Genesys 产品 - Harbec仿真模块

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Genesys Harbec，可以使自主设计的射频和微波电路工程师显著提高各种有源部件和子系统的性能及稳定性。它在线性仿真器之上考虑非线性效应，仿真速度比 SPICE 快多个数量级，并且能以极低的拥有成本提供极高的性能。 Genesys Harbec 对采用封装或裸片半导体器件的射频设计助益良多。

高性能通用的有源设计

Genesys Harbec是以谐波平衡分析技术为基础的频域非线性仿真器。通过重新利用工业标准的非线性器件模型和参数，只能直接在频域中运行，它可在电路的任何节点计算稳态的电压和电流频谱。在大多数有源射频设计中，Harbec的仿真速度SPICE快多个数量级，并具有更高的动态范围，采用了最精确的频域物理模型、测量及电磁场仿真结果

Harbec突破了线性仿真器的限制，用于高鲁棒性电路设计，可处理偏置相关性、失真及下表所示的多种其他效应。如果配合使用 Genesys 库中的 1000 个非线性器件模型，它可帮您预测并克服非线性设计的困难,。

产品概述

多音调谐波平衡分析与优化

设计人员可指定任意数量的基波频率进行分析，还可对任何复杂频谱进行分析并优化，仅受内存和时间限制。

直流分析与优化

作为射频和无线工程师，您必须了解偏置电压的变化会如何影响设计电路的响应。通过 HARBEC，您可以调谐偏置，并可即时观察到这一操作对电路行为产生的影响。您也可使用优化引擎来计算出最佳性能所需要的电压。

实时调谐

HARBEC 经过优化，已具有了很高的速度，可对很多的电路进行实时调谐。通过鼠标点击或键盘输入，设计人员可快速评估电路灵敏度，并进行微调。调谐元器件的参数值，放大器失真图会随之实时更新。这种仿真采用了无源匹配电路的精确的电磁场仿真结果。

使用 Empower 进行协同仿真

工程师可以结合分布式元件精确的电磁场仿真结果，进行电路的非线性性能仿真。设计人员首次可以将谐波平衡仿真器同电磁场仿真器进行协同仿真。这样一来，就可以充分利用电磁场仿真的精确性和非线性仿真通用性。

借助 Genesys，电磁场和电路协同仿真轻而易举。将外部电磁端口添加到版图中进行仿真。Genesys 可在后台自动识别和删除集总元件、添加内部端口并运行电磁场仿真。然后，多端口数据以无形的方式存在于电路原理图仿真中。初始设计完成后，就能够快速地以互动方式调整集总元件，或进行自动优化。现在，借助 HARBEC ，可轻松验证带有集总元件的非线性电路，省去了数据传输的麻烦。所有仿真器均集合到同一环境中，因此您可以在一个工作区轻松管理所有数据。

使用人工智能的性能优化

Harbec 不仅集合了从实际应用中获得的特性，还采用了最新技术，以确保精确的高性能分析。它基于一维和 N 维 FFT 及正交 APFT，可对分析结果进行比较，排除混叠效应（例如傅立叶变换噪声）。Harbec 对稀疏系统及非稀疏系统采用直接的方法，对多种频率的大型电路则使用Krylov 子空间法进行分析。此解算器算法对于优化来说至关重要，因为它可极大减少分析所需的时间和内存。

Harbec 突破性地应用了人工智能技术来查找和使用最佳收敛战略。有许多技术都可用于解决非线性仿真问题。Harbec 可以调整电源电平、信号电平、频谱分量的数量，甚至器件的非线性。根据电路的不同，采用不同的技术以获得更快的收敛。在“学习”模式下，软件会找出不同的方法，并决定哪一种运行最快，然后存储此信息，以备将来能够快速运行仿真。

非线性器件自动线性化

为了在同一电路图中轻松仿真非线性及线性（S 参数）元件， Harbec 对电路进行直流分析，并将所有非线性器件进行线性化。然后在S-参数仿真中使用线性模型。现在，您可调整偏置以提高 S 参数性能，也可以研究性能和偏置的统计关系。自动线性化不仅可更轻松地进行线性/非线性仿真，还可以轻松验证并优化非线性模型参数，以与测量的 S 参数相匹配。

可用信号与信号源

可使用各种信号生成真实的信号进行电路仿真。Harbec 可自动为所有信号源的频率查找基波频率。Harbec 不仅包括标准单频电压、电流及功率源，还包括脉冲、周期分段线性及其它用户定义信号源。

可用模型

Harbec 包括来自超过25家元件制造商的6000 多种非线性模型器件。用户可选择使用各种分立 BJT、MESFET、MOSFET 及二极管器件。除了内含的射频及微波元件，而且可以导入几乎所有的 SPICE 模型。

Spice 模型导入

长期以来，Spice是模拟仿真的业界标准，数以千计的模型及电路都使用 Spice 网表进行表征。Harbec 支持大多数 Spice 元件，并可直接使用电路网表。此功能使设计人员可访问网络或文献中可用的多种电路模型。

如何获取 Genesys Harbec？

Genesys Harbec 可作为模块添加到任何 Genesys 环境中。该产品还包括在以下 Genesys 套装产品内：

• Genesys Nonlinear Pro，Genesys Integrated（以及仍然支持的 Eagleware-Elanix 公司的几个较旧的套装产品）

  Harbec 可与其它 Genesys 模块交互

  • 除了 Genesys 内核外，Harbec同模块没有依赖关系。
  • • Harbec可以同Genesys 环境中的所有电磁仿真器进行协同仿真，包括 Empower, Momentum GX 及 Sonnet Link。
  • 进行非线性器件模型的直流分析以及非线性器件模型的线性 S 参数仿真，都需要Harbec（或 Cayenne）必不可少。
  • 可使用经济的 Verilog-A 功能高级建模工具（经济的 Verilog-A 功能）将自定义、用户定义的非线性器件模型添加至 Harbec。这对 III-V 功率器件、二极管模型及模拟模型都非常有用。

  在线演示和培训

  注意：这些演示仅可在 Internet Explorer 上查看

  • Harbec Overview - 2003 年 3 月
  • Power Amplifier Design with Genesys - 2003 年 3 月
  • Oscillator synthesis and simulation with Genesys - 2003 年 3 月
  • Low-Noise Amplifier Design with Genesys - 2003 年 3 月

  出版物和评论

  应用说明

  • Using Genesys to Generate Load Pull Data，Eagleware Application Note 23，2004 年 11 月。 (PDF)（范例文件）
  • Using Genesys to Design Power Amplifiers，Eagleware Application Note 21，2003 年 8 日。(PDF)
  • Simulating a GaAs FET Power Amplifier with Genesys (PDF，765 KB)，Eagleware Application Note PN 14，2002 年 3 月。(PDF)
  • Low Noise Amplifier for 1900 MHZ Applications，Eagleware Application Note，2001 年 2 月。

  文章

  • 2001-2002 CAD Benchmark，Microwave Engineering Europe，2002 年 3 月。附加：Original Benchmark specifications and Eagleware's submitted simulation results (PDF)
  • Non-Linear Simulation on Every Desktop，Microwave Journal 封面专题，2000 年 8 月。(PDF)

  产品文献

  • HARBEC：Harmonic Balance Simulator。(PDF，700 KB)