Абстрактный

После полной реализации BeiDou-3 глобальная спутниковая навигационная система, производительность РЧ-чипы стало решающим фактором для обеспечения точности и надежности позиционирования системы. В данной статье рассматривается роль и оптимизация конструкции Σ-Δ модулятор в Радиочастотный чип BeiDou-3, Основное внимание уделяется уменьшению дробных всплесков в синтезаторе частоты с фазовой синхронизацией (PLL) и повышению общей производительности системы.

I. Технические проблемы и решения дробных делителей в радиочастотных микросхемах

В Радиочастотный чип BeiDou-3, За генерацию сигнала локального генератора отвечает синтезатор частоты с фазовой автоподстройкой. Поскольку несущие частоты в BeiDou системы являются нецелыми кратными опорной частоты, дробные делители очень важны. Однако традиционные дробные делители создают дробные шпоры, которые ухудшают чистоту выходного спектра.

Чтобы решить эту проблему, Σ-Δ модуляция используется технология. Эта технология преобразует дробные всплески в шум квантования и применяет методы формирования шума для перемещения этих всплесков на более высокие частоты. Затем низкочастотные характеристики PLL отфильтровывают их, значительно улучшая производительность системы.

II. Оптимизированная конструкция модулятора MASH 1-1-1 Σ-Δ для радиочастотных микросхем

Исследование посвящено MASH 1-1-1 Σ-Δ модулятор, что обеспечивает эффективное шумообразование и позволяет избежать сложности и ресурсоемкости модуляторов более высокого порядка. Однако при определенных дробных значениях входного сигнала модулятор демонстрирует структурные паразитные эффекты, проявляющиеся в виде ложных спектральных линий в выходном спектре.

В результате детального анализа выяснилось, что возникновение этих паразитных эффектов связано с четностью входного сигнала. Когда входное значение четное, периодичность в выходной последовательности модулятора приводит к появлению спектральных пиков в высокочастотной области, особенно при входном значении 0,25.

III. Инновационная конструкция схемы дизеринга для оптимизации радиочастотного чипа

Для уменьшения структурных паразитных эффектов используется специально разработанный схема дизеринга была введена. Инжекция псевдослучайной последовательности в модулятор нарушает периодичность выходной последовательности. Традиционные методы введения псевдослучайной последовательности вносят дополнительный внутриполосный шум, но в данном исследовании представлена улучшенная схема отображения для уменьшения шума:

Новая схема картографирования: Традиционное двоичное отображение (-1, 1) расширено до четырехзначного отображения (-2, -1, 0, 1), что позволяет более точно регулировать степень затухания.

Оптимизация обработки формы: Функция формирования шума первого порядка применяется к сигналу дизеринга, эффективно снижая внутриполосный шум и оптимизируя использование ресурсов.

Результаты моделирования показывают, что этот улучшенный метод дизеринга значительно снижает структурные паразитные характеристики при сохранении низкого уровня внутриполосных шумов даже для таких дробных значений входного сигнала, как 0.1251, 0.6265, 0.5014 и 0.2511.

IV. Реализация схемы и проверка производительности

Исследование включало в себя разработку полного Модулятор MASH 1-1-1 логическая схема. Она включает трехступенчатый каскадный аккумулятор и специальную схему формирования шума, оптимизированную для Радиочастотный чип BeiDou-3‘в определенных частотных диапазонах (B11, B2a, B2b и B3). Поведенческое моделирование с помощью программы Modelsim продемонстрировало отличную производительность во всех тестовых случаях, подтвердив это:

Эффективное подавление дробных разрывов

Улучшенная плавность выходного спектра

Улучшенные характеристики фазового шума системы

V. Техническая ценность и перспективы применения радиочастотных чипов

Оптимизированный Σ-Δ модулятор Конструкция решает технические проблемы, связанные с дробным делением частоты в Радиочастотный чип BeiDou-3. Ключевые инновации включают:

Структурная оптимизация для подавления паразитных наводок модулятора

Новый метод отображения для улучшенного контроля за разрядкой

Баланс между производительностью и потреблением ресурсов

Это радиочастотный чип дизайн не только поддерживает BeiDou-3 но и открывает широкие перспективы для других глобальных навигационных спутниковых систем. По мере расширения навигационных приложений эти достижения будут поддерживать такие важные отрасли, как автономное вождение, точное сельское хозяйство и связь в чрезвычайных ситуациях.

VI. Заключение

The радиочастотный чип дизайн для BeiDou-3 с помощью оптимизированного Σ-Δ модулятор повышает производительность чипа, предлагая решение проблемы дробных скачков и повышая общую надежность системы. С постоянным развитием РЧ-чипы Для спутниковой навигации эти технологии прокладывают путь к созданию более точных, эффективных и масштабируемых глобальных навигационных систем.