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(jí)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(shí)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(jià)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(jí)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(gè)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(gè)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(jí)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(shí)應(yīng)連接一個(gè)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(hào)；
●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(shí)，TCXO為16.368MHz或16.384MHz；MS1=L，MS2=H時(shí)TCXO為19.2MHz；MS1=H，MS2=L時(shí)TCXO為14.4MH;MS=1H，MS2=H時(shí)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(chǔ)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(jì)時(shí)應(yīng)連接一個(gè)外部基準(zhǔn)頻率到這個(gè)引腳，如TXCO；
●腳14(PLLVcc)：PLL電源電壓，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)連接一個(gè)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(shí)鐘（fTCXO）輸出引腳端（IC測試引腳端）；
●腳7(LOVcc):VCO電源端，連接一個(gè)旁路電容器到這個(gè)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(shí)，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(jí)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(gè)電容器可將輸入脈沖信號(hào)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(dòng)放大器電源，連在該腳接一個(gè)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(shí)鐘信號(hào)輸入；
●腳32(AGCin):AGC控制脈沖信號(hào)輸入；
●腳33(AGCout):AGC控制信號(hào)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(shí)為睡眠模式（所有電路關(guān)斷）；PD1=L且PD2=H時(shí)為“熱”模式（PLL導(dǎo)通）；PD1=H且PD2=1時(shí)為校準(zhǔn)模式（PLL+IF+ADC導(dǎo)通）；PD1=H且PH2=H時(shí)為有效模式（所有電路導(dǎo)通）。



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(jí)IF混頻器、第2級(jí)IF混頻器、PLL、完整的VCO、第2級(jí)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(shí)序。在有效工作模式，采樣N數(shù)據(jù)一般會(huì)被延遲1.5個(gè)時(shí)鐘輸出，D0-D3數(shù)據(jù)在采樣時(shí)鐘的上升沿輸出，延遲時(shí)間是Tod。當(dāng)工作模式從有效模式轉(zhuǎn)換到低功耗模式時(shí)，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(shí)D0-D3的數(shù)據(jù)輸出時(shí)序。實(shí)際上，在低功耗模式控制信號(hào)被清除的7.5個(gè)時(shí)鐘內(nèi)，D0-D3的數(shù)據(jù)輸出沒有定義。