基于MAX型电路的GS接收机设计doc

1基于MAX2742型电路的GPS接收机设计1引言GPS卫星发送的导航定位信号是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、海洋和空间的广阔用户，只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备即GPS信号接收机，就可以在任何时候用GPS信号进行导航定位测量。GPS信号接收机的功能是能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对接收到的GPS信号进行变换、放大和处理、以便测量出GPS信号从卫星接收机天线的传播时间，解译GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的3维位置甚至3维速度和时间。典型GPS接收机的结构如图1所示。1575.42MHz的GPS信号在进入下变频IC前，先经过低噪声放大器〔LNA〕和滤波器〔RFSAW〕。低噪声放大器是GPS射频接收器中最重要的局部，这个放大器根本上可以决定整个接收机的噪声大小，因此，LNA是接收机灵敏度的直接决定因素。射频信号经过下变频IC后将单端或差分IF信号输出给GPS基带数字信号处理单元。经GPS基带DSP处理后的定位信息遵循NMEA0183标准，通过串行数据接口实现与GSM模块、PDA设备、便携式PC等数字处理终端设备的通信。数字处理终端通过网络和专用软件实现各种应用，比方通过地理信息系统〔GIS〕实现各种运动目标的追踪定位等。2MAX2742特点利用MAX2742型CMOSRF前端GPS接收机电路，附加极少的外部元件，即可构成一种完整的GPS解决方案。这款性能优异的电路只需消耗极低的功率〔32mW，2.4V〕，并且不需要昂贵的IFSAW滤波器和体积庞大的分立IFSAW滤波器。MAX2742内部集成了低噪声放大器〔LNA〕、混频器、BPF、自动增益控制放大器〔AGC〕、本振合成器、时钟缓冲器和内部数字采样器。该电路能够与许多商用GPS基带IC接口，适合多种应用，其中包括汽车导航、远程信息处理、自动平安监控、资产跟踪、定位效劳〔LBS〕及其他消费类电子产品。MAX2742工作于18.414MHz晶振或TXCO，可通过IFSEL引脚〔引脚10〕来选择差分或单端IF输出〔1.023MHz〕。总的信号变换增益为120dB，噪声系数4.5dB，IF信号以18.414MHz的参考时钟频率进行采样。MAX2742采用48引脚TQFP封装，尺寸仅为9mm×9mm，可工作于－40℃－＋85℃范围。3MAX2742工作原理3.1高性能内置LNA图2示出MAX2742的内部结构。MAX2742采用高性能的内置LNA实现二级滤波，极大地降低了干扰信号对接收机性能的两种负面影响：第一，如果带外滤波不充分，干扰信号可能会引起低噪声放大器或降频变换器非线性工作，这会造成不真实输出或加大接收器的噪声系数；第二，如果解调器的干扰信号过大，那么接收器处理的信号不真实，不能输出定位信息。3.2中频滤波IF信号通过一个IF滤波器实现对带外毛刺达60dB和对镜像噪声达18dB的抑制。经过镜像抑制滤波器之后，信号转变为差分信号。经过滤波的IF信号被AGC模块放大，AGC模块通过使用50dB的动态范围将VGA输出信号水平设置为一个预定值。内部的偏移抵消装置将为大约100kHz的1dB拐角频率的IF信号产生一个高通特性。3.3锁相环设计道MA挣X2悲74政2内中部V成CO涨提供春积差艘分L蒜O〔营Lo朗ca间l邻Os秤ci栋ll条at钳or廉－本气机振座荡器暖〕信底号给赴下变扁频混第频器岂并控碰制这按一频惧率。御一个控板上卸TC们XO式产生才参考胡频率蠢。这姿种集省成合笼成器研包含蚕VC纠O、芳TC臭XO市缓冲申器、冲主频习率分选割器然、相松频探笨测器剖和电蕉荷泵某。它吨用一挎个独怒立P铅LL例滤波煤器和洪TC蹄XO嗽。T沙CX贫O的叔输出确端通昨过一款个耦终合电杆容器密连接疗到电脾路的强XT职AL鞠IN角1和婶XT步AL奋IN弃2引最脚。铅业4贪基于鲜MA纱X2盐74剪2的与GP递S接芽收机眉桑4.猾1菊射频您输入惑台图3炸示出腥基于柏MA武X2舰74崖2的丘GP键S接棕收机倚的结惊构框液图。胡15盲75速.4暖2M应Hz根的L此1耍GP碰S的优信号挡由天贡线接盐收后伪获得溉1.省5d糊B噪捷声和闻20毯dB芳增益发，经鉴过L臭NA牧〔M揪AX积26阵54录〕进级行放拌大。捡MA绕X2根65泥4工卧作在劝15粮75搞MH胀z的绘GP茧S频杆段，闹增益急为1然4.另1d辰B，叠噪声狮系数生为1辽.4访5d纸B，直电流赖消耗着仅为烛8.博3m夺A。餐放大雀后的榨信号处输入结到S影AW化〔N涨SV券S6渐58燃〕，订实现晴37笛dB扣的带给外抑凝制，造仅产狂生3列dB嫌的插根入损源耗。枕NS际VS签65洒8具蚊有5里0Ω筐的标叫准输仍入/槽输出递阻抗汁，信捷号在亡输入抚MA夕X2棕74僵2〔翻7引鲁脚〕锅时，缓需要兔外接嚷阻抗欲匹配摔电路热。鼻4.各2概电源惨滤波志恰MA化X2赢74才2采虾用统惩一V学DD型供电启，在赢给高衬频放靠大和申混频慎模块惩供电薯时〔信3，将4，殖12兰，1痛7，绸23桶，2信5，初32捆引脚梅〕需晴采用终滤波察电路省，在听设计恰外部亩电路该和印涝制电惯路板茫时必耻须注水意。垦一般肤用两阿只旁袜路电犁容器校与各浓个引晋脚相样连，婚一个啄用于征过滤戒高频裙元件亩的干墨扰信萍号，粒另一标个用认于过塘滤低躺频元腊件的紧干扰流信号厌。这祖两个倒电容炭应尽沾量靠猫近各形个引新脚，嚷以减撒小线它路的衔感应昏系数呈；同惊理，胸这两孩个电蛋容器秀的另恼一端场应尽斧量靠兄近地数。设福计中丑，注咱意到家上述眨问题日，放科大器牲的工支作会计很稳踢定；松反之全，射有频输奔入可己能会吨很不待稳定唇。堪4.嫁3嘱天线阻控制三模块铃使用粪p沟践道M痛OS声FE流T和狱电流究感应用电阻暗器控爬制天颤线供料电。哗感应焰电阻耽把天孙线的哀供电道信息朝反应飘给C书XD邮29挣32怠有三觉种可潮能状批态：快正常德、短签路和紫开路拌。谅4.矛4女基带区处理羞电路康石CX湿D2箭93乔2是拖GP回S卫型星定啦位测侵量系剧统专邮用的巾大规笔模集玩成电笔路。闭这个匙电路厉包含专一个羽32拾－b际it盯R继IS忌C泳CP发U、触卫星威追踪颂电路静、2旦M－促bi幅t掩夸模型折RO荣M、宜RA烤M、猎UA现RT玩和内虚部时嚷钟等雹。这凡个电怖路配茂合R刑F电陕路〔共即上欲文介赔绍的夫MA抚X2戒74匀2〕宗能够捉实现潮各种罩定位密和导乡航。纤魔CX厦D2子93讲2具危有以甚下特勤点：捕16减通道站GP穷S接齿收机利能够圣同时愧接收瓶16首颗卫刃星的座信号辣；支限持差手分G微PS丈；符辣合R蚕TC晋M竟SC聋－1屡04债V巾er道2.验1；油支持益DA傲RC膨〔D壮ir五ec晨t厕Ac疫ce再ss榨R夫ad拆ar联C讽ha哲nn斜el找直接火存取胞雷达担波道河〕全贯视野湖〔A企LL斩－I映N－络VI境EW别〕测援量；扶时钟版支持耻GP腾S时屯间；坟32吼－b杜it萝R挡IS渔C拾CP势U；愤25汁6K暮B计编程灵RO租M；犯40服KB抓R级AM秀；电层源管继理功水能；劳1P油PS符支持团；2仗通道德UA胡RT谎；4扬通道辰内部港时钟选；1汤6－艇bi蚊t多免用途银I/逝O端野口；皮12雾－b盲it敢逐次军近似略系统土A/攻D转芽换器艘〔4促通道傲模拟盒开关阀〕。油蜂4.致5分软件桑设计离俯软件凭设计遭主要端指设宣置G荒PS络接收记模块女与M棋CU刺之间燃的串燥口通逼信、役参数滩显示凶及人魔机接辩口。初主要林包括院初始指化、滴串口库通信佣、数换据处音理、锐故障作提示标、显酿示、轨键盘勤处理铺、电五源管矮理等蜓局部兵。其办中，栽初始直化包托括C尘XD才29彼32左中各雄种寄蚁存器楚的配哲置、茅串口赤相关嗽参数侍配置陕〔波闸特率喂、模鹿式〕跌及外贸围电再路〔赵LC迈D、锹电源奇等设呢备检书测〕恐的初渐始化款等。倦串口范通信阳包括扮数据啦发送磨、接强收、粗校验之和通以信故禾障提酒示等呜。数闸据处径理主伴要是俗对接需收数爸据的喜解码烧、存录储和辱数据私刷新惑等。升故障市提示穗包括淋设备京故障厌、通蜂信故再障和加电源器故障梨等。虽电源隶管理究主要锐是电创源欠巷压提休示和服当前博电源榨状态哗显示旱。图境4示失出软谜件程迅序流枯程。暗踪4.火6环PC蛾B的译布局椅规那么饶才在对努PC创B进靠行布殊局时涝，旁卧路电招阻器越应尽况量靠笋近器建件引轮脚。蝴某些乒重要伙元件锄可以优布置尖在M默AX首27瘦42税的背柳面，杨使得巩MA付X2哗74纵2到重这些宽元件暮的路稼径尽毁量短名。压苦控振标荡器由可能仿会与封阻抗惧引起恳共振哥，在掌PC逗B布层局时冻必须据考虑垫到这茧一点协。L夫频段邪的输剂入和绪转换庄器之准间如途果靠仅得太弹近，仙也可们能会嚷产生果电流左耦合级。在售应用航中，粉如果哨产生透这种漆耦合决，接弃收器版对干沈扰信民号非某常敏叼感。状为了罩减少次这种捉耦合驱，可缓采用凑带状扛线结排构，狠而不循采用豪微波本传输王带结厕构。您这个巩完整镇的解爽决方时案仅陶占用恐25乓mm碗×2刃5m颈m的辩PC密B空何间。旦图5删