一种全球定位系统GPS接收机射频芯片技术方案

一种全球定位系统ＧＰＳ接收机射频芯片，包括第一低噪声放大器、第二低噪声放大器，射频输入信号进入第一低噪声放大器，第一低噪声放大器连接第二低噪声放大器，第二低噪声放大器连接混频器；混频器与频率综合器连接，产生的信号进行混频，混频器连接中频滤波器；中频滤波器连接自动增益控制放大器，自动增益控制放大器与数模信号转换器相连，输出的数据信号进入基带，基带信号，即脉宽调制信号送入自动增益模块。本发明专利技术比起以前的０．３５微米锗硅工艺面积、功耗，性能都有很大的改善；具有更好的通用性，有很好的社会和经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种射频信号接收机芯片，特别适用于全球定位系统接收机 中应用的单片集成射频芯片。技术背景先前的全球定位系统GPS射频芯片采用0. 35微米锗硅工艺，芯片面积较 大、功耗较高，各项性能指标方面处于不够完善的状态，而且原先的全球定 位系统GPS射频芯片设计是将接收卫星信号的第一级低噪声放大器放在片 外，不具备通用性。先前的全球定位系统GPS射频芯片只适用于美国的GPS全球定位系统， 与伽利略卫星系统，GLONASS系统并不具备兼容性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术不足，提供一种全球定位系统GPS 接收机射频芯片。该芯片具有更好的通用性。 本专利技术的技术方案是这样解决的一种全球定位系统GPS接收机射频芯片，包括第一低噪声放大器、第二低 噪声放大器，射频输入信号进入第一低噪声放大器，第一低噪声放大器连接 第二低噪声放大器，第二低噪声放大器连接混频器；混频器与频率综合器连 接，产生的信号进行混频，混频器连接中频滤波器；中频滤波器连接自动增 益控制放大器，自动增益控制放大器与数模信号转换器相连，输出的数据信 号进入基带，基带信号，即脉宽调制信号送入自动增益模块。所述的第一低噪声放大器的RFIN为射频信号输入端，OUT为射频信号输 出端；电压源VDD与晶体管M1的源端相连；晶体管M1的漏端与M2的漏端相 连，同时晶体管M1的漏端与晶体管M2、晶体管M5、晶体管M6的栅端相连； 其中，晶体管M2和晶体管M5的栅端之间接电容C1的一端，电容C1的另一端 接地；晶体管M2的源端与晶体管M3的漏端相连，晶体管M3的漏端与晶体管 M3的栅端相连，同时与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与晶体管M7， M8的栅端相连；晶体管M3和电阻R1之间接晶体管M4的漏端，晶体管M4的 源端与地相连；晶体管M3，晶体管M7，晶体管M8的源端均与地相连；晶体 管M7和晶体管M8的漏端相连，同时与晶体管M5和晶体管M6的源端相连； 晶体管M5和晶体管M6的漏端接输出端。所述的第二低噪声放大器的INPUT为来自于第一低噪声放大器的射频 信号输入端，OUTPUT为第一低噪声放大器的射频输出端；电压源VDD分 两路， 一路与电容C1的一端相连，另一端与电感L1、电容C4、晶体管M7， 晶体管M8，晶体管M9，晶体管M10的源端相连；电容Cl的另一端接地 VSS;晶体管M7，晶体管M8，晶体管M9，晶体管M10的漏端分别于电容 C5，电容C6，电容C7，电容C8的一端相连；电感L1和电容C4，电容C5， 电容C6，电容C7，电容C8的另一端均与输出端OUTPUT相连；偏置源Ibias 进入晶体管M1的源端，晶体管M1的漏端接晶体管M2的漏端；晶体管M2 的漏端与栅端相接，同时与晶体管M5的栅端相接；晶体管M2和晶体管M5 栅之间接电容C2的一端，电容C2的另一端接地VSS;晶体管M3的漏端接 晶体管M2的源端，同时晶体管M3的漏端和栅端短接；晶体管M3的栅端 分两路， 一路与电阻R1的一端相接， 一路与晶体管M6的漏端相接；晶体管M6的源端接地VSS;电阻R1的另一端分两路， 一端接晶体管M4栅端， 另一路接电容C3;电容C3另一端接地VSS;晶体管M4的源端接地VSS。本专利技术与原先的0.35锗硅工艺相比，无论是性能，还是功耗，芯片面 积都有了很大的提高和改善；同时，原先的GPSRF芯片设计是将接收卫星信 号的第一级低噪声放大器放在片外，而本专利技术将第一级低噪声放大器集成到 了射频芯片中，具有更好的通用性。 附图说明图l为本专利技术整体结构示意框图；图2为图1的第一低噪声放大器的电路原理图；图3为图1的第二低噪声放大器的电路原理图；图4为图1的混频器电路的原理图； 图5为图1的中频滤波器电路的原理图；图6为图5的运算放大器(0PAMP)的电路原理图； 图7为图1的自动增益控制信号放大器的电路原理图； 图8为图1的模数信号转换器的电路原理图；具体实施方式附图为本专利技术的实施例；下面结合附图对本专利技术的
技术实现思路
作进一步说明参照图1所示，将第一低噪声放大器2、第二低噪声放大器3、混频器4、 中频滤波器7、频率综合器5、自动增益控制信号放大器8，模数转换器9集 成一个整体射频信号接收机芯片，所述输入的射频信号1进入第一低噪声放 大器2，第一低噪声放大器2的输出信号进入第二低噪声放大器3，第二低噪声放大器3的输出信号进入混频器4，混频器4的输出信号进入中频滤波器7， 中频滤波器7的输出信号进入自动增益控制信号放大器8，自动增益控制信 号放大器8的输出信号进入模数信号转换器10，模数信号转换器10输出信 号SIGN和MAG进入基带部分；频率综合器5的输出信号为本地振荡信号6， 本地振荡信号6进入混频器4。射频信号进入集成的射频芯片后，首先通过 第一低噪声放大器2对信号进行放大，并保证极低的噪声系数；信号经放大 后送到第二低噪声放大器3,进一步进行放大；随后信号进入混频器4，混频 器4里用频率综合器5提供的本地振荡信号6对射频信号1进行下变频，将 信号频率降到中频范围；得到的中频信号经过中频滤波器7滤波后进入自动 增益控制信号放大器8放大，其增益系数大小由卫星信号的强弱程度决定， 并可在较大范围内调节；中频信号经放大后进入模数信号转换器10，其作用 是将中频模拟信号采样为数字信号并输出，即量化为两路二进制的数据信号-SIGN和MAG; SIGN和MAG的信号进入基带处理，同时基带反馈给自动增益空 控制模块8 —个脉宽调制信号9，调节自动增益模块的增益大小，由此输出两路幅值满足要求的信号进入基带进行处理。参照图2所示，图中RFIN为射频信号输入端，OUT为射频信号输出端；电 压源VDD与晶体管M1的源端相连；晶体管M1的漏端与M2的漏端相连，同时晶体 管M1的漏端与晶体管M2、 M5、 M6的栅端相连；其中，晶体管M2和M5的栅端之 间接电容C1的一端，电容C1的另一端接地；晶体管M2的源端与晶体管M3的漏 端相连，晶体管M3的漏端与晶体管M3的栅端相连，同时与电阻R1的一端相连， 电阻R1的另一端与晶体管M7， M8的栅端相连；晶体管M3和电阻R1之间接晶体 管M4的漏端，晶体管M4的源端与地相连；晶体管M3， M7， M8的源端均与地相连；晶体管M7和M8的漏端相连，同时与晶体管M5和M6的源端相连；晶体管M5 和M6的漏端接输出端。参照图3所示，INPUT为来自于第一低噪声放大器2的射频信号输入端， 0UTPUT为第一低噪声放大器2的射频输出端；电压源VDD分两路， 一路与电容 Cl的一端相连，另一端与电感L1、电容C4、晶体管M7， M8， M9， M10的源端相 连；电容C1的另一端接地VSS;而晶体管M7， M8， M9， M10的漏端分别于电容 C5， C6, C7， C8的一端相连;电感L1和电容C4， C5， C6， C7， C8的另一端均 与输出端OUTPUT相连；偏置源Ibias进入晶体管Ml的源端，晶体管M1的漏端接 晶体管M2的漏端；晶体管M2的漏端与栅端相接，同时与晶体管M5的栅端相接； 晶体管M2和M5栅之间接电容C2的一端，电容C2的另一端接地VSS;晶体管M3 的漏端接晶体管M2的源端，同时晶体管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全球定位系统ＧＰＳ接收机射频芯片，包括第一低噪声放大器（２）、第二低噪声放大器（３），其特征在于，射频输入信号（１）进入第一低噪声放大器（２），第一低噪声放大器（２）连接第二低噪声放大器（３），第二低噪声放大器（３）连接混频器（４）；混频器（４）与频率综合器（５）连接，产生的信号进行混频，混频器（４）连接中频滤波器（７）；中频滤波器（７）连接自动增益控制放大器（８），自动增益控制放大器（８）与数模信号转换器（１０）相连，输出的数据信号进入基带，基带信号，即脉宽调制信号（９）送入自动增益模块（８）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李迪，魏建让，周文益，
申请(专利权)人：西安华迅微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]