de l’alimentation
ADS propose une simulation EM axée sur l’intégrité du signal pour offrir des applications PCB de haute complexité et de haute précision, ainsi que des simulateurs EM axés sur l’intégrité de l’alimentation (PIPro) pour analyser les réseaux de distribution d’énergie.
Il offre également
- Un nouveau solveur direct épars permettant des simulations 40 % plus rapides, même pour les structures complexes
- Mise en cache du maillage pour réduire les temps de simulation
- Des interfaces graphiques mises en cache pour les modèles de composants afin de faciliter la suppression ou la sélection
- Plusieurs VRM dans une seule simulation de chute d’IR en courant continu
Comment créer des conceptions à l’aide d’ADS ?
La création de votre première conception à l’aide du logiciel ADS peut sembler intimidante. Mais si vous connaissez les bases, cela deviendra plus facile, et vous pourrez ensuite continuer à vous entraîner pour atteindre le stade avancé.
Entrons rapidement dans les détails de la manière dont vous pouvez créer votre première conception dans ADS, puis simuler et tracer vos résultats.
Créer des schémas
Commencez par créer une conception schématique de la pièce ou du composant que vous souhaitez. Par exemple, vous voulez créer un filtre passe-bas. Pour cela, vous devez d’abord ajouter un composant, comme une résistance.
Dans ADS, vous trouverez une bibliothèque de composants que vous pouvez utiliser pour trouver le composant préconstruit et l’ajouter à votre conception. Vous gagnerez ainsi beaucoup de temps par rapport à la création d’un composant à partir de zéro. Différents composants sont disponibles pour rendre votre conception plus rapide et plus facile, tels que des résistances, des condensateurs, des fils, des liens, des éléments de données, des sources de mesure, des contrôleurs de simulation, etc.
En outre, ces composants sont classés dans une catégorie appelée “Palette”. Il est encore plus facile de changer de palette à l’aide du menu déroulant. Les noms des palettes sont assez explicites, de sorte que vous pouvez facilement les détecter et les placer dans votre environnement de conception. Par exemple, si vous recherchez une résistance, un condensateur ou une inductance, vous les trouverez sous “lumped components”. Si vous avez des difficultés à trouver un composant, vous pouvez consulter la liste des composants par ordre alphabétique.
Placez le composant
Après avoir trouvé le composant souhaité, par exemple une résistance, vous pouvez le placer dans votre schéma. Lorsque vous sélectionnez un composant, il reste sur le curseur. Vous pouvez donc appuyer sur la touche ESC pour arrêter de placer le même composant. Ensuite, vous devez modifier les paramètres du composant qui sont initialement définis par défaut. Vous pouvez le faire en cliquant sur la valeur par défaut et en réécrivant la valeur en fonction de vos besoins. Cependant, il peut arriver que vous ne puissiez pas voir la valeur par défaut. Pour cela, vous pouvez double-cliquer sur ce composant et afficher d’autres propriétés à modifier.
Ensuite, vous pouvez répéter les mêmes étapes lorsque vous ajoutez un autre composant tel qu’un condensateur ou un inducteur à partir de la liste de la palette. Il est également possible de modifier l’orientation du composant en le faisant pivoter de 90 degrés. Vous pouvez le faire en trouvant l’option dans la barre d’outils. En outre, vous pouvez modifier le préfixe de l’unité.
Le logiciel ADS de Keysight est flexible et facile à utiliser grâce à son option de glissement. Si vous souhaitez rendre le schéma plus clair, vous pouvez le faire glisser pour le déplacer. Cela ne modifiera pas vos connexions.
Synchronisez la conception
Pour que votre conception schématique ait un sens, vous devez définir les connexions entre vos composants et la façon dont ils sont placés dans votre conception. Cela vous aidera à synchroniser votre conception.
Par exemple, vous pouvez connecter votre condensateur à la masse. Vous pouvez le faire en sélectionnant “ground” dans votre barre d’outils. Vous pouvez également insérer un fil et connecter différents composants. Cela vous aidera à mesurer la tension de sortie.
La simulation
Pour la simulation, vous aurez besoin d’un contrôleur de simulation pour définir l’objectif de la simulation. Vous pouvez trouver différents types de contrôleurs de simulation tels que S-paramètre, DC-AC, load pull, balance harmonique, etc. L’exécution d’une simulation n’est pas non plus compliquée avec le logiciel ADS.
Par exemple, si vous voulez faire une simulation en AC, allez dans la palette de simulation AC et localisez le contrôleur de simulation AC.
Quel que soit le contrôleur de simulation que vous choisissez, il comporte une icône de roue dentée. Sélectionnez donc le contrôleur de simulation de votre choix et modifiez les paramètres en fonction des exigences de votre simulation.
Dans la phase de simulation, vous avez besoin de divers éléments tels qu’un composant source ou une étiquette. Une fois que vous avez sélectionné un composant source, vous devez le placer dans votre environnement de simulation. Comme précédemment, modifiez les valeurs du composant choisi par défaut.
Cependant, vous pouvez choisir une “étiquette” si vous souhaitez calculer facilement la tension sans utiliser de composant sonde. Pour utiliser une étiquette, comme une étiquette de broche, définissez le nom du réseau et ajoutez-le à l’endroit où vous souhaitez calculer la tension.
De cette façon, vous pouvez créer un circuit entièrement fonctionnel prêt à être simulé. Lancez la simulation à l’aide de la touche de raccourci F7 de votre clavier ou de la barre d’outils. Vous pouvez maintenant voir comment votre circuit se comportera lorsque tous ses composants interagiront.
Tracé
Une fois que vous avez simulé, vous pouvez voir une page où vous pouvez ajouter vos équations et vos tracés.
Vous pouvez choisir différents types de tracés et de graphiques, tels que les diagrammes de Smith, les tracés polaires et les tracés rectangulaires. Il existe un élément appelé variable “vout” (orthographié “v out”), une mesure de l’étiquette placée.
Exemple : Vous avez choisi le tracé rectangulaire.
Vous devez maintenant commencer à tracer en définissant l’axe des x et l’axe des y.
Ici, “vout” sera l’axe des ordonnées de ce tracé, et le contrôleur de simulation, tel que le contrôleur de simulation CA, définit la fréquence comme axe des abscisses du tracé. Vous pouvez maintenant afficher les données à l’aide de ce tracé dans ADS.
Conclusion
L’utilisation du logiciel ADS facilite la conception de vos pièces et systèmes, qu’ils soient simples ou complexes. Non seulement il offre des fonctionnalités et des caractéristiques uniques, mais il est également facile à utiliser pour les ingénieurs et les concepteurs.
Par conséquent, si vous êtes à la recherche d’une bonne solution logicielle pour concevoir des PCB, des circuits et bien plus encore, vous pouvez l’essayer. Il offre également une version d’essai gratuite que vous pouvez utiliser pour découvrir s’il peut vous aider à résoudre vos problèmes de conception et de simulation.