基于MAX2769的软件GPS接收机射频前端设计
加入技术交流群
MAX2769内置了配置寄存器，许多配置可以通过串行输入端口对相应的寄存器进行设置。
GPS天线分为有源天线和无源天线，具体使用哪一种，要根据不同的应用情况决定。MAX2769提供两种方案，并且能够自动检测天线的电流消耗来切换LNA1和LNA2，当插入灵敏度较高的有源天线时，能够自动替代无源天线的应用。在实际使用中，建议设计人员将外部天线接到LNA2，内部天线接到LNA1，这样可以实现自动切换。
使用无源天线时，GPS天线通过BNC接头，先通过一个交流耦合电容C0接入管脚LNA1，默认模式下，偏置电流设置为4 mA，典型的噪声系数为0.83 dB, IP3为-1.1 dBm。
信号经再次滤波后，输入混频器，MAX2769包括一个正交混频器，可以输出低中频或零中频I和Q信号。正交混频器需要低端LO注入才能将内阻匹配到50 Ω，LNA的输出和正交混频器的输入设计在芯片外部，以方便声表面波滤波器的使用。
MAX2769集成了基带可编程增益放大器(PGA)，其增益可以通过设置寄存器的0001地址的GAININ来更改，设置GAINREF可以更改自动增益控制（AGC）模式。
MAX2769提供了一个控制回路自动调节PGA的增益，提供给ADC一个输入功率最匹配的转换器并有理想的数据精度。
MAX2769的基带滤波器可以设置成低通或复杂的带通滤波器，通带3 dB带宽可选择为2.5 MHz、4.2 MHz、8 MHz或18 MHz（只用作低通滤波器），当0000地址的FCENX位设置为1时，低通滤波器变为带通滤波器，其中心频率可以由FCEN位来设置。
MAX2769集成了一个20位?撞-?驻N分频合成器,允许设备以±40 Hz的精度对所需的VCO频率进行调节,范围从8 MHz~44 MHz。
PLL回路滤波器是合成器的唯一的外部模块,其典型结构为一个C-R-C网络。
MAX2769提供了一个芯片内部晶振,使用时需要一个并行晶振，建议晶振和交流耦合电容一同使用来调节晶振频率的中心。
MAX2769提供了参考时钟输出,可以通过调整PLL配置寄存器的REFDIV来调整[4]。
MAX2769的ADC的最高频率可以达到50 MHz。输出端口有2组，可以通过设置寄存器IQEN数据位来更改输出端口，默认设置为只使用I口输出，默认数据位为2位。
MAX2769同时提供了低功耗模式,在这种情况下,总电流消耗可降到10 mA，总噪声级联系数可以提高到3.8 dB。
MAX2769提供了115 dB的总增益,捕获灵敏度达-143 dB，跟踪灵敏度达-154 dB[5]。
4 USB输出扩展
USB是新型的接口技术，它使用方便、速度快、连接灵活、独立供电，现已广泛应用到鼠标、键盘、游戏手柄、扫描仪、Modem、数码摄像机、网卡、Hub和显示器中。
USB接口的GPS L1软件接收机把前端放大器、天线和USB口转换芯片集成在一起，通过一段1 m～1.5 m的线缆连接到USB口。USB接口既可以传递GPS定位信息，也可以向模块供电。这种设计非常适合笔记本电脑和车辆导航。在车辆导航时，USB接收机可以放到车外并吸附到车顶上，最大限度地接收卫星信号。
MAX2769的USB输出扩展原理图如图4所示，卫星信号通过LNA1进入混频器，然后经过ADC进行数字化，接着通过计数器和USB接口控制器，控制器的参考晶振为24 MHz，SPI用来对MAX2769的寄存器进行设置。卫星数据由USB协议传输给PC机，通过PC主机软件执行所有基带功能，可以将定位信息显示在PC上。当然，也可以通过DSP、FPGA、ARM等进行软件解算。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/157014.htm
MAX2769集成度高、简单易用，为软件GPS接收机前端放大器的设计提供了方便，其参数可调的特性可以提供宽范围的输出，MAX2769成本低、通用性强、性能高、体积小的特性，将会进一步促进软件GNSS接收机的发展。
参考文献
[1] JULIEN O, ZHENG Bo, DONG Lei, et al. A complete software-based IF GNSS signal generator for software receiver development. Department of Geometrics Engineering, university of Calgary, ION GNSS 2004,Sept.21-24. Long Beach, CA.
[2] BORRE K. A software-defined GPS and galileo receiver: single-frequency approach. Aalborg University, Dennis Akos, University of Colorado.
[3] Maxin Universal GPS Receiver, Max2769 chip data sheet
[4] WEBER D.笔记本电脑借助GPS RF前端实现软件基带处理[J].电子技术应用, 2008，34(1):5-8.
[5] WEBER D. Universal GPS receiver lets you use a laptop PC for soft baseband processing, Roger, Maxim application notes,2008,9(5).
评论