一種基于DDS+PLL的Chirp-UWB信號(hào)產(chǎn)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(shí)際電路中，VCO的增益是非線性的。在ADS設(shè)計(jì)仿真中，為了更加接近真實(shí)電路，VCO的增益KVCO可以不設(shè)置為常數(shù)，而是根據(jù)輸出頻率不同，使用函數(shù)pwl()來(lái)進(jìn)行數(shù)值擬合。經(jīng)仿真對(duì)比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鎖相環(huán)鎖定時(shí)，KVCO的細(xì)微波動(dòng)并不會(huì)給仿真結(jié)果帶來(lái)影響。為了便于通過(guò)觀察VCO控制電壓來(lái)考察輸出信號(hào)的線性度，以下的仿真中KVCO設(shè)為固定值200 MHz／V。

3 結(jié)果分析
根據(jù)上面分析，在ADS環(huán)境下建立如圖4所示的系統(tǒng)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(hào)。

3．1 ADS仿真結(jié)果
對(duì)于Chirp-UWB信號(hào)性能分析，關(guān)鍵是考察信號(hào)的穩(wěn)定性和線性度。在本系統(tǒng)中，信號(hào)由VCO產(chǎn)生，所以通過(guò)觀察VCO控制電壓波形和VCO輸出頻譜即可，圖5為仿真結(jié)果。從圖中可以看出，其VCO能夠跟蹤參考信號(hào)頻率的變化，產(chǎn)生所需帶寬的Chirp-UWB信號(hào)，且其旁瓣較低，完全能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。
3．2 利用Matlab讀取ADS數(shù)據(jù)進(jìn)行分析
對(duì)于Chirp-UWB信號(hào)的性能分析還有個(gè)重要的指標(biāo)就是其自相關(guān)特性，然而在ADS環(huán)境下很難實(shí)現(xiàn)這樣的分析。為此，本文利用Matlab讀取ADS仿真數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)自相關(guān)特性的分析。
ADS仿真輸出數(shù)據(jù)可以存為一個(gè)ASCII格式的記事本文件。文件中每個(gè)數(shù)據(jù)均采用科學(xué)記數(shù)。其中，奇數(shù)個(gè)數(shù)表示時(shí)間，偶數(shù)個(gè)數(shù)表示信號(hào)。這樣就可以用Matlab程序來(lái)讀取仿真數(shù)據(jù)，如圖6所示為信號(hào)自相關(guān)結(jié)果。從該圖可以看出，信號(hào)相關(guān)性能很好，由此證明這種基于鎖相環(huán)的Chirp-UWB產(chǎn)生的電路性能較好。

4 結(jié) 語(yǔ)
首先利用ADS，對(duì)Chirp信號(hào)的產(chǎn)生電路進(jìn)行建模和仿真，然后利用Matlab讀取ADS仿真數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行分析，由此證明本文提出的基于DDS+PLL的寬度Chrip-UWB信號(hào)產(chǎn)生方案，可以產(chǎn)生線性度高，自相關(guān)特性好的Chrip-UWB信號(hào)。該信號(hào)產(chǎn)生方案已經(jīng)成功應(yīng)用于某超寬帶通信系統(tǒng)中。