μPB1009K型GPS接收機(jī)射頻率前端電路
μPB1009K是NEC公司推出的一款單片式GPS接收機(jī)電路,該電路內(nèi)部集成有完整的VCDO、第2級IF(中頻)濾波器、4 bit ADC、數(shù)字控制接口等電路。μPB1009K特點(diǎn)如下:
●具有雙變頻功能;
●具有多系統(tǒng)時鐘,通過片上分頻器(1/N=100,3/256,9/1024,65/4096)可選擇16.368MHz、16.384MHz、14.4MHz、19.2MHz或者26MHZ的TCX0頻率;
●電源電壓Vcc為2.7~3.3V;
●電流消耗Icc可低到26.0mA;
●采用QFN-44封裝;
●價格低,體積小。
μPB1009K主要應(yīng)用在基準(zhǔn)頻率為16.368MHz、第2 IF為4.092MHz的GPS接收機(jī),以及基準(zhǔn)頻率為14.4MHz、16.384MHz、19.2MHz,26MHz且第2級IF為2.556MHz的GPS接收機(jī)中。
圖1
1 μPB1009K的功能參數(shù)
它采用QEN-44封裝,各個引腳的功能如下:
●腳1(LNAout):前置低噪聲放大器輸出;
●腳2(Rext):接一個22kΩ的基準(zhǔn)電阻器到地;
●腳3(RegGND):電壓調(diào)節(jié)器地;
●腳42(LNAVcc):前置低噪聲放大器電源;
●腳43(LNAGED):前置低噪聲放大器地;
●腳44(LNAin):前置低噪聲放大器輸入;
●腳4(1stMIXin):第1級混頻器輸入;
●腳5(1stMIXGED):第1極混頻器地;
●腳40(1stMIXVcc):第1極混頻器電源,使用時應(yīng)連接一個旁路電容器到此端以減少高頻阻抗;
●腳41(1stIFout):第1極混頻器輸出,在該腳和腳37之間插入IFSAW濾波器可監(jiān)控VCO振蕩信號;
●腳6,12(MS1,MS2):這2條引腳可用于設(shè)置TCXO頻率,當(dāng)MS1=L,MS2=L時,TCXO為16.368MHz或16.384MHz;MS1=L,MS2=H時TCXO為19.2MHz;MS1=H,MS2=L時TCXO為14.4MH;MS=1H,MS2=H時TCXO為26MHz;
●腳11(Cpout):充電泵輸出,連接外接R和C到該腳,設(shè)置“轉(zhuǎn)儲系數(shù)”(dumping Facor)和自然角頻率(Isink= Isource=0.45mA);
●腳13(Fefin):基準(zhǔn)頻率輸入,設(shè)計時應(yīng)連接一個外部基準(zhǔn)頻率到這個引腳,如TXCO;
●腳14(PLLVcc):PLL電源電壓,設(shè)計時應(yīng)連接一個旁路電容器到該引腳以減少高頻阻抗;
●腳15(PLLGND):PLL地;
●腳16(CLKout):時鐘(fTCXO)輸出引腳端(IC測試引腳端);
●腳7(LOVcc):VCO電源端,連接一個旁路電容器到這個引腳以減少高頻阻抗;
●腳8,9(VCO1,VCO2):IC測試端。當(dāng)μPB1009K安裝在電路板上時,該端開路;
●腳10(LOGED):VCO地;
●腳17(IFGND):IF功能地;
●腳18(2ndIFout):IF放大器輸出;
●腳38(1stIFin):第2級IF混頻器輸入;
●腳39(IFVcc):IF功能模塊電源電壓;
●腳19(2ndIFin):ADC緩沖放大器輸入;
●腳20(ECOFFout):直流微調(diào)運(yùn)算放大器的輸出;
●腳21(DCOFFint):直流微調(diào)運(yùn)算放大器的直流微調(diào)脈沖輸入。該腳與20腳間連接一個電容器可將輸入脈沖信號轉(zhuǎn)換為直流;
●腳22(GNDana):運(yùn)算放大器和ADC地;
●腳23(GNDbuf):運(yùn)算放大器和ADC地;
●腳24(VDDana):運(yùn)算放大器和ADC比較器電源;
●腳25(VDDbuf):ADC輸出驅(qū)動放大器電源,連在該腳接一個旁路電容器以減少高頻阻抗;
●腳26(GNDsub):CMOS基底接地端;
●腳27-30(D0-D3):數(shù)字輸出端,LSB為D0,MSB為D3;
●腳31(SCKin):要樣時鐘信號輸入;
●腳32(AGCin):AGC控制脈沖信號輸入;
●腳33(AGCout):AGC控制信號輸出;
●腳34(VDDlongi):電源控制邏輯電路電源;
●腳35(GNDlingi):電源控制邏輯電路地;
●腳3,37(PD1,PD2):用于設(shè)置電路的工作模式。PD1=L且LD2=L時為睡眠模式(所有電路關(guān)斷);PD1=L且PD2=H時為“熱”模式(PLL導(dǎo)通);PD1=H且PD2=1時為校準(zhǔn)模式(PLL+IF+ADC導(dǎo)通);PD1=H且PH2=H時為有效模式(所有電路導(dǎo)通)。
圖2、3
2 μPB1009K的應(yīng)電路
μPB1009K的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和應(yīng)用電路如圖1所示,由圖可見,該電路內(nèi)部集成有前置放大器、第1級IF混頻器、第2級IF混頻器、PLL、完整的VCO、第2級IF(中頻)濾波器、4 bit ADC、數(shù)字控制接口等電路。
μPB1009K的工作模式可以利用PD1端和PD2端來進(jìn)行控制,其TCXO頻率可以利用MS1端和MS2端來選擇。
圖2所示是D0-D3的數(shù)據(jù)輸出時序。在有效工作模式,采樣N數(shù)據(jù)一般會被延遲1.5個時鐘輸出,D0-D3數(shù)據(jù)在采樣時鐘的上升沿輸出,延遲時間是Tod。當(dāng)工作模式從有效模式轉(zhuǎn)換到低功耗模式時,在低功耗模式工作前,輸出數(shù)據(jù)狀態(tài)將被保持。
圖3給出μPB1009K從低功耗模式轉(zhuǎn)換到有效工作模式時D0-D3的數(shù)據(jù)輸出時序。實(shí)際上,在低功耗模式控制信號被清除的7.5個時鐘內(nèi),D0-D3的數(shù)據(jù)輸出沒有定義。