Dalam bidang sistem satelit navigasi global (GNSS), di mana akurasi dan sensitivitas pemosisian yang lebih tinggi terus diupayakan, Chip RF berfungsi sebagai “penjaga garis depan” receiver. Kinerja mereka secara langsung menentukan kemampuan terminal untuk menangkap dan memproses sinyal satelit yang lemah. Di antara sekian banyak modul utama dari Chip RF, synthesizer frekuensi phase-locked loop (PLL), yang menghasilkan sinyal osilator lokal (LO), sangat penting. Dalam hal ini, teknologi pembagian frekuensi fraksional memainkan peran yang menentukan dalam mempengaruhi kemurnian sinyal.

Sintesis frekuensi pembagian frekuensi bilangan bulat tradisional mengalami kesulitan dengan hubungan frekuensi non-integer, sehingga membatasi fleksibilitas pengaturan frekuensi LO. Teknologi pembagian frekuensi pecahan secara dinamis menyesuaikan rasio pembagian untuk menghasilkan nilai pecahan rata-rata, sehingga secara akurat menghasilkan frekuensi yang diinginkan. Namun, teknologi ini memperkenalkan masalah yang rumit-taji pecahan. Jika taji ini berada dalam bandwidth loop PLL, maka tidak dapat disaring, sehingga mengakibatkan penurunan kualitas output sinyal LO oleh Chip RF. Hal ini pada akhirnya menyebabkan penurunan rasio signal-to-noise (SNR) dari sinyal frekuensi menengah (IF) yang dihasilkan selama pencampuran, yang secara langsung memengaruhi akurasi pemosisian terminal navigasi.

Untuk mengatasi masalah pembagian frekuensi fraksional tarikan rendah, penelitian oleh Li Xin dan Huang Haisheng secara menyeluruh membandingkan dua solusi teknologi utama: struktur akumulator klasik dan struktur modulator MASH1-1-1 Δ-Σ yang canggih.

Struktur Akumulator:

Struktur ini sederhana dan hemat biaya, tetapi rasio pembagian hanya dapat beralih di antara dua nilai (N dan N+1). Peralihan berkala ini menciptakan taji diskrit yang kuat pada rentang frekuensi rendah spektrum output, yang merupakan kelemahan penting untuk performa tinggi Chip RF.

Struktur MASH1-1-1 Δ-Σ:

Struktur ini terdiri dari tiga modulator Δ-Σ orde pertama untuk mencapai pembentukan derau, sebuah fungsi utama yang “mendorong” derau kuantisasi frekuensi yang awalnya terkonsentrasi pada pita frekuensi rendah ke pita frekuensi tinggi. Dalam Chip RF Desain PLL, noise pada pita frekuensi tinggi dapat secara efektif disaring oleh filter loop.

Tim peneliti menggunakan skenario aplikasi khas GNSS Chip RF (frekuensi referensi: 16,368 MHz, frekuensi menengah: 3,996 MHz) untuk mensimulasikan kedua struktur pada titik frekuensi GPS L1 dan BeiDou B1. Analisis power spectral density (PSD) dengan jelas menunjukkan bahwa modulator berbasis Δ-Σ berhasil menggeser energi taji fraksional dari pita frekuensi rendah 0-2 MHz yang kritis ke pita frekuensi tinggi, yang secara signifikan meningkatkan kemurnian spektral di dalam bandwidth loop PLL.

Kesimpulan:

Dalam GNSS modern berkinerja tinggi Chip RF yang mengejar operasi dengan kecepatan rendah, teknologi pembagian frekuensi fraksional berdasarkan struktur MASH1-1-1 Δ-Σ tidak diragukan lagi merupakan pilihan yang unggul. Melalui pembentukan derau yang cerdas, teknologi ini secara efektif membersihkan spektrum LO, memberikan landasan teknis yang kokoh untuk Chip RF untuk menerima sinyal navigasi secara stabil dan akurat di lingkungan elektromagnetik yang kompleks. Teknologi ini merupakan mesin utama yang mendorong pengembangan terminal navigasi presisi tinggi.