はじめに
MAX2742は、シングルチップのCMOS GPSフロントエンドダウンコンバータです。この最先端デバイスは、消費電力が極めて少なく(2.4Vで32mW)、高価なIF
SAWフィルタや、かさばるディスクリートのIFバンドパスフィルタを必要としません。MAX2742は、低ノイズアンプ(LNA)、ミキサ、BPF、自動利得制御(AGC)アンプ、局部発振器シンセサイザ、クロックバッファ、および内部ディジタルサンプラを内蔵しています。
このデバイスは、市販の多くのGPSベースバンドICとの接続が可能です。MAX2742は、車載ナビゲーション、テレマティクス、自動セキュリティ、資産管理、位置情報サービス(LBS)、および家庭用電化製品など、多くのアプリケーションに適しています。GPS RFのソリューションのために、デバイスの周りに必要な外付け部品は最小限ですみます。以下の項に、システムのブロック図を掲載いたします。
MAX2742は、18.414MHz*の水晶またはTXCOで動作し、1.023MHzにて差動またはシングルエンド**のIF出力を提供します。信号変換利得の合計は120dBで、ノイズ指数は4.5dBです。IF信号は、18.414MHzのリファレンスクロックレートでサンプリングされます。
詳細については、
MAX2742のデータシートを参照してください。
* 注:18.414MHzは、1.023MHz(GPSの基本周波数である10.23MHzの10分の1)の18倍になります。
** 注:3つのIF出力ピンがあります。すなわち1対の差動出力と1つのシングルエンド出力です。ピン10によってこの選択を制御します。
GPS RFフロントエンド部の全体のソリューション
図1は、マキシムのGPS RFソリューション全体の、重要な構成要素と機能を示しています。構成要素の詳細については
表1を、カスケード接続したときの性能については
表2をご覧ください。
図2は、MAX2742を使用したGPSレシーバのRF部分のアプリケーション回路を示しています。
図1. GPS RFフロントエンドのブロックダイアグラム
表1. RF部分のシステム構成要素
Block |
Description |
Note |
GPS antenna |
Active GPS antenna, commonly has ~1.5dB NF and ~20dB gain |
|
LNA |
MAX2641/MAX2654/MAX2655 LNA |
External LNA is required when active GPS antenna may not be present. |
RF SAW |
RF bandpass filter centered at 1575.42MHz |
RF BPF is required for jammer immunity |
Power management |
MAX8510 low-noise LDO |
|
RF downconverter |
MAX2742 |
|
Reference clock |
18.414MHz crystal/TCXO |
|
DSP |
Baseband processor |
|
表2. カスケード接続したシステム性能
Specification |
Cascaded Performance |
Note |
Gain |
131dB |
Without active antenna, assuming 15dB external LNA gain, 3dB BPF loss, and 1dB matching network loss |
Noise Figure |
1.9dB |
Without active antenna, assuming 1.5dB external LNA NF |
Power Consumption |
20mA |
MAX2744+MAX2654 as an example |

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図2. MAX2742用のGPS RF部分の回路図
スタンドアロンGPSレシーバの全体ソリューション
GPSレシーバの全体を構築するには、RFとベースバンドICだけでなく、さらなる構成要素が必要です。
図3に示すように、アンテナ供給制御ブロック、RESET回路、および遅延回路が必要となります。構成要素の詳細については
表3を、カスケード接続したときの性能については
表4をご覧ください。
図3. GPSレシーバの全体ソリューションのブロックダイアグラム
表3. システムの構成要素
Block |
Description |
Note |
GPS Antenna |
GPS antenna |
Refer to the RF portion for details. |
LNA |
MAX2654 LNA |
Refer to the RF portion for details. |
RF SAW |
RF bandpass |
Refer to the RF portion for details. |
Power management |
MAX8510 low-noise LDO |
|
RF downconverter |
MAX2742 |
|
Reference clock |
18.414MHz TCXO |
The TCXO also supplies the baseband clock. In this reference design, GPS clock output from the MAX2742 is not used. |
GPS baseband |
Sony CXD2932 |
The CXD2932 also controls active antenna supply, RESET function. See details below. |
Antenna control block |
Antenna supply control with p-MOSFET and current-sense resistor |
The sense resistor feeds the antenna supply information back to CXD2932. There are three possible conditions: normal, short, and open. |
RESET/delay circuitry |
Different levels of RESET, and delay circuit required by CXD2932 |
To ensure successful startup, CXD2932 requires two RESET signals 100ms apart. |
Baseband interface |
TX: external control command |
|
RX: GPS data out |
Data-rate programmable |
1PPS: one pulse-per-second signal |
This signal is aligned with GPS atomic clock. |
図4は、リファレンスデザインの実際のPCBレイアウトを示しています。ソリューション全体で、プリント基板スペースの25mm
x 25mmを占有するだけです。

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図4. GPSレシーバのPCBレイアウト
表4. モジュールの性能(LNA + MAX2742 + SONY CXD2932)
No. |
Parameter |
Symbol |
Conditions |
System Specifications |
Maxim Target |
Measured |
Units |
1 |
Power supply |
VCC |
(Note 1) |
2.7 ~ 3.6 |
|
T.C. |
V |
2 |
Current consumption |
ICC |
VCC = 3.0V |
|
91 |
88 |
mA |
3.1 |
Sensitivity |
Sens |
Acquisition |
Tracking |
-145 |
-145 |
dBm |
3.2 |
|
|
-138 |
-138 |
4 |
TTFF |
TFC |
Cold start |
|
58 (typ) |
60 (max) |
s |
5 |
TFW |
Warm start |
|
45 |
30 (max) |
s |
6 |
TFH |
Hot start |
|
17 |
6 (max) |
s |
7 |
Position drift range |
PR |
95% possibility |
|
100 |
90 |
ft |
8 |
1PPS output accuracy |
1PPS |
|
|
1 |
N.M. |
ns |
注1:T.C. = テスト条件、N.M. = 測定なし
© , Maxim Integrated Products, Inc.
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