RFchips являются основными компонентами беспроводных систем, таких как спутниковая навигация и мобильная связь. Производительность RFchips напрямую влияет на стабильность и точность всего канала связи. В GNSS (глобальной навигационной спутниковой системе) RFchips, Дробные делители играют важнейшую роль в синтезе частот, помогая подавлять наводки и улучшать качество сигнала. В этой статье, основанной на техническом документе, систематически представлены методы проектирования и стратегии оптимизации производительности дробных делителей, направленные на RFchips в приложениях GNSS.

1. Техническое обоснование радиочастотных микросхем и дробных делителей

В приемниках ГНСС, RFchips отвечают за прием высокочастотных сигналов со спутников и их преобразование в промежуточные частоты для дальнейшей обработки. Генерация сигналов локального генератора основывается на синтезаторе частоты с фазовой автоподстройкой (PLL), в котором дробные делители служат ядром для гибкой настройки частоты. Традиционные методы целочисленного деления не могут удовлетворить потребности многочастотных и высокоточных приложений, поэтому технология дробного деления является ключевым направлением в современной RFchips дизайн.

2. Проектирование и реализация схем дробного делителя

В данном исследовании представлена схема дробного делителя, разработанная для GNSS RFchips, который поддерживает произвольные коэффициенты деления дробей в диапазоне от 16 до 255. В схеме используется сигма-дельта модулятор структуры MASH1-1-1, использующий технологию шумообразования для вытеснения шума квантования на более высокие частоты. Этот шум затем отфильтровывается петлевым фильтром, эффективно подавляя дробные набегающие сигналы.

Кроме того, для решения паразитных проблем в модуляторе при подаче на вход определенных четных значений (например, 0,25, 0,5) исследовательская группа внедрила перед модулятором схему джиттера на основе деформированной m-последовательности. Эта схема вводит псевдослучайную последовательность со средним значением, равным нулю, нарушая периодичность выходного сигнала модулятора, тем самым устраняя ложные сигналы на фиксированных частотах.

3. Валидация моделирования и анализ производительности

Для проверки работоспособности схемы исследовательская группа провела моделирование и симуляцию с использованием программного обеспечения ADS. Результаты моделирования показывают, что при подаче на вход типичных частот ГНСС (например, частоты GPS L1 1575,42 МГц) и различных внешних опорных частот (13 МГц, 16,35 МГц, 24,55 МГц) спектр выходного сигнала модулятора становится гладким, без видимых провалов. Среднее значение остается неизменным, что подтверждает эффективность схемы в устранении ложных сигналов.

Дальнейшее функциональное моделирование было выполнено в программе Modelsim с использованием Verilog HDL. Результаты моделирования показывают, что выход делителя точен, а среднее значение соответствует заданному коэффициенту деления, что подтверждает правильность работы схемы.

4. Комплексное улучшение производительности радиочастотных микросхем

Удачная конструкция этой схемы дробного делителя не только повышает гибкость частот и точность GNSS. RFchips но и значительно улучшает спектральную чистоту выходного сигнала. Благодаря оптимизации структуры сигма-дельта модулятора и внедрению интеллектуального механизма джиттера, схема обеспечивает подавление ложных сигналов и снижение фазовых шумов, обеспечивая надежную поддержку фронтального сигнала для высокоточной навигации и позиционирования.

5. Заключение и перспективы на будущее

Предлагаемая схема дробного делителя сочетает в себе высокую степень интеграции и низкий уровень помех, что делает ее особенно подходящей для GNSS. RFchips которые требуют высокочастотной чистоты. С быстрым развитием 5G, IoT и BeiDou (китайской спутниковой навигационной системы), RFchips развиваются в сторону многодиапазонных, маломощных и высоколинейных конструкций. Ожидается, что в будущем, с внедрением более совершенных производственных процессов и оптимизацией алгоритмов, технология дробного деления будет играть ключевую роль в более высокочастотных, высокочувствительных устройствах. RFchips, помогая домашним RFchips занять более заметное положение на мировом рынке.