軟件無線電架構的導航接收機模擬前端設計
2022年電子技術應用第8期
孫金中，付秀蘭，高艷麗
安徽芯紀元科技有限公司，安徽 合肥230031
摘要： 針對基于超外差或低中頻的傳統導航接收機模擬前端電路功能復雜、功耗高、不利于單片集成等問題，基于模擬最小化，數字最大化的思想，通過芯片內部集成高增益射頻放大器、低功耗的高速模數轉換器、低抖動的時鐘鎖相環，創新性地設計并實現了一款基于軟件無線電架構的接收機模擬前端電路。通過55 nm CMOS 工藝電路設計、版圖設計、仿真及硅流片驗證，測試結果表明該接收機前端電路各模塊功能正常，實現了單個模擬接收通道處理多模導航信號，極大地降低了模擬電路的規模及功耗并成功應用于一款多模導航SoC芯片中。
中國分類號： TN851
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222671
中文引用格式： 孫金中，付秀蘭，高艷麗. 軟件無線電架構的導航接收機模擬前端設計[J].電子技術應用，2022，48(8)：131-134，139.
英文引用格式： Sun Jinzhong，Fu Xiulan，Gao Yanli. Design of an analog front-end of navigation receiver based on software defined radio[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(8)：131-134，139.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222671
中文引用格式： 孫金中，付秀蘭，高艷麗. 軟件無線電架構的導航接收機模擬前端設計[J].電子技術應用，2022，48(8)：131-134，139.
英文引用格式： Sun Jinzhong，Fu Xiulan，Gao Yanli. Design of an analog front-end of navigation receiver based on software defined radio[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(8)：131-134，139.
Design of an analog front-end of navigation receiver based on software defined radio
Sun Jinzhong，Fu Xiulan，Gao Yanli
Anhui Siliepoch Technology Co.，Ltd.，Hefei 230031，China
Abstract： The analog front-end of traditional navigation receiver based on superheterodyne or low IF is complex in function, high in power consumption and not conductive to monolithic integration. Based on the idea of analog minimization and digital maximization, a novel analog front-end of navigation receiver based on software radio architecture is designed and implemented by integrating a high gain RF amplifier, a high speed low power ADC and a low jitter clock phase-locked loop. Through 55 nm CMOS process circuit design, layout design, simulation and silicon wafer verification, the test results show that the analog front-end of navigation receiver works normally and only one analog receiver channel is able to process the multimode navigation signals which greatly reduces the size and power consumption of analog circuit. The analog front-end circuit has successfully applied in a multimode navigation SoC chip.
Key words : software defined radio；receiver；amplifier；ADC；PLL
0 引言
隨著信息技術的飛速發展，無線接收機的實現形式也發生了巨大變化，原來的超外差、低中頻、零中頻架構的無線接收機已經不能滿足現代通信、雷達、電子對抗等多頻段、多模式及多功能的電子裝備的需求，軟件無線電架構的接收機因其自身的結構特點，是未來無線通信、多模導航、多功能一體機的理想選擇[1-4]。
軟件無線電架構的接收機的設計難點是設計高性能的接收機模擬前端電路。隨著集成電路技術的飛速發展，模數轉換器的轉換速度越來越高，使得設計單片軟件無線電架構的接收機成為了可能[5-6]。
本文設計了一款軟件無線電架構的接收機模擬前端用于多模衛星導航系統的射頻信號接收及轉換，從而實現單片軟件無線電架構的導航SoC芯片。該模擬前端通過低功耗高速模數轉換器直接對導航信號進行射頻采樣量化轉換，在數字域完成頻率變換及信號處理，數字電路隨著集成電路工藝的進步面積和功耗可以不斷降低，由于內部集成了寬帶的射頻放大器和高速ADC可以對不同模式的導航信號全部進行采樣量化轉換，實現了單個模擬通道完成多模導航信號的處理，從而實現系統終端的最優化設計[7-9]。
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作者信息：
孫金中，付秀蘭，高艷麗
(安徽芯紀元科技有限公司，安徽 合肥230031)
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