一種基于DDS+PLL的Chirp-UWB信號產生方案

式中：ω0為VCO的自由振蕩頻率；KVCO為VCO增益(單位為rad／s／V)。
實際電路中，VCO的增益是非線性的。在ADS設計仿真中，為了更加接近真實電路，VCO的增益KVCO可以不設置為常數，而是根據輸出頻率不同，使用函數pwl()來進行數值擬合。經仿真對比發現，當鎖相環鎖定時，KVCO的細微波動并不會給仿真結果帶來影響。為了便于通過觀察VCO控制電壓來考察輸出信號的線性度，以下的仿真中KVCO設為固定值200 MHz／V。

3 結果分析
根據上面分析，在ADS環境下建立如圖4所示的系統電路模型，該電路可以輸出中心頻率為7 GHz，帶寬500 MHz的chirp-UWB信號。

3．1 ADS仿真結果
對于Chirp-UWB信號性能分析，關鍵是考察信號的穩定性和線性度。在本系統中，信號由VCO產生，所以通過觀察VCO控制電壓波形和VCO輸出頻譜即可，圖5為仿真結果。從圖中可以看出，其VCO能夠跟蹤參考信號頻率的變化，產生所需帶寬的Chirp-UWB信號，且其旁瓣較低，完全能滿足系統設計的要求。
3．2 利用Matlab讀取ADS數據進行分析
對于Chirp-UWB信號的性能分析還有個重要的指標就是其自相關特性，然而在ADS環境下很難實現這樣的分析。為此，本文利用Matlab讀取ADS仿真數據來實現對信號自相關特性的分析。
ADS仿真輸出數據可以存為一個ASCII格式的記事本文件。文件中每個數據均采用科學記數。其中，奇數個數表示時間，偶數個數表示信號。這樣就可以用Matlab程序來讀取仿真數據，如圖6所示為信號自相關結果。從該圖可以看出，信號相關性能很好，由此證明這種基于鎖相環的Chirp-UWB產生的電路性能較好。

4 結 語
首先利用ADS，對Chirp信號的產生電路進行建模和仿真，然后利用Matlab讀取ADS仿真數據，對系統性能進行分析，由此證明本文提出的基于DDS+PLL的寬度Chrip-UWB信號產生方案，可以產生線性度高，自相關特性好的Chrip-UWB信號。該信號產生方案已經成功應用于某超寬帶通信系統中。