Inleiding
In de context van de GNSS (Global Navigation Satellite System) mobiele terminals die streven naar miniaturisatie en laag stroomverbruik, introduceert dit artikel een hoog geïntegreerde, laag vermogen, multi-band GNSS RF-chip. Deze chip, die gemaakt is met behulp van geavanceerde SiGe BiCMOS technologie, heeft slechts een 3,3V voeding nodig, met een typische bedrijfsstroom van 35mA, waardoor het stroomverbruik van het systeem aanzienlijk daalt. Dit maakt hem ideaal voor toepassingen zoals smartphones, draagbare navigatieapparaten en meer.

Ontwerp en eigenschappen van de RFchip
Om hoge prestaties en hoge integratie te bereiken, maakt de RFchip gebruik van een single-downconversie ontvangerarchitectuur. De kern van deze chip is een op de chip geïntegreerd banddoorlaatfilter voor middenfrequenties (IF) met een middenfrequentie van 46 MHz en een bandbreedte van 20 MHz. Daarnaast integreert de chip alle belangrijke RF functionele modules, waaronder ruisarme versterkers, beeldonderdrukkingsmixers, versterkers met variabele versterking, frequentiesynthesizers en analoog-digitaalomzetters, waarvoor slechts een paar externe componenten nodig zijn om een complete RF frontend oplossing te vormen.

In het specifieke circuitontwerp gebruikt de ruisarme versterker een CASCODE-structuur met emitterterugkoppeling. Dit ontwerp bereikt niet alleen een versterking van meer dan 15 dB, maar houdt ook het ruisgetal onder 2 dB, waardoor de ontvangstgevoeligheid effectief wordt verbeterd. De beeldonderdrukkingsmixer combineert de Gilbert-multiplicatorstructuur en breedband-matchingtechnologie voor een uitstekende lineariteit en beeldonderdrukking. Het tussenfrequentiefilter maakt gebruik van een actieve RC-structuur en bevat een automatisch afstemcircuit. Hierdoor kan het automatisch compenseren voor fluctuaties in de prestaties als gevolg van procesvariaties en temperatuurveranderingen, waardoor de stabiliteit van de middenfrequentie en bandbreedte van het filter wordt gegarandeerd.

Prestaties van de RFchip
Uit praktische tests blijkt dat de RFchip uitstekende algemene prestaties levert. Het gecascadeerde ruisgetal is lager dan 3,5 dB, met kanaalversterking van meer dan 50 dB. De in-band vlakheid is beter dan 2dB en de out-of-band onderdrukking is groter dan 25dB. Bovendien bereikt de gevoeligheid van de automatische versterkingsregeling (AGC) -94dBm en is de faseruis bij een frequentie-offset van 10 kHz lager dan -85dBc/Hz. Al deze indicatoren voldoen aan de strenge eisen voor de RF frontend van multi-mode GNSS ontvangers.

Conclusie
Samengevat biedt deze hoog-geïntegreerde, laag-vermogen, multi-band GNSS RFchip, met zijn uitstekende prestaties en hoge mate van integratie, een ideale RF kernoplossing voor de volgende generatie mobiele navigatieterminals.