Abstracto

Con la plena implementación de la BeiDou-3 sistema mundial de navegación por satélite, el rendimiento de chips de RF se ha vuelto crucial para garantizar la precisión y fiabilidad del posicionamiento del sistema. Este artículo profundiza en el papel y el diseño optimizado del Modulador Σ-Δ en el Chip de radiofrecuencia BeiDou-3, centrándose en mitigar las espuelas fraccionarias en el sintetizador de frecuencia de bucle de enganche de fase (PLL) y mejorar el rendimiento general del sistema.

I. Desafíos técnicos y soluciones de los divisores fraccionarios en chips de RF

En el Chip de radiofrecuencia BeiDou-3El sintetizador de frecuencia de bucle de enganche de fase es responsable de generar la señal del oscilador local. Dado que las frecuencias portadoras en el BeiDou El sistema son múltiplos no enteros de la frecuencia de referencia, divisores fraccionarios Son esenciales. Sin embargo, los divisores fraccionarios tradicionales producen esporas fraccionarias que degradan la pureza del espectro de salida.

Para abordar esta cuestión, Modulación Σ-Δ Se emplea tecnología. Esta técnica transforma las espurias fraccionarias en ruido de cuantificación y aplica técnicas de modelado de ruido para elevar estas espurias a frecuencias más altas. Las características de paso bajo del PLL las filtran, mejorando significativamente el rendimiento del sistema.

II. Diseño optimizado de un modulador MASH 1-1-1 Σ-Δ para chips de RF

El estudio se centra en un Modulador MASH 1-1-1 Σ-ΔEsto garantiza un modelado de ruido eficaz, evitando la complejidad y el consumo de recursos de los moduladores de orden superior. Sin embargo, para ciertos valores de entrada fraccionarios, el modulador presenta parásitas estructurales, que se manifiestan como líneas espectrales espurias en el espectro de salida.

Mediante un análisis detallado, la aparición de estos parásitos se vincula con la paridad del valor de entrada. Cuando la entrada es par, la periodicidad en la secuencia de salida del modulador produce picos espectrales en la región de alta frecuencia, especialmente con un valor de entrada de 0,25.

III. Diseño innovador de circuitos de dithering para la optimización de chips de RF

Para mitigar los parásitos estructurales, se ha diseñado un sistema especialmente circuito de tramado Se introdujo. Al inyectar una secuencia pseudoaleatoria en el modulador, se altera la periodicidad de la secuencia de salida. Los métodos tradicionales de inyección de tramado introducen ruido adicional en banda, pero este estudio introduce un esquema de mapeo mejorado para reducir el ruido:

Nuevo esquema de mapeo:La asignación binaria tradicional (-1, 1) se amplía a una asignación de cuatro valores (-2, -1, 0, 1), lo que permite un control de tramado más preciso.

Optimización del procesamiento de modeladoSe aplica una función de modelado de ruido de primer orden a la señal de tramado, lo que reduce eficazmente el ruido en banda y optimiza el uso de recursos.

Los resultados de la simulación muestran que este método de tramado mejorado reduce significativamente los parásitos estructurales al tiempo que mantiene un bajo ruido en banda, incluso para valores de entrada fraccionarios como 0,1251, 0,6265, 0,5014 y 0,2511.

IV. Implementación del circuito y verificación del rendimiento

El estudio implicó el diseño de un sistema completo Modulador MASH 1-1-1 Circuito lógico. Incluye un acumulador en cascada de tres etapas y un circuito dedicado de modelado de ruido, optimizado para Chip de radiofrecuencia BeiDou-3Bandas de frecuencia específicas (B11, B2a, B2b y B3). Las simulaciones de comportamiento realizadas con el software Modelsim demostraron un excelente rendimiento en todos los casos de prueba, lo que confirma:

Supresión eficaz de espolones fraccionales

Suavidad del espectro de salida mejorada

Rendimiento mejorado del ruido de fase del sistema

V. Valor técnico y perspectivas de aplicación de los chips de RF

El optimizado Modulador Σ-Δ El diseño aborda los desafíos técnicos asociados con la división de frecuencia fraccionaria en el Chip de radiofrecuencia BeiDou-3Las innovaciones clave incluyen:

Optimización estructural para suprimir los parásitos moduladores

Un nuevo método de mapeo para un mejor control del tramado

Un equilibrio entre rendimiento y consumo de recursos

Este chip RF El diseño no sólo apoya BeiDou-3 pero también ofrece un gran potencial para otros sistemas globales de navegación por satélite. A medida que se expandan las aplicaciones de navegación, estos avances respaldarán sectores cruciales como la conducción autónoma, la agricultura de precisión y las comunicaciones de emergencia.

VI. Conclusión

El chip RF diseño para BeiDou-3 utilizando un optimizado Modulador Σ-Δ Mejora el rendimiento del chip, ofreciendo una solución a las espuelas fraccionarias y mejorando la confiabilidad general del sistema. Con el continuo avance de chips de RF Para la navegación por satélite, estas tecnologías están allanando el camino para sistemas de navegación global más precisos, eficientes y escalables.