キーワード: GPSレシーバ, 電圧制御オシレータ, 電圧制御発振器, VCO, 低ノイズアンプ, LNA, GLONASS, ダウンコンバータ, 1575MHz, GPS, DGPS, レシーバ, 衛星, ミキサ, フロントエンド, ASIC
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アプリケーションノート602

GPS用RF ICビルディングブロックソリューション

Jan 08, 2004

要約：GPS RF-IFレシーバを実装するためのマキシムの高性能CMOSおよびシリコン・ゲルマニウム(SiGe)ビルディングブロックRF ICファミリについて説明します。

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GPSアプリケーション用のIF-ベースバンドのICソリューションは市販で数多くあり、多くの企業が独自開発でASICを設計することを選択してきました。しかし、こうしたASICは、送信されたGPS周波数を低IF周波数にダウンコンバートするためのRF-IFフロントエンドを備えていません。マキシムは複数のRF ICを製造しており、こうした課題を達成することができる優れた製品であることを実証してきました。

MAX2741/MAX2742/MAX2744/MAX2745は、高性能CMOSシングルチップGPSフロントエンドダウンコンバータファミリです。これらの最先端デバイスの消費電力は非常に低く、高価なIF SAWフィルタや大型のディスクリートIFバンドパスフィルタが必要ありません。これらデバイスはすべて、低ノイズアンプ、ミキサ、BPF、自動利得制御アンプ、ローカルオシレータシンセサイザ、クロックバッファ、およびディジタルサンプラを完全装備しています。これらの製品の選択ガイドを表1に示します。製品詳細については下記データシートおよびアプリケーションノートへのリンクをご利用ください。

表1. CMOS GPS RFフロントエンドレシーバICの選択ガイド
Part Supply Voltage (V) Supply Current (mA) Reference Clock (MHz) IF Frequency (MHz) Conversion Gain (dB) Noise Figure (dB) IIP3 (dBm)
MAX2741 2.7 to 3.0 30 2 to 26 37.38 (first)
3.78 (second)		 32 (first)
47 (second)		 4.7 (first)
12 (second)		 -30 (first)
-36 (second)
MAX2742 2.4 to 3.6 14 18.414 1.023 117 4.5 -32
MAX2744 2.4 to 3.6 21 16.368
32.736		 4.092 120 3.5 -25
MAX2745 2.4 to 3.6 21 16.368
32.736		 4.092 120 3.5 -25

MAX2654/MAX2655 SiGe LNAは、1575MHzで高利得、低ノイズ、高直線性を提供します。どちらのRF ICも50Ωの出力マッチングネットワークを内蔵し、部品数を減らしています。MAX2654 RF ICは、15.1dBの利得、1.5dBのノイズ指数、-7.8dBmの入力3次インターセプトポイント(IIP3：Input Third-Order Intercept Point)を実現しています。直線性向上のため、MAX2655 RF ICは14.1dBの利得、1.45dBのノイズ指数、+2.2dBm～+3.8dBmに調整可能なIIP3性能を実現します。MAX2654の消費電流は5.8mAと少なく、一方、MAX2655の消費電流は5.9mA～10.1mAまで調整可能です。両デバイスとも0.1µA低電力シャットダウンモードの機能を備えています。MAX2641 SiGe LNAはもう1つの優れた製品であり、1575MHzで15.7dBの利得、1.2dBのきわめて低いノイズ指数、+1.4dBmのIIP3を実現しています。消費電流は少なく、3.5mAです。MAX2641は、低電力シャットダウンモードや統合出力マッチングネットワークを備えていません。

マキシムは、現在ゲインステップをサポートするスタンドアロンGPS LNAを提供していませんが、MAX2563をGPS帯域に再チューニングすることによって優れたソリューションを提供することが出来ます。MAX2563はUSのPCSおよび欧州のDCS受信帯域で動作するように設計されたSiGe LNAです。マッチング部品を置き換えることによってMAX2563は19.2dBの利得、1.57dBのノイズ指数、-5.2dBmのIIP3を提供します。詳細についてはアプリケーションノート3248 ｢利得ステップを備え、GPSアプリケーション用に再チューニングされたMAX2653 LNA｣をご覧ください。

MAX2680/MAX2681/MAX2682はシリコン・ゲルマニウムダウンコンバータミキサのファミリです。これらは2.5GHz～400MHzの範囲でRF周波数を受け取りますが、これにより、1575MHzのGPSアプリケーション用として優れたダウンコンバータミキサとなっています。IF出力は10MHz～500MHzのIF周波数にチューニングできます。MAX2680、MAX2681、およびMAX2682の性能については以下の表2を参照してください。

表2. GPSシリコン・ゲルマニウム(SiGe)ダウンコンバータICの選択ガイド
Part Supply Current (mA)
Frequency
900MHz
1950MHz
IIP3 (dBm)
NF (dB)
Gain (dB)
IIP3 (dBm)
NF (dB)
Gain (dB)
MAX2680 5.0 -12.9 6.3 11.6 -8.2 8.3 7.6
MAX2681 8.7 -6.1 7.0 14.2 +0.5 11.1 8.4
MAX2682 15.0 -1.8 6.5 14.7 +4.4 10.2 10.4

次のブロック図は、マキシムの多様なビルディングブロックGPS RF ICの重要な特性を要約したものです。

GPSレシーバ用のRF IC
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