专利名称：：复用模数转换输出的双通道射频接收机及其数据处理方法
技术领域：
：本发明涉及一种无线通讯领域的射频芯片，特别涉及一种复用模数转换输出的双通道射频接收机及其数据处理方法。
背景技术：
：全球导航定位系统(GPS)已经广泛应用于车载导航、车辆跟踪、时间同步、测量测绘、船只或车辆监控、地理数据采集、航天工业等等。到目前为止，导航定位系统最大和最多的用户是车载和手持导航。在手持导航仪(PND，PortableNavigationDevice)或类似的应用中，由于整个导航仪通过电池供电，所以针对这种应用，导航系统的芯片功耗有着特殊的意义功耗越低，使用的时间就越长。目前在市场上，像美国的SiRF公司，加拿大的SiGe公司和美国的MAXIM公司都已经有了很成熟的导航射频芯片，其产品多数用SiGe工艺来设计和制作，以达到低功耗，高性能的目的。如图1所示，这些产品都是采用传统的低中频导航射频接收机的系统架构中，1575.42MHz的导航GPS射频调制信号，通过天线(未画出)被接收到射频的信号通道中，通过前端的低噪声放大器10(LNA)进行放大。为了过滤掉邻近的手机或别的通讯干扰信号，经放大的射频RF信号需要输出到芯片外，由片外声滤波器20(SAWFILTER)进行滤波处理；再接回到片内的射频预放大器30(RFA)作进一步放大后，输出到正交下变频器40和50(Mixerl,MixerQ)进行射频RF到中频IF的下变频转换。为了便于说明，我们以单位频率f0=l.023MHz来计算射频(IMOftl)和中频频率。在导航射频芯片中，主流的中频频率是4f。。中频滤波器60(IFFilter)对中频信号进行信道选择，过滤出在带宽内需要被解调的中频信号，带宽外的任何信号或噪声可以得到充分的过滤。导航GPS的带宽是，一般中频滤波器的带宽比稍高。此中频信号经可调增益放大器70(VGA)放大后，提供适度的信号强度给模数转换器80(ADC)，从而把中频模拟信号转换成包含极性SIGN及幅度MAG的两位数字信号，最后这些数字信号被输出至数字基带(未画出)做后续的信号处理。在低中频导航射频接收机系统架构中，因为射频芯片需要独立成为一颗单芯片，所以模数转换器80输出的幅度MAG信号还通过可调增益放大器控制电路90(VGAController)反馈到可调增益放大器70，用作其信号强度的检测，以使该可调增益放大器70能为模数转换器80提供恒定的信号输出。其中，进行射频RF至中频IF下变频的正交下变频器40和50，其本振是由频率综合器来提供的。无论是整数分频频率综合器(Integer-NRFPLL)还是小数分频频率综合器(Fractional-NRFPLL)，频率综合器锁相环(RFPLL)—般包含由鉴频鉴相器120(PFD)、电荷泵130(CP)、环路滤波器140(LPF)、压控振荡器150(VC0)、一组分频�？榱有纬傻姆蠢』芈�。其中，鉴频鉴相器120，将反馈信号与一个标准参考时钟(导航射频芯片一般用16&)进行比较；由该比较结果控制，所述电荷泵130对环路滤波器140进行充电或放电，使环路滤波器140输出过滤后的直流电压，对压控振荡器150的频率进行控制。压控振荡器150产生的本振信号，经由二分频器160(DIV2)、预分频器170(Prescaler)、反馈分频器180(FeedbackDivider)的分频处理后，反馈输出到鉴频鉴相器120；当反馈的频率和参考的标准频率相等的时候，鉴频鉴相器120控制该频率综合器锁相环锁定，此时压控振荡器150所输出的本振频率就是参考时钟的N倍(倍数N由所述若干分频�？�160、170、180配合决定)。由于导航射频芯片主流的系统架构都选择两倍频的压控振荡器频率，即2X1536f。，因此压控振荡器150的输出经由二分频器160分频获得正交本振LOI和L0Q，分别输出至所述正交下变频器40和50。一般来说，为了满足导航射频芯片对频率的高精度要求，由片外的温补的晶振(TCX0，未画出)提供的时钟信号(TCX0_IN)，经过时钟隔离放大器100(CLKBUF)的整形后，输进频率综合器锁相环(RFPLL)作为标准参考时钟。与此同时，时钟隔离放大器100输出的这个时钟也提供给模数转换器80作为其采样时钟。该采样时钟最终还经过另外一个时钟隔离放大器110(CLKBUF)的整形，输出到片外的导航基带芯片作数据采样的同步。目前世界上有四个全球导航系统GlobalNavigationSatelliteSystem(GNSS)第一是美国的GPS导航系统，其射频频率为1575.42MHz，带宽为2.046MHz，带宽内蕴涵着时间和位置信息的C/A码。第二是俄国的GL0NASS导航系统，其射频频率是1598.0625MHz至1605.375MHz，带宽是8MHz，分成14个频道；频道与频道的间隔是0.5625MHz，每个频道的带宽是0.5625MHz；第三是中国北斗二代的COMPASS导航系统，其射频频率是1561.098MHz,带宽是4.092MHz。第四是欧盟的伽利略(Galileo)导航系统，其射频频率是1575.42MHz，带宽是4.092MHzο目前应用最广泛，最主流的导航系统就是美国的GPS导航系统。截至2011年二月，天上已经有22颗可运营的俄国GL0NASS导航卫星。中国的北斗二代的COMPASS导航系统越来越成熟，目前天上已经有9颗导航卫星。北斗二代预计在2012年可以覆盖亚太地区并进入实质性运营。欧盟的伽利略(Galileo)导航系统发展速度是最缓慢的。然而，现在无论是俄国政府，中国政府还是欧盟，要求并鼓励消费者只使用自己的导航系统是不现实的。第一，卫星数目不够多，就算是俄国的Glonass导航卫星也是不到M颗；第二，各自的全球导航系统(GNSS)成熟的运营还需更多的时间。参见表1，因此，如果在市场上有一个双通道的导航射频接收机，同时能接收美国GPS导航卫星和俄国的Glonass导航卫星，或者是同时能接收美国GPS导航卫星和中国的北斗Compass导航卫星，或者是同时能接收美国GPS导航卫星和欧盟的伽利略(Galileo)导航卫星，其综合定位将更加精确，就会具有很高的应用价值。表1双通道的可能实用的组合权利要求1.一种复用模数转换输出的双通道射频接收机，其特征在于，设置了第一、第二通道来对应接收两路射频信号(RF1、RF2)，将射频信号各自转换成对应的第一、第二中频转换信号(CH1_IF、CH2_IF)之后，分别向所述两个通道中的后续电路发送；第一、第二通道中，各自设置有可调增益放大器(71、72)及模数转换器(81、82)，在这两个通道中分别对放大后的第一、第二中频转换信号(CH1_IF、CH2_IF)进行模数转换，得到第一通道的极性信号(SIGNl)和幅度信号(MAG1)，以及第二通道的极性信号(SIGN2)和幅度信号(MAG2);第一、第二通道中还各自设置有可调增益放大器控制电路(91、92)，将其中的幅度信号(MAG1、MAG2)反馈至对应的可调增益放大器(71、72)；所述两个通道还共用了一个复用切换�？�(103)，来对第一、第二通道的模数转换数据进行复用处理，得到由所述两个极性信号(SIGN1、SIGN2)转换形成的极性复合信号(SIGN)，以及由所述两个幅度信号(MAG1、MAG2)转换形成的幅度复合信号(MAG)；所述两个模数转换器(81、82)进行模数转换时，使用相同的采样时钟(CLK)；所述复用切换�？�(103)也接收所述采样时钟(CLK)，并将其转化为用于数据同步的采样输出时钟(CLK_0UT)；所述复用切换�？�(103)设置有若干IO输出管脚，包含分别向片外的数字基带发送所述极性复合信号(SIGN)、所述幅度复合信号(MAG)，以及所述采样输出时钟(CLK_0UT)的一组端口。2.如权利要求1所述的复用模数转换输出的双通道射频接收机，其特征在于，所述两个通道共用了射频前端电路，对接收的所述两路射频信号(RF1、RF2)进行第一次下变频处理；第一次下变频所需的本振频率(L0I、L0Q),由两个通道共用的一个频率综合器锁相环提供；所述射频前端电路中，包含依次连接的低噪声放大器(1)、片外声滤波器(2)、射频预放大器(3)和正交下变频器(4、5)；所述频率综合器锁相环中，包含由鉴频鉴相器(12)、电荷泵(13)、环路滤波器(14)、压控振荡器(15)、二分频器(16)、预分频器(17)和反馈分频器(18)连接构成的反馈回路。3.如权利要求2所述的复用模数转换输出的双通道射频接收机，其特征在于，在所述第一通道中，还包含在所述正交下变频器(4、5)之后设置的中频滤波器(61)，其对第一次下变频之后的中频信号进行滤波处理，得到与第一路射频信号(RFl)相对应的第一中频转换信号(CH1_IF);在所述第二通道中，还包含在所述正交下变频器(4、5)之后设置的二次下变频器(52)和中频滤波器(62)，对第一次下变频之后的中频信号进行第二次下变频和滤波处理后，得到与第二路射频信号(RF2)对应的第二中频转换信号(CH2_IF)。4.如权利要求3所述的复用模数转换输出的双通道射频接收机，其特征在于，所述两个通道还共用了依次连接的以下模块一个时钟隔离放大器(10)，其对外部输入的时钟信号进行整形后，将得到的参考时钟(RefCLK)发送至所述频率综合器锁相环；一个采样时钟�？�(11)，其根据接收的所述参考时钟(RefCLK)，对所述频率综合器锁相环发送的本振频率(L0I、L0Q)进行分频处理，得到采样频率；一个时钟隔离放大器(101)，其将采样频率整形后，发送相同的采样时钟(CLK)给所述两个模数转换器(81、82)及所述复用切换模块(103)。5.如权利要求1或4所述的复用模数转换输出的双通道射频接收机，其特征在于，在所述复用切换�？�(103)内将输入的采样时钟(CLK)进行一定延时后得到延迟时钟(CLK_SEL)，这一延迟时间作为所述复用切换�？�(103)进行复用输出处理时的设置和保持时间；所述复用切换�？�(103)输出的复用输出信息(OUTPUT)，同时包含第一通道和第二通道的模数转换数据；并且，在所述延迟时钟(CLK_SEL)为高电平时，所述复用输出信息(OUTPUT)是第一通道或第二通道中一个通道的模数转换数据；所述延迟时钟(CLK_SEL)为低电平时，所述复用输出信息(OUTPUT)是其中另一个通道的模数转换数据。6.如权利要求5所述的复用模数转换输出的双通道射频接收机，其特征在于，所述复用切换�？�(103)输出的采样输出时钟(CLK_0UT)，是对延迟时钟(CLK_SEL)进行一定延时后得到的；在采样输出时钟(CLK_0UT)为上升沿触发时，片外电路从所述复用输出信息(OUTPUT)中，还原出第一通道或第二通道中一个通道的模数转换数据；采样输出时钟(CLK_0UT)为下降沿触发时，还原出其中另一个通道的模数转换数据。7.如权利要求6所述的复用模数转换输出的双通道射频接收机，其特征在于，所述延迟时钟(CLK_SEL)是对采样时钟(CLK)延时1/4个周期后形成的；当延迟时钟(CLK_SEL)为高电平时，所述复用输出信息(OUTPUT)是第一通道的模数转换数据；当延迟时钟(CLK_SEL)为低电平时，所述复用输出信息(OUTPUT)是第二通道的模数转换数据；所述采样输出时钟(CLK_0UT)是对所述延迟时钟(CLK_SEL)延时1/4个周期形成的，并且，所述采样输出时钟(CLK_0UT)是所述采样时钟(CLK)经过1级反向后的时钟；当所述采样输出时钟(CLK_0UT)为下降沿触发时，从所述复用输出信息OUTPUT中，还原得到第二通道的模数转换数据延时半个周期后的数据；当采样输出时钟(CLK_0UT)为上升沿触发时，还原得到第一通道的模数转换数据延时半个周期后的数据。8.—种双通道射频接收机中对复用模数转换输出的数据处理方法，其特征在于，所述双通道射频接收机中设置了第一、第二通道来对应接收两路射频信号(RF1、RF2);在第一通道中进行第一次下变频及滤波处理后，得到与第一路射频信号(RFl)相对应的第一中频转换信号(CH1_IF);在第二通道中进行第一次、第二次下变频及滤波处理后，得到与第二路射频信号(RF2)对应的第二中频转换信号(CH2_IF);之后，在第一、第二通道中各自进行对所述第一、第二中频转换信号(CH1_IF、CH2_IF)的模数转换处理；所述双通道射频接收机中设置有一个复用切换�？�(103)，其由第一、第二通道共用；所述复用切换模块(103)将第一、第二通道的模数转换数据进行复用处理后经由同一组10输出管脚向外发送的方法，具体包含以下步骤步骤1、在第一通道、第二通道中，以相同的采样时钟(CLK)分别进行模数转换，其模数转换的输出时序如下在第一通道中，当采样时钟(CLK)为高电平时，输出对应第一中频转换信号(CH1_IF)的极性信号(SIGNl)和幅度信号(MAG1)，作为该通道的模数转换数据；当采样时钟(CLK)为低电平时，进行数据保持；在第二通道中，当采样时钟(CLK)为低电平时，输出对应第二中频转换信号(CH2_IF)的极性信号(SIGN2)和幅度信号(MAG2)，作为该通道的模数转换数据；当采样时钟(CLK)为高电平时，进行数据保持；步骤2、在复用切换�？�(103)中对输入的采样时钟(CLK)延时第一时间得到一延迟时钟(CLK_SEL)；根据该延迟时钟(CLK_SEL)，由所述复用切换模(103)向片外输出同时包含第一通道和第二通道的模数转换数据的复用输出信息(OUTPUT);步骤3、输出所述复用输出信息(OUTPUT)的同时，还由复用切换模块(103)对延迟时钟(CLK_SEL)延迟第二时间后得到一采样输出时钟(CLK_0UT)；根据该采样输出时钟(CLK_OUT),由片外电路对所述复用输出信息(OUTPUT)进行还原处理，还原得到的数据与所述两个通道的模数转换数据在延时了第一时间加第二时间之后的数据相对应。9.如权利要求8所述的双通道射频接收机中对复用模数转换输出的数据处理方法，其特征在于，步骤2中所述延迟时钟(CLK_SEL)是对采样时钟(CLK)延迟(a+1/4)个周期得到的，其中a为大于等于0的整数；当延迟时钟(CLK_SEL)为高电平时，所述复用输出信息(OUTPUT)是第一通道的的模数转换数据；当延迟时钟(CLK_SEL)为低电平时，所述复用输出信息(OUTPUT)是第二通道的模数转换数据。10.如权利要求8所述的双通道射频接收机中对复用模数转换输出的数据处理方法，其特征在于，步骤3中所述采样输出时钟(CLK_0UT)是对延迟时钟(CLK_SEL)延迟(b+1/4)个周期形成的，其中b为大于等于0的整数；并且，所述采样输出时钟(CLK_0UT)是所述采样时钟(CLK)经过反向及相应延时后的时钟；当所述采样输出时钟(CLK_0UT)为下降沿触发时，还原出的是相应延时后第二通道的模数转换数据；而当采样输出时钟(CLK_0UT)为上升沿触发时，还原出的是相应延时后第一通道的模数转换数据。全文摘要本发明涉及一种复用模数转换输出的双通道射频接收机及其数据处理方法，由双通道接收两个GNSS射频信号来精准定位；两个通道中使用相同的采样时钟各自进行模数转换处理后，由共用的复用切换�？槎运ǖ滥Ｊ皇萁懈从米淮恚⒔从玫募浴⒎刃藕磐ü氲ネǖ赖己缴淦到邮栈耆恢碌囊蛔镮O输出管脚向外输出，节省了芯片封装成本，还可以与单通道接收机兼容。复用切换�？榛雇笔涑鲆徊裳涑鍪敝樱糜诤笮痈从檬涑鍪葜谢乖稣饬礁鐾ǖ赖氖荨Ｎ牡当嗪臛01S19/13GK102508262SQ20111033143公开日2012年6月20日申请日期2011年10月27日优先权日2011年10月27日发明者倪文海,徐文华,钟锦定,钱晓辉申请人:上海迦美信芯通讯技术有限公司
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