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北斗一代射频单收芯片RNC2410的应用新日

发布时间:2020-01-15 17:02:59 阅读: 来源:净洗剂厂家

北斗一代射频单收芯片RNC2410的应用

2012-02-03 18:46:50来源:评论:0 点击:卫星导航定位技术目前已成为人类活动中普遍采用的导航定位技术,并迅速发展成为一个新兴的产业——卫星导航定位产业。美国和俄罗斯相继建成全球卫

卫星导航定位技术目前已成为人类活动中普遍采用的导航定位技术,并迅速发展成为一个新兴的产业——卫星导航定位产业。美国和俄罗斯相继建成全球卫星导航系统GPS和GLONASS,欧盟目前正在进行GALILEO系统建设。为了建立独立自主的中国卫星导航系统,于2000年成功发射了北斗导航定位系统的两颗卫星,标志着我国卫星导航技术取得突破性进展,使我国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。与GPS不同,北斗卫星导航系统是主动式双向测距二维导航。北斗系统由两颗地球静止卫星、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。首先由中心控制系统向两颗卫星同时发送询问信号,经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号,并同时向两颗卫星发送响应信号,经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号,然后根据用的申请服务内容进行相应的数据处理。

虽然北斗一代卫星系统具有通信功能,但是由于其定位方法采用有源定位方式,导致用户容量、定位精度、隐蔽性和定位频度等方面受到一定的限制。随着北斗一代卫星定位基带处理算法的改进,目前已可以实现三星无源定位。早在2005年,我国首台北斗一号三星无源定位接收机样机就已研制成功,独立自主地解决了快速实时定位问题,可为中国及其邻近地区提供全天侯、高精度、快速实时导航定位服务。北斗一代三星无源定位的日益成熟,可摆脱容量限制,极大扩宽了北斗一代终端产品的应用。

北斗一代终端产品更重要的应用领域是单收授时,授时服务是众多行业所必需的,如通信基站、电力等行业,目前这些行业采用的授时都是GPS,从各个角度来看,采用北斗授时是大势所趋,且量非常大。

南京广嘉微电子有限公司针对北斗一代单收市场需求,专门开发了一款北斗一代射频单收芯片RNC2410。RNC2410具有性能优越、功耗低、稳定性高、体积小等显著优势,只需要片外少许器件即可实现北斗一代的射频接收功能,大大减小了产品体积,降低了系统成本。

RNC2410

RNC2410是一款用于“北斗一代”卫星导航系统的射频接收芯片。芯片集成了接收通道所有模块和频率综合器。接收通道既可以提供模拟信号输出,又可以提供ADC采样后的量化信号输出,并可提供采样时钟输出。采用片外少许元件就可以实现“北斗”用户机的接收功能。芯片采用标准的SPI接口协议。

该芯片采用两次变频结构,接收机首先通过射频前端电路把射频信号下变频到第一中频,然后通过第二混频器把第一中频下变频到最终中频输出,通过合理的频率规划,可以大大提高接收机的镜像抑制和信道选择性。为了提高芯片的集成度,减少外部元件的数量,该芯片还集成了频率合成器和相应的压控振荡器,并集成了一个专门用于产生ADC采样时钟的锁相环,该锁相环同时产生基带用的基准时钟。

中频可变增益放大器完成1dB步进增益控制。通过内置的自动增益控制环路,输出信号电平可以保持在差分峰-峰值1V。RNC2410既可以提供模拟中频信号,又可以提供2位量化信号。

RNC2410采用标准的四线SPI接口与控制单元进行通信,写操作。当CS由高变低时,主设备开始通过SDAI对RDSS射频芯片进行写入。最先写入的是读写指示位和寄存器地址位,五位地址位([A4:A0])用于内部寄存器寻址。随后是16位数据D15:D0。写操作完成后,CS变为高电平。当CS由高变低时,主设备开始通过SDAI对RDSS射频芯片进行写入。最先写入的是读写指示位和寄存器地址位,五位地址位([A4:A0])用于内部寄存器寻址。主设备可在随后的16个周期读取数据。读操作完成后,CS变为高电平。

RNC2410的性能指标见表1。

RNC2410应用

由于RNC2410芯片集成度高,外围只需稍许电路即可实现接收功能,大大简化了系统设计。采用RNC2410的北斗一代接收终端系统方案图1所示。

图中BDI LNA为北斗一代低噪放,通常增益大于42dB,噪声系数小于1.3dB。ADC可采用ADI公司的AD9283或类似产品,BDI Baseband为北斗一代基带部分,可由专用芯片实现,也可用FPGA实现。

由于RNC2410芯片接收机射频输入端是差分结构,且差分阻抗为100欧姆,而LNA的输出阻抗为单端50欧姆,为此,我们需要设计输入匹配电路。此处我们采用了一个单端50欧姆到差分100欧姆的Balun,同时采用差分T型网络进行Balun和芯片的匹配,匹配电路如图2所示。

RNC2410采用两次变频结构,为了提高镜像抑制和信道选择性,我们在第一中频处选择了一个高选择性的中频SAW,并对其进行匹配,电路如图3。

RNC2410与基带部分可提供两种接口方式,一种是模拟中频输出,经片外ADC采样后产生量化信号送至基带;另一种是量化中频输出,直接由RNC2410产生2bits量化信号送至基带。这两种方式RNC2410均可以提供采样时钟。

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