…Ｉ Ｈ【ｌ】国集成电路 ■●＿Ｃｈｉ ｎａ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ＿Ｉ＿ 。 Ｉ 应用于北斗ＲＤＳＳ发射电路的设计 郭锐，高艳丽 （中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥，２３００８８） 摘要：本文介绍了一种适用于北斗导航ＲＤＳＳ终端的发射电路。发射电路采用混频器将基带ＢＰＳＫ数字信 号直接调制到１．６１６ＧＨｚ，调制波再通过预功放电路进行放大，用来驱动片外的功率放大器。预功放电路 采用差分结构，提高电路的稳定性和抗干扰能力。采用ＴＳＭＣ ５５ｎｍ ＣＭＯＳ工艺，电路已经流片验证。测试 结果显示，载波抑制大于３５．９ｄＢ，相位误差小于２．６。，最大输出功率为１ ｌｄＢｍ。 关键词：发射机；ＲＤＳＳ；北斗；调制；ＣＭＯＳ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ ＣＭＯＳ ＲＦ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｆｏｒ Ｂｅｉｄｏｕ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ ＧＵＯ Ｒｕｉ，ＧＡ０ Ｙａｎ一１ｉ （Ｎｏ．３８ｔｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈｅｆｅｉ ２３００８８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏｒ Ｂｅｉｄｏｕ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ＲＤＳＳ ｔｅｒｍｉｎａ１．Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｄｏｐｔ ｍｉｘｅｒ ｔｏ ｍｏｄｕｌａｔｅ ｔｈｅ ＢＰＳＫ ｓｉｇｎａｌ ａｔ １．６ １ ６ＧＨｚ ｃａｒｒｙ￣ｅｑｕｅｎｃｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｉｓ ａｍｐｌｉｉｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｒｅ ｆｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｉｆｅｒ ｔｏ ｄｒｉｖｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｍｐｌａｉｉｆｅｒ ｏｆｆ ｃｈｉｐ．Ｔｈｅ ｐｒｅ ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｉｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｗｉｔｈ ｆｕｌｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｔｏ ｉｍ— ｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｍｕｎｉｔｙ ｔｏ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ．Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｉｎ ＴＳＭＣ ５５ｎｍ ＣＭＯＳ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ：ｃａｒｒｉｅｒ ｌｅａｋａｇｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ３５．９ｄＢ，ｔｈｅ ｐｈａｓｅ ｅｒｒｏｒ ｉｓ ｓｍａｌｌｅｒ ｔｈａｎ ２．６。，ｔｈｅ ｍａｘ ｏｕｔｐｕｔ ｐｏｗｅｒｉｓ １１ ｄＢｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ；ＲＤＳＳ；Ｂｅｉｄｏｕ；ｍｏｄｕｌａｔｅ；ＣＭＯＳ １ 引言 北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行， 与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航 系统，可在全球范围内全天候、全天时，为各类用户 提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。本文介 ●＾Ｌ“一 ，＾．．．．．．一：……～ 绍的ＲＤＳＳ的发射通道是基于在ＢＤ２系统中的应 用终端保留实现ＢＤ１具有短报文上传功能，为突发 式工作。其具体任务：对输入的数字信号进行整形 和电平转换，然后提供给ＢＰＳＫ调制器，使用双平衡 混频器，作为ＢＰＳＫ调制器完成调制，调制后的信号 通过预放大器将信号放大到功率放大器输入端要求 的幅度。 本设计采用了ＴＳＭＣ ５５ｎｍ ＣＭＯＳ —ｒ艺流片验 证，文中第三部分给出了测试结果，测试结果满足系 统指标要求。 ２ 电路设计 ＲＤＳＳ发射通道结构图如图１所示，包括数据 驱动电路，混频器，带通滤波器，锁相环，放大器。 颧功做 数槲驰动 ４ ０８ＭＨｚ 电路 图１ ＲＤＳＳ发射电路结构框图 这里采用混频器１输入１０７７．１２ＭＨｚ和 ５３８．５６ＭＨｚ产生１６１５．６８ＭＨｚ，混频器输出经过滤波 器后得到载波１６１５．６８ＭＨｚ，解决本振牵引问题Ｉ１ｌ。混 频器１采用无源混频器，混频器２采用有源双平衡 混频器嘲，采用双平衡混频器是为了有效的对载波 进行抑制，混频器电路如图２所示。双平衡混频器 将ＢＰＳＫ信号直接上变频到１．６１６ＧＨｚ，实现对载波 的调制。 数据驱动电路包括单端转差分电路，电位调节 和滤波电路。单端转双端电路如图３所示，将 ４．０８ＭＨｚ数据转换为方向相反的两个信号。 单端转双端电路输出的结果为数字信号，不能 直接驱动有源混频器，需要电位调节电路把信号调 Ｐ 图２双平衡混频器电路 图３单端转差分 节到合适的直流电位用来驱动混频器２的工作。电 位调节电路包括两级，每级都有开关可以通过寄存 器进行选择导通，用来调节输出的直流电位和信号 幅度。每级电路的输出都有电容，对信号进行滤波， 滤除信号中的高次谐波，提升发射输出信号的带外 辐射指标。 图４电位调节和滤波电路 放大器电路采用差分结构，因为混频器的输出 是差分的，全差分的结构进行放大具有更好的抗干 扰能力，同时可以有效的防止放大器的自激。放大 器输出采用无源巴伦作负载，把混频器２的输出差 ，＇—，＇————————————————————————————————————一——一——～—一 【ｌ】国集成电路■—■■一Ｃｈｉｎａ ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕＩｔ 设计－０ ————— ／ ——ｆ 厂 ．．． 堆值，｝！ｆＪ 发 哉７ｊＪ￣７－１ｉｓｉｌｉｑ载波抑制的洲试结 乃 ５．９ｒｌＲ ３．２调制相位误差 竹号果川 ｓ 伪 发，ｌ 搽，采卅 ｇ ｌｅｎｉＮ９０３０Ａ ｌ，人：Ｉ 图５功率预放大电路 分忻仪，发装Ｊ ８９６０１ Ｂ测试 终测 结粜 ．软件一设 ， 亡、频啐 １６１５．６８ＭＨｚ ！Ｉ＿【！．爪￣ｕｌ＃ｌ ８ ，Ｊ ，川ｆ ｆ 分ｆ ，１哥々化为 端ｆｉｆ ‘进行输…，避免增加Ｊ ＾ｆ／ Ｉ 路的器什数；ｌ ，同时减少ＰＡ１）数 ．『冬１ ５为放大器 电路，放人＝ 叮以通过寄 选择放大管的个数来 （ Ｉ ｒ Ｐｌｒ（ｉｌ） ２６ｔｔＰｇ ３ ３带外辐射能量 ｆ『 ｝昧果ＪＩ Ｊ Ｉ｛ｌ’ Ｋ伪ｆ Ｉ发，ｆｉ｝｝ ． ｎ 仪的 Ｉ１心 率没 Ｉ ５８０ＭｌＩｚ 】６５０Ｍ ．分圳ｉ ｆ｝Ｊ 洲试 改变增 ．输¨ｊ剑片外的功率为最大【 ｊ‘以达刮 ＩＩｄＢｎｉ，最小 一１ＯｄｌＪｌ１１ 术川ＴＳＭＣ ５５１１１ｉｌ ＣＭＯＳ ｌ 岂摸 ，发射电路版 ｌ殳ｌ圳摹Ｉ ６』听，Ｊ ，年边为尢源混频器币¨滤波电路， 】５８０ＭＨｚ干¨Ｊ６５０ＭＨｚ处４Ｊ＼ ｆ 趔 ：功率 ｝】问 结果乃一６８｛ｔＢｉｎ／４［１ｔｚ．【｛『Ｊ一９８‘｛ｌ｛＼＼／４ｋｔＩ （下转第７５页） ７ｓＴｊ－源混频器实现的州制器．右边为颅功放电路和 伦 ．版 的ｆｌｔｆｆｊ｛为ｌ６００…１１＊５５０…Ｔ１ 图６发射电路版图 ３测试结果 发自寸器电路通过ＴＳＭＣ ５５ １Ｉ１ ＣＭＯＳ Ｉ 乙Ｉｉ－『＂Ｊ２＂片 『ＬＪＪ＃ｈ￣， Ｉｊ．ｉ０试 ｉ 下 … ．一 图７载波抑制的测试 ３．１载波抑制的 测试 载波抑制使』Ｈ频谱仪 进行测 ．输入２．０４ＭＨ 的 ‘波ｆ Ｉ号．输ｆＩＩ接入频 谱仪进＂洲试，汝 １６ｌ５．６８ＭＨｚ＋２．０４ＭＨｚ（或 １６Ｉ５．６８ＭＨｚ一２．０４ＭＨｚ） ｊ 载波１６１５．６８ＭＨｚ』ｆ『『Ｉｉ度的 图８调制相位误差测试 ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｃｍａｇ ｃｏｍ Ｊ 断 、 ０跨时钟域Ｆ＜＞ｎｎａｌ验证，通过实例，利川 Ｍ ｌＩ１ｒ的ＣＤ（ 城验… ｜￣ｏｒｌｎａｌ技术，口Ｔ全 解决跨时，ｌ；ＩｌＩ ＝．采用多种技术发观并 参考文献 Ｉ １ ｌ Ｍｉｋｅ Ｓｔｅｉｎ，“Ｃｒ｛￣ｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ａｔ／ｙｓｓ：ａｓｙｍ’ １ｌ１‘ｌＩＩｓ ｓｉｇ— ｎ｛Ｉｌｓｉｎ ａ ｓｖｎ（ ｈｔ＇ｍ１ＯＩＩｓ ＷＯＩ－ｈＩ”．ｅｄｌ１ ＰＰ．５９—６５．２００３． 题．避免了ｆ簟统的人ｒ检查或常规Ｉ 具 伶ｍＩ 稳态 题的不究 １２ｊ Ｐｉｎｇ Ｙｅｔｍｇ，Ｓｅａ Ｃｈｔ＞ｉ，“Ａｄｖａｎ＜ ｅｄ Ｓｌａｔｉ（ Ｖｅｔ‘ｉｆｉ， ａ— ｔｉｎｎ ｆ（）ｒ ＳｏＣ Ｄｅｓｉｇｎｓ ”２００９ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｎ＜、Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎ＜‘Ｐ．ｐｐ２９５—３００，２００９． 确ｆ人所仃的跨时钟域 稳念『ｕＪ题，自动分析没汁并 确认ｌＪＪ 能 敛、眦急态 的信号，避免跨时钟域 ｆ０输 火甘致的功能 错，从而高效保 跨时钟 城验 的 箭 Ｉ３ Ｊ Ｈａ¨＿ｙ Ｆｏｓｌｍ’，Ａ．Ｋｒｏｌｎｉｋ Ｄ．Ｉ 。ｅｙ．Ａｓｓｅｒｔｉｎｌ卜Ｂａｓｅｄ ＤＰｓｉｇｎ（ＳＴ＜ ｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ）Ｉ（－Ｊ．Ｋｌｕｗｅｒ Ａｔ ￣ｌｄｅｌｎｉｔ Ｐｕｂ— ｌｉｓｈｅｒｓ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ２００４． 致谢 小沦史ｆＩ，ｊ Ｉ ｆ１：得 １ Ｍｍ ｔ （ ，ａｐｈｉ（ ｓ公・ Ｊｉ ｒ］ Ｉ ４ Ｊ Ｐｉｎｇ Ｙ ｅｕｎｇ，ｌＪｄｌ’ｓｅＹｌ，Ｋ．，“Ｐｒａ（ ｔｉ＜ ａｌ Ａｓｓ￣ ｌｉＩｌＩ卜ｂａｓｅｄ Ｆ（）Ｉ＿Ｉｎａｌ Ｖ ｒｉｆｉｅａｒｌ＜）ｎ ｆｏｒ ＳｏＣ Ｄｅｓｉｇｎｓ，”ｌｈ’ｆ１（・ＰＰｆＩｉｎｇ ． ２００５ Ｉｌｌｌｅｔ’ｎａｌｉｏｎａｌ Ｓｙｍｌｗ￣Ｓｉｌｌｍ ＯＦＩ ｓｙｓｔｅｍ—ｏｎ—Ｃｈｉｌ＞．ＰＰ． ５８－６Ｉ．２００５． Ｈ川－ ｌｉ ＊的火 帮ｌｌ｛ＪＪ， ：此ｊ 敛谢意 一四 上接第６９页 ３．４发射信号幅度不平衡度 Ｉ 源宋川２．０４Ｍｔｔｚ ‘波， 频谱分析仪凄ｆｆ１ ｌ ６ １ ５．６８Ｍ Ｈ ＋２．０４Ｍ ｔ｛ｚ卜ｊ １ ６ １ ５．６８ＭＨｚ一２．０４Ｍ Ｈｚ ｌ埘 １０（］Ｂｉｌｌ剑１ ｌｄＢｍ范『韦ｌ１人Ｊ调 ３．６功耗测量 输 功牢为５ｄＢｍ时，电流为３５ｍＡ（ａ￣２．５ ３．７ｎｌＡ＠１．２Ｖ，电路总功牦为９２ｒｏｗ 芝 ［１１Ｉ１ 发玎寸信号幅度不平衡度 测试结 ：发Ｉｊｌ『 ㈣豆小半衡度为０．１ ｌｄＢ ４结论 小文介 ｒ・种适用于北ｉｆ一导航ＲＩ）ＳＳ终端的 发射电路 采月］ＴＳＭＣ ５５ｍＩ１ ＣＭＯＳ Ｚ，电路 流片验 测试结果显 ：，载波抑制大于３５．９，ｔＢ，十¨ 位误差小于２．６。，最大输ｍ功率为ｌ１ ｃＩＢｍ 、发射电 路的指标伞部满足系统指标要求，Ｘｔ．；，；：｛１５－．ｆ，ＩｇｂＮ ａ￣ 件。可以同北斗接收电路集成住同一个芯片ｔ１ｌ＇ 观 北斗一代的矩信接收功能，具有广阔的心几Ｊ 景、四 图９发射信号幅度不平衡度 参考文献 ３．５发射功率 发射１ 路的输 “功率大小可以有多档进行调 ，Ｉ １ ｌ Ｂｅｈｚａｄ Ｒａｚａｖｉ．ＲＦ ＭＩＣＲＯＥＬＥＣｑ、ＲＯＮ１ＣＳ．ＰＲＥＮ— ＴＩＣ Ｅ ＨＡＩ Ｉ ＰＴＲ １ ９９８． 进｛ 渊 Ｊ 测ｉ式发射电路的输 功率，通过渊１ Ｉ２ Ｔ＿Ｈ．Ｌｅｅ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉ２１ｇｎ ｏｆ ＣＭＯＳ Ｒａｄｉｏ—ｔ ｒｅｆｌｌｌｅｎｆ Ｙ Ｉｎｔｅｇ￣’ａｔｅ（ｔ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ．Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ［１ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｉ）ｒｅｓｓ，Ｉ ９９８． Ｕ流人小 放大器的增 ，输 功率ｉ，Ｊ‘以住 ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ ｃｉｃｍａｇ．ｃｏｒｎ 圆圜！：垫堕 ７５
