北斗导航接收机信号完整性研究与设计

发布时间：2019-11-22 20:07

【摘要】：半导体技术的日新月异促使北斗导航接收机向着高集成度、高速度的方向发展,如何解决高速电路带来的一系列信号完整性问题、缩短研发周期成为提高北斗接收机稳定性、加速北斗行业发展的关键。本文以北斗导航接收机为对象,从信号完整性着手,结合仿真工具深入研究并分析了接收机中反射、串扰等问题形成的机理和解决方案,针对传统电路设计方法研发周期长的问题提出了一种结合EDA工具的北斗导航接收机设计方法,同时提出并验证了一种基于最小二乘法的IBIS仿真模型优化方法,最终完成了北斗导航接收机的设计与验证。论文研究了信号完整性理论和传输线理论,建立了传输线的物理建模,分析了传输线的特征阻抗和延时两大特性。从电路理论角度分析了反射产生的机理,并借助仿真工具研究和总结了容性和感性负载不连续对信号质量和时序的影响。从能量耦合的角度分析了串扰产生的机理,通过场求解器计算出的电容矩阵,分析了影响互容、互感的因素,并研究了串扰的容性耦合和感性耦合以及两种耦合对信号的综合影响。结合EDA仿真工具,论文详细地分析和验证了反射的不同端接方案和拓扑结构对接收机中反射现象的抑制作用,并且分析了传输线长度和端接桩线对反射的影响,得出了信号的上升/下降时间才是影响反射的根本原因。通过仿真工具,对比分析了影响串扰的主要因素,结合实验结果归纳出了一系列减小串扰的措施。论文提出了一种基于信号完整性分析方法的北斗导航接收机设计方法,研究了如何使用Cadence组件进行接收机的设计与SI仿真。对比分析了不同仿真模型,根据IBIS模型结构和建模原理提出了一种基于最小二乘法的IBIS模型优化方法,仿真验证了该方法优化后的模型在保证仿真精度的同时,可以缩短仿真时间。研究了北斗导航接收机的原理图设计和PCB设计,使用信号完整性分析方法设计了一台“射频+FPGA+DSP”架构的接收机,搭建了其软件仿真平台,对系统的关键网络进行了布线前和布线后仿真,并优化了拓扑结构。验证了采用信号完整性分析方法进行北斗导航接收机的设计可以大幅度缩短设计周期,节省研发成本。
【图文】：

图 1.1 R1 亚米级 GNSS 接收机 图 1.2 Leica Viva GS14 GN3 UB4B0 全系统 GNSS 高精度板卡 图 1.4 HWA-BM300 GNS号完整性研究现状完整性(SI，Signal Integrity)属于较为新兴的学科，随着通讯、图像处理发展，，高速电路的信号完整性问题受到越来越多设备厂商的重视，该学学者对于信号完整性的研究分析已经有十多年，有一定的理论储备和突中提取了差分线分布参数并构建了其耦合线模型[18]；文献[19]中提取并量等参数[19]；文献[20]借助测试板量化了基本材料与信号线的耦合对微带

图 1.1 R1 亚米级 GNSS 接收机 图 1.2 Leica Viva GS14 GN3 UB4B0 全系统 GNSS 高精度板卡 图 1.4 HWA-BM300 GNS号完整性研究现状完整性(SI，Signal Integrity)属于较为新兴的学科，随着通讯、图像处理发展，高速电路的信号完整性问题受到越来越多设备厂商的重视，该学学者对于信号完整性的研究分析已经有十多年，有一定的理论储备和突中提取了差分线分布参数并构建了其耦合线模型[18]；文献[19]中提取并量等参数[19]；文献[20]借助测试板量化了基本材料与信号线的耦合对微带
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN965.5

【参考文献】

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4 葛榜军;

本文编号：2564619