【应用】中科微高增益低噪声LNA ATR2701导入双频GNSS定位模组，工作频率覆盖宽，外围电路简单
笔者开发的一款双频GNSS定位模组中前端低噪声信号放大器LNA的增益较小，所以在调试阶段经过多款对比，选择了中科微的高增益低噪声信号放大器ATR2701。ATR2701芯片采用2级放大器的结构设计，具有28 dB高增益和0.85dB的低噪声系数，支持3.3V至5V 宽电源供电。双频定位相对于单频定位定位精度更高，双频定位主要是利用双频对电离层延迟的不一样，可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响，定位精度可达亚米级别。其中参考原理图设计如下图所示：
图1原理图
从当前原理图设计可以看出ATR2701使用起来比较简单，该芯片内部已集成50Ω输出匹配电路，保证最简的外围电路方案。芯片的工作频率范围是：1100MHz ～ 1615MHz；双频的两个工作频点增益：L1典型功率增益：30dB@5V，28dB@3.3V；L2典型功率增益：30dB@5V，28dB@3.3V；ATR2701的供电范围也比较宽，供电电压范围：3.3V ~ 5V。在防静电方面ATR2701所有的管脚都支持ESD保护。关于芯片的PCB布局布线参照下图，其中为了便于读者观察已将表面的对地覆铜隐藏。
图2 PCB图
上图用到的一些电容和电感都是0603封装的，从实际的布局布线图也可以看出ATR2701的外围电路比较简单输入端只有一个电感，输出类似由电感构成的T型偏置电路。其中几点需要注意：
1、射频线要做到50Ω的阻抗匹配；
2、板子上用到的一些器件尤其是电感一定保证是射频电感，射频电感的自谐振频率高，保证在工作频率范围内电感的感值是稳定的。
板子的实际焊接图片如下图所示：
图3 实物图
下一步需要用网分验证LNA的性能。实际测试S21参数如下：
图4 S21参数
当前的供电采用3.3V的供电模式，在GPS L1频段增益达28dB与规格书标称一致，在L5频段的增益也达23dB。根据PCB板子的实际阻抗对原理图参数做了微调，参照如下：
表1器件参数
ATR2701作为一款宽频高增益LNA应用在GNSS定位系统中有以下几点优势：
1、 工作频率覆盖L1（1575.42±1.023MHz）、L2(1227.60±1.023MHz )、L5(1176.45±1.023MHz)的频段：1100MHz ～ 1615MHz。
2、 高增益：3.3V供电模式下L1、L2典型增益达28dB。
3、 所有管脚支持ESD保护。
4、 典型工作电流：12.7mA@3.3V，23mA@3.3V
5、 外围电路简单：内部集成的50Ω输出匹配电路
6、 4PIN 小封装设计。
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