一种基于DDS+PLL的Chirp-UWB信号产生方案

从图3中可以看出，环路截止频率为2 MHz，相位裕量为45°，在鉴相频率100 MHz处，衰减为78 dB，这可以满足稳定条件，且可以抑制参考频率馈通。

2．4 压控振荡器

一个理想的VCO输出周期信号，其周期信号的频率与控制电压Vcnt呈线性关系，即：

式中：ω0为VCO的自由振荡频率；KVCO为VCO增益(单位为rad／s／V)。

实际电路中，VCO的增益是非线性的。在ADS设计仿真中，为了更加接近真实电路，VCO的增益KVCO可以不设置为常数，而是根据输出频率不同，使用函数pwl()来进行数值拟合。经仿真对比发现，当锁相环锁定时，KVCO的细微波动并不会给仿真结果带来影响。为了便于通过观察VCO控制电压来考察输出信号的线性度，以下的仿真中KVCO设为固定值200 MHz／V。

3 结果分析

根据上面分析，在ADS环境下建立如图4所示的系统电路模型，该电路可以输出中心频率为7 GHz，带宽500 MHz的chirp-UWB信号。

3．1 ADS仿真结果

对于Chirp-UWB信号性能分析，关键是考察信号的稳定性和线性度。在本系统中，信号由VCO产生，所以通过观察VCO控制电压波形和VCO输出频谱即可，图5为仿真结果。从图中可以看出，其VCO能够跟踪参考信号频率的变化，产生所需带宽的Chirp-UWB信号，且其旁瓣较低，完全能满足系统设计的要求。

3．2 利用Matlab读取ADS数据进行分析

对于Chirp-UWB信号的性能分析还有个重要的指标就是其自相关特性，然而在ADS环境下很难实现这样的分析。为此，本文利用Matlab读取ADS仿真数据来实现对信号自相关特性的分析。

ADS仿真输出数据可以存为一个ASCII格式的记事本文件。文件中每个数据均采用科学记数。其中，奇数个数表示时间，偶数个数表示信号。这样就可以用Matlab程序来读取仿真数据，如图6所示为信号自相关结果。从该图可以看出，信号相关性能很好，由此证明这种基于锁相环的Chirp-UWB产生的电路性能较好。

4 结 语

首先利用ADS，对Chirp信号的产生电路进行建模和仿真，然后利用Matlab读取ADS仿真数据，对系统性能进行分析，由此证明本文提出的基于DDS+PLL的宽度Chrip-UWB信号产生方案，可以产生线性度高，自相关特性好的Chrip-UWB信号。该信号产生方案已经成功应用于某超宽带通信系统中。

作者：高 沈 张 剑 康荣宗 刘洛琨 来源：现代电子技术