應(yīng)用于GNSS接收機(jī)的復(fù)數(shù)濾波器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、復(fù)數(shù)濾波器的設(shè)計(jì)通常面臨以下幾個(gè)挑戰(zhàn)：（1）隨著GNSS信號(hào)帶的不斷擴(kuò)充，需要一個(gè)能夠集成多種帶寬和中頻的基帶復(fù)數(shù)濾波器；（2）另外，對(duì)于多帶寬多中頻的復(fù)數(shù)濾波器，它的頻率校準(zhǔn)電路也需要適用于全部情況；（3）在太空中，復(fù)數(shù)濾波器會(huì)在極端的高低溫環(huán)境下工作，這時(shí)需要它的Q值隨溫度變化較小。本文針對(duì)這些挑戰(zhàn)對(duì)復(fù)數(shù)濾波器展開(kāi)研究，提出一個(gè)創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。
　　首先，為了適應(yīng)GNSS接收機(jī)的應(yīng)用，本次設(shè)計(jì)的復(fù)

2、數(shù)濾波器能夠接收 GPS、北斗、格洛納斯和伽利略等衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，有16MHz和4MHz兩個(gè)中頻，2、4、10和20MHz四個(gè)帶寬。本文還介紹了基于數(shù)字延時(shí)鎖定環(huán)路（Delay-locked loop，DLL）頻率校準(zhǔn)電路。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)電阻電容（RC）陣列的數(shù)字控制，實(shí)現(xiàn)了能夠適用于所有模式的校準(zhǔn)電路。
　　此外，本文還創(chuàng)新地在偏置電路中引入了組合偏置方法，通過(guò)組合恒定Gm（constant-gm）和帶隙基準(zhǔn)（band-gap

3、）偏置，使復(fù)數(shù)濾波器的品質(zhì)因數(shù)（Quality-factor，Q）的溫度系數(shù)可調(diào)。從而選取適當(dāng)偏置比例，使復(fù)數(shù)濾波器的Q值隨溫度變化穩(wěn)定。
　　最后，在上述關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，本文采用TSMC0.18μm CMOS工藝設(shè)計(jì)并流片驗(yàn)證了一款同時(shí)滿足全帶GNSS信號(hào)帶的芯片。本款芯片采用5階切比雪夫（Chebeyshev）架構(gòu)，芯片面積為0.4mm2，在1.8 V電源電壓下消耗9~14mA（不同模式）的電流。測(cè)試結(jié)果顯示在-25~1