μPB1009K型GPS接收机射频率前端电路

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μPB1009K型GPS接收机射频率前端电路

μPB1009K是NEC公司推出的一款单片式GPS接收机电路，该电路内部集成有完整的VCDO、第2级IF（中频）滤波器、4 bit ADC、数字控制接口等电路。μPB1009K特点如下：
●具有双变频功能；
●具有多系统时钟，通过片上分频器（1/N=100,3/256,9/1024,65/4096）可选择16.368MHz、16.384MHz、14.4MHz、19.2MHz或者26MHZ的TCX0频率；
●电源电压Vcc为2.7~3.3V;
●电流消耗Icc可低到26.0mA;
●采用QFN-44封装；
●价格低，体积小。
μPB1009K主要应用在基准频率为16.368MHz、第2 IF为4.092MHz的GPS接收机，以及基准频率为14.4MHz、16.384MHz、19.2MHz,26MHz且第2级IF为2.556MHz的GPS接收机中。


图1

1 μPB1009K的功能参数
它采用QEN-44封装，各个引脚的功能如下：
●脚1(LNAout)：前置低噪声放大器输出；
●脚2（Rext）：接一个22kΩ的基准电阻器到地；
●脚3(RegGND)：电压调节器地；
●脚42(LNAVcc):前置低噪声放大器电源；
●脚43（LNAGED）：前置低噪声放大器地；
●脚44（LNAin）:前置低噪声放大器输入；
●脚4(1stMIXin):第1级混频器输入；
●脚5（1stMIXGED）:第1极混频器地；
●脚40（1stMIXVcc）：第1极混频器电源，使用时应连接一个旁路电容器到此端以减少高频阻抗；
●脚41(1stIFout):第1极混频器输出，在该脚和脚37之间插入IFSAW滤波器可监控VCO振荡信号；
●脚6，12（MS1，MS2）：这2条引脚可用于设置TCXO频率，当MS1=L，MS2=L时，TCXO为16.368MHz或16.384MHz；MS1=L，MS2=H时TCXO为19.2MHz；MS1=H，MS2=L时TCXO为14.4MH;MS=1H，MS2=H时TCXO为26MHz；
●脚11（Cpout）:充电泵输出，连接外接R和C到该脚，设置“转储系数”（dumping Facor）和自然角频率(Isink= Isource=0.45mA);
●脚13(Fefin)：基准频率输入，设计时应连接一个外部基准频率到这个引脚，如TXCO；
●脚14(PLLVcc)：PLL电源电压，设计时应连接一个旁路电容器到该引脚以减少高频阻抗；
●脚15(PLLGND)LL地；
●脚16(CLKout):时钟（fTCXO）输出引脚端（IC测试引脚端）；
●脚7(LOVcc):VCO电源端，连接一个旁路电容器到这个引脚以减少高频阻抗；
●脚8，9（VCO1，VCO2）：IC测试端。当μPB1009K安装在电路板上时，该端开路；
●脚10(LOGED):VCO地；
●脚17（IFGND）：IF功能地；
●脚18(2ndIFout):IF放大器输出；
●脚38(1stIFin):第2级IF混频器输入；
●脚39(IFVcc)：IF功能模块电源电压；
●脚19(2ndIFin)：ADC缓冲放大器输入；
●脚20(ECOFFout)：直流微调运算放大器的输出；
●脚21(DCOFFint)：直流微调运算放大器的直流微调脉冲输入。该脚与20脚间连接一个电容器可将输入脉冲信号转换为直流；
●脚22(GNDana):运算放大器和ADC地；
●脚23(GNDbuf):运算放大器和ADC地；
●脚24(VDDana):运算放大器和ADC比较器电源；
●脚25(VDDbuf):ADC输出驱动放大器电源，连在该脚接一个旁路电容器以减少高频阻抗；
●脚26(GNDsub):CMOS基底接地端；
●脚27-30（D0-D3）：数字输出端，LSB为D0，MSB为D3；
●脚31(SCKin):要样时钟信号输入；
●脚32(AGCin):AGC控制脉冲信号输入；
●脚33(AGCout):AGC控制信号输出；
●脚34(VDDlongi):电源控制逻辑电路电源；
●脚35(GNDlingi):电源控制逻辑电路地；
●脚3，37（PD1，PD2）：用于设置电路的工作模式。PD1=L且LD2=L时为睡眠模式（所有电路关断）；PD1=L且PD2=H时为“热”模式（PLL导通）；PD1=H且PD2=1时为校准模式（PLL+IF+ADC导通）；PD1=H且PH2=H时为有效模式（所有电路导通）。


图2、3

2 μPB1009K的应电路
μPB1009K的内部结构和应用电路如图1所示，由图可见，该电路内部集成有前置放大器、第1级IF混频器、第2级IF混频器、PLL、完整的VCO、第2级IF（中频）滤波器、4 bit ADC、数字控制接口等电路。
μPB1009K的工作模式可以利用PD1端和PD2端来进行控制，其TCXO频率可以利用MS1端和MS2端来选择。
图2所示是D0-D3的数据输出时序。在有效工作模式，采样N数据一般会被延迟1.5个时钟输出，D0-D3数据在采样时钟的上升沿输出，延迟时间是Tod。当工作模式从有效模式转换到低功耗模式时，在低功耗模式工作前，输出数据状态将被保持。
图3给出μPB1009K从低功耗模式转换到有效工作模式时D0-D3的数据输出时序。实际上，在低功耗模式控制信号被清除的7.5个时钟内，D0-D3的数据输出没有定义。