采用MAX2769的GPS USB参考设计

重要设计特点

与地理软件配对时的完整 USB 解决方案

MAX2769提供1.4dB级联噪声系数和115dB增益，AGC范围为60dB

接收器/软件组合提供 -139dBm 采集灵敏度和 -152dBm 跟踪灵敏度

可选择两种 LNA，用于有源或无源天线

可选择单频或双频基准

小数N分频频率合成器和各种IF滤波器，可实现最大的灵活性

用于抗噪性的SAW滤波器

 

图1.采用MAX2769通用GPS接收器的GPS参考设计俯视图

图2.设计板底视图
 

图3.全球定位系统USB参考设计框图

实验室测量

 

参数	测试条件	测量	单位
连续电流	单元跟踪卫星	64	但
关断电流	用于数字电路的独立晶体基准电压源	0.5	但
关断电流	单个TCXO参考	2.5	但

参数	测试条件	测量	单位
采集灵敏度1	< 冷启动条件下首次修复的平均时间为 150 秒（年历但没有卫星位置信息）	-139	电子提单
跟踪灵敏度1	保持间歇性轨道 >1 分钟	-152	电子提单
平均采集时间	冷启动2	30	秒
平均采集时间	热启动2	5	秒
平均采集时间	热启动2	2	秒
位置精度	水平	3	m
位置精度	垂直	6	m

 

带无源天线的 LNA1，或带有源天线的 LNA2，噪声系数为 1.5dB，增益> 20dB。

输入功率 = -130dBm;冷启动：年鉴，但没有卫星信息;热启动：年鉴和最近的卫星位置信息;热启动：瞬间丢失信号后重新启动。

图4.数据显示在冷启动条件下首次修复的时间。在高级别，平均定位时间为 30 秒。在灵敏度水平以上2dB时，定位时间约为50秒。灵敏度级别定义为固定时间超过 150 秒的入射功率

详细说明

MAX2769提供两种不同的集成LNA选择。LNA1具有更高的增益和更低的噪声系数，可与无源天线配合使用;LNA2 提供更高的 IP3 和更低的功耗，但代价是增益略低，噪声系数较高。LNA2 适用于有源外部天线。引脚布局允许在LNA输出和混频器输入之间使用外部GPS带滤波器。参考频率和IF频率都是可变的，可以匹配各种频率计划。I和Q通道选择滤波器涵盖宽带宽范围，可选择三阶或五阶。通过这种方式，基带处理器可以调整（或固定）所需的通道带宽以获得最佳灵敏度。片内小数N分频频率合成器借助外部环路滤波器进行调谐，可提供高IF选择性和低相位噪声。IF输出可在63MHz至0.12MHz之间以5级调节。集成ADC可设置为1位、2位或3位分辨率。

此参考设计利用 1 位数据，将 L1 频段 1575.42GHz GPS（或伽利略）信号下变频至 1.57MHz IF。USB 微处理器和胶水逻辑提供与 PC 或笔记本电脑的完整 USB 接口。该设计使用安装在PCCPU上的Geotate的“Spot”软件进行操作。虽然该设计采用24MHz的单个TCXO基准，但它可以使用数字和RF部分的单独基准工作，从而允许在需要时使用不同的RF基准。客户可以在两个LNA之间进行选择，只需更改软件版本并更换电路板上的一个电容器。LNA之后包括一个SAW滤波器，以实现抗噪性。该系统也可以通过更换SAW滤波器和更改软件版本来重新调整GLONASS操作。设置IC所需的SPI信息通过USB线路传输，并在微处理器中转换为IC所需的3信号格式。PID/VID 信息以及启动时对设置进行编程的必要信息通过板上的 EEPROM 加载。

胶合逻辑既用于将IC的串行数据输出转换为微处理器的并行格式，也用于调整时钟时序。然后，微处理器将信息转换为DP和DM信号，以便通过USB电缆传输到PC处理器。此时，Spot 软件将信号转换为纬度、经度和高度信息。Spot软件使用户能够观察卫星和信号强度信息、年鉴信息、首次定位时间和位置信息。

审核编辑：郭婷