Các nguồn tín hiệu vectơ hiệu suất cao đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực tiên tiến như thử nghiệm viễn thông, chiến tranh điện tử và radar. Từ trước đến nay, thị trường chip và công nghệ tần số vô tuyến (RF) chủ yếu do các nhà sản xuất nước ngoài chi phối, dẫn đến những rủi ro trong chuỗi cung ứng và chi phí cao. Để khắc phục tình trạng này, một nhóm nghiên cứu đã phát triển thành công một nguồn tín hiệu vectơ đa kênh sử dụng chip RF nội địa, đánh dấu một bước tiến quan trọng hướng tới việc sở hữu thiết bị thử nghiệm cao cấp độc lập và an toàn.

Kiến trúc cốt lõi: Tích hợp FPGA và chip RF nội địa

Để khắc phục những hạn chế của các sản phẩm nguồn tín hiệu nước ngoài, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một kiến trúc hệ thống mạnh mẽ. Trái tim của hệ thống là FPGA, chịu trách nhiệm tạo tín hiệu, lập lịch và điều khiển hệ thống. Điểm đột phá nằm ở việc sử dụng chip thu phát RF CX8242K, một chip RF băng rộng sản xuất trong nước, làm bộ tạo tín hiệu RF. Chip này tích hợp bộ DAC tốc độ cao, bộ trộn, bộ chuyển đổi tần số lên kỹ thuật số (DUC) và mô-đun điều khiển công suất, hỗ trợ băng thông tín hiệu tức thời lên đến 1200 MHz, đảm bảo an ninh chuỗi cung ứng và hiệu suất cao.

Các công nghệ chủ chốt: Đạt được băng thông rộng và độ chính xác cao

Hệ thống này tích hợp một số công nghệ then chốt cho việc trao đổi dữ liệu tốc độ cao và tạo tín hiệu chính xác:

Giao diện tốc độ cực cao JESD204C

Giao thức này, kết hợp với bộ thu phát nối tiếp tốc độ cao của FPGA, cho phép tốc độ truyền dữ liệu lên tới 16,5 Gbps trên mỗi kênh, đảm bảo việc truyền tín hiệu băng rộng theo thời gian thực tới chip RF.

Đồng bộ hóa đồng hồ chính xác

Sử dụng chip quản lý đồng hồ HMC7044, hệ thống đồng bộ hóa đồng hồ của tất cả các kênh với độ dao động thấp, đảm bảo chất lượng cao cho đầu ra đa kênh.

Lập kế hoạch tần số thông minh

Việc điều chỉnh động tần số lấy mẫu của bộ chuyển đổi số-tương tự (DAC) và các hệ số nội suy giúp ngăn chặn nhiễu, mang lại tín hiệu có độ tinh khiết cao trên dải tần số rộng (từ 10 MHz đến 6 GHz).

Hiệu suất xuất sắc: Kết quả thử nghiệm và xác nhận

Các thử nghiệm thực nghiệm cho thấy hiệu suất vượt trội của nguồn tín hiệu dựa trên chip RF:

Đầu ra băng rộng: Dải tần số từ 10 MHz đến 6 GHz.

Băng thông cao: Hỗ trợ băng thông tín hiệu điều chế lên đến 800 MHz trên mỗi kênh, vượt trội so với các sản phẩm thương mại.

Tín hiệu nhiễu thấp: Dải động đơn tần vượt quá 80 dBc, nhiễu pha dưới -99 dBc/Hz ở tần số 1 kHz.

Đồng bộ hóa đa kênh: Hỗ trợ đầu ra đồng bộ hai kênh để thử nghiệm các hệ thống tiên tiến như mảng pha và MIMO.

Kết luận và triển vọng trong tương lai

Nghiên cứu này chứng minh tiềm năng của các chip RF nội địa trong việc phát triển thiết bị kiểm tra độc lập, hiệu suất cao. Chip RF CX8242K đã thể hiện hiệu suất vượt trội, khẳng định khả năng ngày càng được nâng cao của các chip RF nội địa trong các ứng dụng cao cấp. Cùng với sự phát triển không ngừng của công nghệ chip RF, Trung Quốc đang tiến tới mục tiêu tự chủ hoàn toàn trong lĩnh vực điện tử và thiết bị đo lường cao cấp, từ đó giảm bớt sự phụ thuộc vào các sản phẩm nước ngoài.