{"id":1280,"date":"2025-10-04T13:34:26","date_gmt":"2025-10-04T13:34:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.wallisemi.com\/?p=1280"},"modified":"2025-10-05T13:35:36","modified_gmt":"2025-10-05T13:35:36","slug":"optimierung-von-hochfrequenzchips-fur-beidou-3-%cf%83-%ce%b4-modulatorentwurf-und-leistungsverbesserung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/blog\/industry-insights\/optimizing-rf-chips-for-beidou-3-%cf%83-%ce%b4-modulator-design-and-performance-enhancement\/","title":{"rendered":"Optimierung von RF-Chips f\u00fcr BeiDou-3: \u03a3-\u0394 Modulatorentwurf und Leistungssteigerung"},"content":{"rendered":"

Abstrakt<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Mit der vollst\u00e4ndigen Umsetzung des BeiDou-3<\/strong> globalen Satellitennavigationssystems, die Leistung der RF-Chips<\/strong> ist f\u00fcr die Gew\u00e4hrleistung der Positionierungsgenauigkeit und Zuverl\u00e4ssigkeit des Systems von entscheidender Bedeutung. Dieses Papier befasst sich mit der Rolle und dem optimierten Design des \u03a3-\u0394-Modulator<\/strong> im BeiDou-3 RF-Chip<\/strong>, Der Schwerpunkt liegt auf der Abschw\u00e4chung von St\u00f6rimpulsen im Frequenzsynthesizer des Phasenregelkreises (PLL) und der Verbesserung der Gesamtsystemleistung.<\/p>\n\n\n\n

I. Technische Herausforderungen und L\u00f6sungen f\u00fcr fraktionierte Teiler in RF-Chips<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

In der BeiDou-3 RF-Chip<\/strong>, ist der Frequenzsynthesizer mit Phasenregelkreis f\u00fcr die Erzeugung des lokalen Oszillatorsignals zust\u00e4ndig. Da die Tr\u00e4gerfrequenzen im BeiDou<\/strong> sind nicht-ganzzahlige Vielfache der Referenzfrequenz, Fraktionsz\u00e4hler<\/strong> sind unerl\u00e4sslich. Herk\u00f6mmliche Bruchteiler erzeugen jedoch Bruchausschl\u00e4ge, die die Reinheit des Ausgangsspektrums beeintr\u00e4chtigen.<\/p>\n\n\n\n

Um dieses Problem anzugehen, \u03a3-\u0394-Modulation<\/strong> Technologie eingesetzt. Bei dieser Technik werden gebrochene Ausschl\u00e4ge in Quantisierungsrauschen umgewandelt und Rauschformungstechniken angewendet, um diese Ausschl\u00e4ge auf h\u00f6here Frequenzen zu verschieben. Die Tiefpasscharakteristik der PLL filtert sie dann heraus und verbessert die Systemleistung erheblich.<\/p>\n\n\n\n

II. Optimierter Entwurf eines MASH 1-1-1 \u03a3-\u0394 Modulators f\u00fcr RF Chips<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die Studie konzentriert sich auf eine MASH 1-1-1 \u03a3-\u0394-Modulator<\/strong>, der eine effektive Rauschformung gew\u00e4hrleistet und gleichzeitig die Komplexit\u00e4t und den Ressourcenverbrauch von Modulatoren h\u00f6herer Ordnung vermeidet. Bei bestimmten gebrochenen Eingangswerten weist der Modulator jedoch strukturelle Parasitika auf, die sich als st\u00f6rende Spektrallinien im Ausgangsspektrum manifestieren.<\/p>\n\n\n\n

Eine detaillierte Analyse hat ergeben, dass das Auftreten dieser St\u00f6rungen mit der Parit\u00e4t des Eingangswerts zusammenh\u00e4ngt. Bei einem geraden Eingangswert f\u00fchrt die Periodizit\u00e4t in der Ausgangssequenz des Modulators zu spektralen Spitzen im Hochfrequenzbereich, insbesondere bei einem Eingangswert von 0,25.<\/p>\n\n\n\n

III. Innovativer Dither-Schaltungsentwurf f\u00fcr RF-Chip-Optimierung<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Zur Abschw\u00e4chung struktureller Parasiten wird eine speziell entwickelte Ditherschaltung<\/strong> wurde eingef\u00fchrt. Durch Einspeisung einer Pseudo-Zufallssequenz in den Modulator wird die Periodizit\u00e4t der Ausgangssequenz gest\u00f6rt. Herk\u00f6mmliche Dither-Injektionsmethoden f\u00fchren zus\u00e4tzliches In-Band-Rauschen ein, doch in dieser Studie wird ein verbessertes Mapping-Schema zur Rauschreduzierung eingef\u00fchrt:<\/p>\n\n\n\n

Neues Mapping-Schema<\/strong>: Die herk\u00f6mmliche bin\u00e4re Zuordnung (-1, 1) wird zu einer vierwertigen Zuordnung (-2, -1, 0, 1) erweitert, was eine pr\u00e4zisere Dithersteuerung erm\u00f6glicht.<\/p>\n\n\n\n

Shaping Processing Optimierung<\/strong>: Auf das Dithersignal wird eine Rauschformungsfunktion erster Ordnung angewandt, die das In-Band-Rauschen wirksam reduziert und gleichzeitig die Ressourcennutzung optimiert.<\/p>\n\n\n\n

Die Simulationsergebnisse zeigen, dass diese verbesserte Dithermethode die strukturellen Parasiten deutlich reduziert und gleichzeitig ein geringes In-Band-Rauschen beibeh\u00e4lt, sogar f\u00fcr fraktionale Eingangswerte wie 0,1251, 0,6265, 0,5014 und 0,2511.<\/p>\n\n\n\n

IV. Schaltungsimplementierung und Leistungs\u00fcberpr\u00fcfung<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die Studie umfasste den Entwurf eines vollst\u00e4ndigen MASH 1-1-1 Modulator<\/strong> Logikschaltung. Dazu geh\u00f6ren ein dreistufiger kaskadierter Akkumulator und eine spezielle Schaltung zur Rauschformung, die f\u00fcr die BeiDou-3 RF-Chip<\/strong>\u2018spezifischen Frequenzb\u00e4nder (B11, B2a, B2b und B3). Verhaltenssimulationen mit der Software Modelsim ergaben eine hervorragende Leistung in allen Testf\u00e4llen und best\u00e4tigten dies:<\/p>\n\n\n\n

Wirksame Unterdr\u00fcckung fraktionierter Ausl\u00e4ufer<\/p>\n\n\n\n

Verbesserte Gl\u00e4ttung des Ausgangsspektrums<\/p>\n\n\n\n

Verbessertes Phasenrauschen des Systems<\/p>\n\n\n\n

V. Technischer Wert und Anwendungsperspektiven von RF-Chips<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die optimierte \u03a3-\u0394-Modulator<\/strong> Entwurf die technischen Herausforderungen, die mit der fraktionierten Frequenzteilung im BeiDou-3 RF-Chip<\/strong>. Zu den wichtigsten Innovationen geh\u00f6ren:<\/p>\n\n\n\n

Strukturelle Optimierung zur Unterdr\u00fcckung von St\u00f6reinfl\u00fcssen im Modulator<\/p>\n\n\n\n

Ein neues Mapping-Verfahren f\u00fcr eine verbesserte Dither-Steuerung<\/p>\n\n\n\n

Ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Ressourcenverbrauch<\/p>\n\n\n\n

Diese RF-Chip<\/strong> Design unterst\u00fctzt nicht nur BeiDou-3<\/strong> aber auch f\u00fcr andere globale Satellitennavigationssysteme vielversprechend. Mit der Ausweitung der Navigationsanwendungen werden diese Fortschritte wichtige Sektoren wie das autonome Fahren, die Pr\u00e4zisionslandwirtschaft und die Notfallkommunikation unterst\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n

VI. Schlussfolgerung<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die RF-Chip<\/strong> Design f\u00fcr BeiDou-3<\/strong> unter Verwendung eines optimierten \u03a3-\u0394-Modulator<\/strong> steigert die Leistung des Chips, bietet eine L\u00f6sung f\u00fcr Fractional Spurs und verbessert die Zuverl\u00e4ssigkeit des gesamten Systems. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von RF-Chips<\/strong> f\u00fcr die Satellitennavigation ebnen diese Technologien den Weg f\u00fcr genauere, effizientere und skalierbarere globale Navigationssysteme.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Abstract With the full implementation of the BeiDou-3 global satellite navigation system, the performance of RF chips has become crucial for ensuring the system\u2019s positioning accuracy and reliability. This paper delves into the role and optimized design of the \u03a3-\u0394 modulator in the BeiDou-3 RF chip, focusing on mitigating fractional spurs in the phase-locked loop (PLL) frequency synthesizer […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1279,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[30,31],"tags":[35],"class_list":["post-1280","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-industry-insights","category-blog","tag-jason-chen"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1280","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1280"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1280\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1281,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1280\/revisions\/1281"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1279"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1280"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1280"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1280"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}