GPS和DGPS概述和完整的RF前端设计

本篇应用笔记介绍了GPS 和DGPS 系统工作的详情。同时也介绍了MAX2742, MAX2744 和MAX2745GPS 接收机芯片以及一个使用了MAX2742 和Sony CXD2932 芯片的完整GPS 模块设计。第一部分：GPS 概述全球定位系统(GPS)由分布在六个轨道上的24 颗通信卫星组成。这些卫星每天环绕地球运转两次，相对赤道的倾斜角度约为55 度。 这24 颗卫星以高频率(1500MHz 范围)连续发送编码定位和定时信息。GPS 地面接收机接收信号，使用编码信息计算地球坐标系统的位置。接收机通过计算从每个卫星发射的无线信号到达接收机的时间来判断位置。将时间乘于光速可得到接收机到每个卫星的距离：距离=光速x 时间。时间可由GPS 接收机里的精确码匹配技术得到。每个卫星的位置编码在发射信号中。具有这些数据，接收机能够对地球上的位置进行三维坐标计算。
差分GPS 提高精度差分GPS，即DGPS 使用在已知位置上高性能的GPS 接收机(参考基站)，GPS 的精度可提高到几米。由于参考基站知道其本身的准确位置，因而能够确定卫星信号的错误信息。每个跟踪卫星的错误数据格式化
成纠错信息，发送到每个GPS 使用者。然后这些差分的纠错信息用于GPS 计算，能够消除大部分卫星错误信号以及改善精度。GPS 信号是全球公开的，能够精确定位地球上的任何一个位置。GPS 产品已开发用于许多商业应用。随
着技术不断改进，GPS 接收机的尺寸和价格变得非常重要。
第二部分：Maxim 芯片解决方案
MAX2742/MAX2744/MAX2745 为高性能CMOS 单片GPS 前端下变频器系列。这些当前最先进的器件功
耗超低，且无需昂贵的中频声表面滤波器或者体积庞大的分立中频带通滤波器。每个器件内部了集成了低
噪声放大器(LNA)，混频器，带通滤波器(BPF)，自动增益控制(AGC)放大器和本振合成器，时钟缓冲器和
数字采样器。
MAX2742/MAX2744/MAX2745 能够与当前许多商业的GPS 基带芯片配合使用，如车内导向系统，车载信
息服务系统，自动安全系统，资产跟踪，基于定位服务(LBS)和消费电子应用的基带芯片。这几款器件需要
极少的外部电路就可提供完整的GPS 射频解决方案。下一节给出了系统模块框图。
MAX2742 工作于18.414MHz (18 x 1.023MHz，为GPS 基频10.23MHz 的十分之一)晶体或者温补晶振
(TCXO)，提供差分或者单端IF 1.023MHz 输出。MAX2744 工作于16.367MHz (16 x 10.23MHz) 晶体或
者温补晶振或者32.736MHz 晶体或者温补晶振。它提供差分或者单端、中心频率为4.092MHz 的数字IF输出。MAX2745 为MAX2744 的改进版本，提供如电压提升器、温度传感器、VCO 校准电容等额外功能。下面的表1 给出了芯片选择指南。与获取详情，请参考MAX2742/4/5 数据手册和评估版数据手册。