Un guide complet sur le système de conception avancé (ADS)

L'outil informatique ADS représente une solution performante pour les concepteurs, les ingénieurs et les entreprises cherchant à élaborer et fabriquer rapidement des composants et systèmes de haute qualité.

Ce logiciel simplifie la conception et la simulation de pièces, quelle que soit leur complexité. Son interface intuitive en facilite l'apprentissage et l'adaptation.

ADS a profondément transformé le domaine de la conception de circuits et de systèmes électroniques pour diverses industries, notamment l'électronique et l'automobile. Il est rapidement adopté grâce à ses fonctionnalités prêtes à l'emploi.

Explorons ensemble les capacités du logiciel ADS et découvrons comment il peut vous être utile.

Qu'est-ce que l'ADS ?

Le Système de Conception Avancée (ADS) est un logiciel phare pour la conception, la simulation et l'automatisation de circuits électroniques, développé par PathWave Design, une division de Keysight Technologies.

Le logiciel ADS offre un environnement de travail intégré pour la conception de systèmes électroniques RF, tels que les réseaux sans fil, les téléphones portables, les communications satellites, les systèmes de radiomessagerie, les liaisons de données haut débit et les systèmes radar. Sa première version a vu le jour en 1985 sous le nom de Microwave Design System (MDS). L'introduction d'ADS en 2016 a marqué une amélioration significative en termes de vitesse, de performances et de flexibilité de conception.

Les concepteurs peuvent tirer parti d'ADS à chaque étape de leur processus de conception. Il couvre la saisie schématique, la vérification des règles de conception, la mise en page, la simulation de champ électromagnétique et la simulation de circuit dans les domaines temporel et fréquentiel. Cela permet aux concepteurs de caractériser et d'optimiser facilement leurs conceptions RF sans devoir recourir à différents outils ou plateformes.

Fonctionnalités clés d'ADS

Voici quelques-unes des fonctionnalités notables d'ADS :

• Modèles de conception : ADS intègre une bibliothèque de modèles utiles qui accélèrent le démarrage de projets, évitant la création de chaque élément de conception à partir de zéro.
• Bibliothèques de composants : Le logiciel propose une vaste collection de composants permettant de trouver rapidement les pièces nécessaires à vos projets. Gagnez du temps en parcourant les différentes options pour sélectionner celles qui répondent à vos exigences de conception.
• Synchronisation automatique : ADS synchronise automatiquement la mise en page avec le schéma, permettant de visualiser l'agencement réel lors de la conception.

• Flexibilité : Profitez d'un environnement de conception complet. Intégrez les dernières technologies industrielles pour développer des conceptions conformes aux normes. Il est également possible de modéliser des comportements non linéaires via les paramètres X. Les paramètres X, une marque déposée de Keysight dans plusieurs régions du monde, incluent des équations et un format pour faciliter la conception.
• Optimisation de l'affichage : Personnalisez l'affichage des données et du cockpit pour correspondre à vos besoins, ce qui optimise le rendement en facilitant la visualisation et la modification des conceptions.
• Intégration : ADS peut être intégré aux simulateurs électromagnétiques de PathWave, offrant une vue à 360 degrés de votre conception, vous permettant ainsi d'évaluer sa performance par rapport à vos attentes, d'identifier les points à améliorer et de développer des conceptions plus efficaces.
• Gestion : ADS centralise toutes les données relatives à votre projet, aux composants et au système complet, simplifiant ainsi la gestion de votre espace de travail et accélérant la production. Vous pouvez également partager et gérer votre espace de travail avec vos équipes.

Avantages de l'utilisation d'ADS

Voici quelques avantages notables de l'utilisation d'ADS :

Renforce la confiance dans la conception

Grâce aux données précises fournies par ADS, vos équipes sont en mesure de visualiser et de déterminer si les conceptions répondent aux spécifications requises. Les analyses et les visualisations de données incluent des tableaux, des diagrammes et des graphiques, facilitant ainsi l'interprétation, l'analyse des données, la formulation de conclusions et l'implémentation de modifications. La détection aisée des défauts de conception permet d'appliquer rapidement les corrections nécessaires et d'améliorer la confiance dans les conceptions.

Accélère la production

Utilisez les modèles, les assistants et les guides de conception d'ADS pour accélérer le développement et la mise en production. Le flux de conception complet inclut les schémas, les circuits, les mises en page, ainsi que les simulations électrothermiques et électromagnétiques.

Même pour une équipe nouvellement initiée au logiciel, l'adaptation est rapide. La conception, l'amélioration des composants et leur mise en production sont ainsi simplifiées, ce qui réduit le délai de mise sur le marché.

Surmonte les défis liés aux conceptions à grande vitesse

À mesure que la vitesse et la fréquence augmentent, l'importance de la puissance et de l'intégrité du signal dans les cartes de circuits imprimés (PCB) croît également. Les pertes de transmission peuvent engendrer des défaillances au niveau des appareils électroniques.

La modélisation des interconnexions, des pistes et des vias est primordiale pour simuler avec précision les circuits imprimés. Keysight aide à améliorer la performance des liaisons à haut débit dans les conceptions de circuits imprimés grâce à des simulateurs électromagnétiques et des conceptions de circuits intégrés personnalisés, facilitant l'analyse de l'intégrité du signal et de l'alimentation.

Le résultat est une conception aboutie de chaque composant du système, permettant une mise en production sans hésitation.

Améliore la fiabilité de la conception

La fiabilité et l'efficacité sont des éléments essentiels lors de la conception et de la production de composants et de machines.

Des systèmes tels que les onduleurs solaires, les véhicules électriques et les alimentations nécessitent des conceptions efficaces. Ainsi, les entreprises cherchent à améliorer l'efficacité et la fiabilité des dispositifs d'alimentation dès la phase de conception. L'utilisation de matériaux tels que le nitrure de gallium et le carbure de silicium peut y contribuer. Avec ADS de Keysight, vous pouvez modéliser des alimentations à découpage et des matériaux modernes pour optimiser vos conceptions et atteindre une efficacité maximale.

Domaines d'application d'ADS

Voici quelques domaines où le logiciel ADS peut être utilisé :

Simulation de circuits

ADS 2016 est un logiciel puissant qui améliore le moteur d'équilibre harmonique et augmente la précision, la convergence et la vitesse des simulations de circuits. Il offre également une meilleure annotation DC, ce qui permet d'accélérer la production de conceptions même complexes.

Sa compatibilité avec Linux et Windows pour la simulation électrothermique rend ce système accessible à presque tous les concepteurs. Vous pouvez également effectuer des simulations sur plusieurs serveurs basés sur le cloud, ce qui améliore la vitesse et l'évolutivité.

RFIC en silicium

ADS de Keysight permet de réduire les défaillances matérielles et les coûts associés. Il intègre de manière intelligente des modules interconnectant les systèmes de conception de circuits tels que les circuits intégrés radiofréquence (RFIC), les stratifiés, les antennes et les circuits intégrés micro-ondes monolithiques (MMIC), les boîtiers au niveau des tranches et les PCB dans des structures tridimensionnelles denses.

ADS vous assiste également dans la simulation de l'EVM pour l'optimisation et le réglage, facilitant la vérification des normes sans fil 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 méthodes traditionnelles pour garantir une stabilité accrue dans des conditions linéaires et non linéaires.

Vérification de la mise en page

Les nouvelles fonctionnalités et améliorations apportées au logiciel ADS rendent les mises en page plus rapides, robustes et intuitives. Améliorations significatives ont été apportées au contrôle et à la vérification de la grille de fabrication, des réseaux de masse, de la visionneuse 3D, de la connectivité et de la mise en évidence, du mappage de la mise en page aux noms de réseaux schématiques et de l'importation de fichiers .brd pour la simulation EM.

Il permet de dessiner ou d'éditer avec précision des spirales et des pistes courbes, d'exporter/importer automatiquement des fichiers GDSII pour éviter les erreurs d'utilisateur et d'éditer en masse différentes structures comme des formes, des pistes, des pastilles, des vias, etc., sur le même réseau. Vous pouvez également vérifier la densité de la zone locale à l'aide de Design Rule Check (DRC).

Électrothermique

ADS fournit une conception précise des filtres SAW ainsi qu'une modélisation du graphène. Un modèle thermique peut être utilisé sur différentes conceptions importées afin d'améliorer le flux interopérable.

Intégrité de l'alimentation

ADS propose une simulation EM axée sur l'intégrité du signal pour les applications PCB de haute complexité et de haute précision avec PIPro, des simulateurs EM axés sur l'intégrité de l'alimentation pour analyser les réseaux de distribution d'énergie.

Il propose également :

• Un nouveau solveur direct sparse qui permet des simulations 40 % plus rapides, même pour les structures complexes.
• La mise en cache du maillage pour réduire les temps de simulation.
• Des interfaces graphiques mises en cache pour les modèles de composants, ce qui facilite leur suppression ou leur sélection.
• La possibilité d'utiliser plusieurs VRM dans une même simulation de chute IR DC.

Comment créer des conceptions avec ADS ?

La création de votre première conception avec le logiciel ADS peut sembler intimidante, mais une fois que vous en maîtrisez les bases, il deviendra plus facile de progresser.

Examinons rapidement les étapes de création de votre première conception dans ADS, puis simulez et visualisez vos résultats.

Créer des schémas

Commencez par élaborer une conception schématique de la pièce ou du composant souhaité. Par exemple, si vous souhaitez créer un filtre passe-bas, vous devrez d'abord ajouter un composant, tel qu'une résistance.

ADS intègre une bibliothèque de composants que vous pouvez utiliser pour trouver des composants prédéfinis et les ajouter à votre projet, ce qui vous fait gagner du temps. Différents composants sont disponibles, tels que des résistances, des condensateurs, des fils, des liaisons, des éléments de données, des sources de mesure, des contrôleurs de simulation, etc.

Les composants sont classés dans des « palettes ». L'utilisation du menu déroulant permet de changer de palette facilement. Les noms de palettes sont explicites, ce qui permet de facilement les identifier. Par exemple, les résistances, les condensateurs ou les inductances se trouvent dans la catégorie « composants localisés ». En cas de difficulté à localiser un composant, une liste alphabétique peut vous aider.

Placer le composant

Après avoir trouvé le composant souhaité, tel qu'une résistance, vous pouvez l'ajouter à votre schéma. Le composant restera sur le curseur, vous permettant de presser la touche ESC pour arrêter l'ajout de composants. Après cela, vous devrez modifier les paramètres du composant qui sont définis par défaut. Vous pouvez le faire en cliquant sur la valeur par défaut et en la remplaçant. Il peut arriver que vous ne voyiez pas la valeur par défaut. Dans ce cas, il suffit de double-cliquer sur le composant pour afficher plus de propriétés modifiables.

Ensuite, répétez les mêmes étapes lorsque vous ajoutez un autre composant, tel qu'un condensateur ou une inductance à partir de la liste des palettes. Il est également possible de modifier l'orientation du composant en le faisant pivoter de 90 degrés. Cette option se trouve dans la barre d'outils. Vous pouvez également modifier le préfixe de l'unité.

Le logiciel ADS de Keysight est flexible et simple à utiliser grâce à son option de glisser-déposer. Si vous souhaitez rendre le schéma plus clair, vous pouvez faire glisser les composants sans affecter les connexions.

Synchroniser la conception

Pour que votre schéma de conception soit cohérent, vous devez définir les connexions entre les composants et leur emplacement. Cela vous permettra de synchroniser votre conception.

Par exemple, vous pouvez connecter un condensateur à la masse en sélectionnant l'option « masse » dans la barre d'outils. Vous pouvez également insérer un fil et relier les différents composants, ce qui permet de mesurer la tension de sortie.

Simulation

Pour effectuer une simulation, vous aurez besoin d'un contrôleur de simulation qui définira l'objectif de la simulation. Différents contrôleurs de simulation sont disponibles : paramètre S, DC-AC, traction de charge, équilibre harmonique, etc. La simulation est simple à exécuter avec le logiciel ADS.

Par exemple, si vous souhaitez effectuer une simulation en mode CA, vous devrez accéder à la palette de simulation CA et trouver le contrôleur de simulation CA.

Quel que soit le contrôleur de simulation choisi, il sera associé à une icône d'engrenage. Sélectionnez le contrôleur de simulation souhaité et modifiez les paramètres selon vos besoins.

Pour la simulation, vous aurez besoin de plusieurs éléments, tels qu'un composant source ou une étiquette. Après avoir sélectionné un composant source, ajoutez-le à votre environnement de simulation. Ensuite, modifiez les valeurs de votre ensemble de composants choisi, selon les besoins.

Vous pouvez également choisir une « étiquette » si vous souhaitez calculer la tension facilement, sans utiliser un composant sonde. Pour utiliser une étiquette, définissez le nom du réseau et ajoutez-le à l'endroit où vous souhaitez calculer la tension.

Votre circuit est désormais fonctionnel et prêt à être simulé. Lancez la simulation en utilisant le raccourci clavier F7 ou l'option dans la barre d'outils. Vous pouvez désormais observer le comportement de votre circuit et les interactions entre ses composants.

Traçage

Après la simulation, vous accédez à une page où vous pouvez ajouter des équations et des tracés.

Vous pouvez choisir différents types de tracés et de graphiques, tels que les graphiques de Smith, les tracés polaires et les tracés rectangulaires. Un élément appelé la variable « vout » (orthographié « v out ») représente la mesure de l'étiquette placée.

Par exemple, si vous choisissez un tracé rectangulaire, vous devez commencer à définir l'axe des x et l'axe des y.

Ici, « vout » sera l'axe des y du tracé et le contrôleur de simulation, comme le contrôleur de simulation AC, définira la fréquence comme l'axe des x du tracé. Vous pouvez désormais visualiser les données à l'aide de ce tracé dans ADS.

Conclusion

Le logiciel ADS simplifie la conception de pièces et de systèmes, qu'ils soient simples ou complexes. Il propose des fonctionnalités et des caractéristiques uniques tout en restant facile à utiliser pour les ingénieurs et les concepteurs.

Si vous êtes à la recherche d'une solution logicielle efficace pour concevoir des circuits imprimés ou des circuits, n'hésitez pas à l'essayer. Une version d'essai gratuite est disponible pour évaluer son adéquation à vos besoins en matière de conception et de simulation.