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这是GPS史上第一次评测,我们收集国际市场最主流的行业资讯,对主流的GPS进行相应的评测,以帮助客户更透彻的了解这个变幻莫测的新市场.....


GPS设计的重点在哪里?成功的GPS产品有哪些共同的设计上的优势?我们将为你解开这个迷团


作为GPS数据回传的主要途径,GPRS模块发挥了重要的作用,我们将向大家介绍主流的GPRS模块采购与选型指南....


收集市场主流GPS导航用的LCD液晶屏资讯,进入液晶屏的丰富多彩的导航资讯生活新世界,资料收集整理中....


GPS附件零部件的性能往往是很多人忽略的,但是它会影响到整机的GPS性能,我们今天对它进行详细的了解....




这是GPS史上最浓重的一墨,也是u-blox公司沤心历血近三年最强悍的GPS模块,我们将对其进行最详细的说明,让读者一睹为快这款世界上最强大的民用级GPS产品的迷人风采.....




LEA-5H及AEK-5H正式版本到货,这预计u-blox的第五代GPS模块产品及ublox-5系列产品正式进入大批量的量产阶段,这将是2008年头条重磅新闻,GPS业界将进行新的革局.....


LEON-G200/LEON-G100
LEON-G100及LEON-G200 GPRS模块是u-blox公司于2009年下半年推出来的新品,新产品的问世成功的解决了GPS与GPRS模块的一站式解决方案,超小的体积及优良的性能和与u-blox GPS模块傻瓜式的应用,加上强大的AT指令,令到这款新产品一问世即受到儿童GPS定位,车载GPS定位等需要无线数据回传的GPS市场的追捧,本文将详尽介绍该款模块的详细应用.....


rise-m系列gps模块
RISE-M系列 GPS模块是飞扬科技于2009年面向终端市场推出来的欧洲设计国内生产的GPS量产版模块,良好的性价比及适中的GPS性能,适合于中国国情的PND GPS厂商及其他消费类厂商的GPS重要选择,依靠飞扬科技7年来不间断的技术支持与我们的不懈努力,这款产品目前已经受到业界的一致认可,我们将会提供更多的应用研究资料及方案来帮助新入门的工程师快速的跨入GPS世界大门..........


三星6410
飞扬科技与长方联合研制生产的国产三菱PLC系列产品,采用ST工业级原装芯片精心设计,完全兼容三菱公司PLC产品,以出色的性价比和标准工业级的稳定性羸得众多客户的选择.....

u-blox GPS硬件制作实例
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这里将详细介绍瑞士如何使用u-blox公司的产品来开发GPS系统

u-blox公司GPS硬件制作实例
u-blox公司LEA-4S典型应用实例
u-blox公司GPS OEM评估测试开发板系列
u-blox公司提供的GPS软件应用实例
u-blox公司GPS模块的波特率修改及与单片机接口参数应用 
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u-blox产品小词典
u-blox公司的免费技术支持与服务

u-blox GPS硬件制作实例  
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这里将详细介绍以飞扬科技的评估套件为蓝本,介绍瑞士公司的GPS模块硬件制作案例

u-blox GPS硬件制作实例:

附注:TIM-4H/4A/4S测试评估板及今后做的LEA-4S/4H/4S-1将沿用用此种方案

   
    前面讲过,u-blox的GPS部分分为两部分,采取数字/模拟分开设计的方法,有效提高了模块的抗干扰能力:

                                         
   那在硬件的制作过程中,也是分为两步,即模块部分跟数字部分。

   模块部分较为复杂,而数字部分则较为简单。

   模块部分主要由天线接入端及天线供电部分/检测电路构成。

   天线部分:

   天线选用3V供电的有源天线,一般我们选用天线的参数为增益27db左右,噪声系数1.5dB左右

    注意:TIM-LC/LH只能选用有源天线,有源天线较之无源天线体积要大很多,但内置天线放大电路,在同轴馈线中已经包括3V供电,有源天线其实就是普通的陶瓷无源天线加上一个低噪声的LNA及滤波器,但LEA-4H/4S TIM-4H/4S的u-blox第四代产品已经支持有源及无源天线了.

                 

    天线的做法及原理想当复杂,有源天线内核更是技术含量较高,由于涉及到硬件调试及高频,我们只能外购成品的天线,上图展示了两种天线的情况,左图为内核图片,右图为成品,选购时要注意天线的供电电压(u-blox是用3V的天线)及信噪比及增益等等.

    有源天线一般为水平放置,若需要其它角度的应用,则需要做更多的考虑,一般而言认为螺旋天线的方向性比平板天线要好,但我们测试时发现该种天线灵敏度不如水平放置的平板天线,会有3~5dbm的差距.

    天线接入模块较为复杂,从GPS有源天线天线接收的信号频率高达1.57524G,属于微波范围,故PCB设计较为复杂,需要满足天线座到模块RF_IN端的阻抗匹配为50欧姆,相关设计可由专业RF工程师完成,相关软件可以从安捷伦网站下载专业RF仿真设计软件APPCAD进行高频线路铜箔宽度,长度,板材厚度等的计算,也可以点击以下链接高速下载:

    安捷伦公司出品的APPCAD软件

    Appcad的使用方法是安装完之后,选择Passive Circuits>>Microstrip:

     

     之后出现如下画面:

      

    选择线宽,板材厚度,长度,频率,材质等等,然后按Calculate Z0(F4)进行计算并调整,使Z0=50欧姆.

   对于没有实际RF经验的朋友建议选用测试评估板进行抄板,抄板时注意板材厚度,板材选择及铜箔线路宽度,若无实际把握,还需制作不同版本的RF线路进行软件测试评估灵敏度。

   天线供电电路及状态检测电路如下: 
                

    无源天线:

      在GPS中,有两种天线:一种是进口外形类似于手机圆柱短天线,该天线性能比片状陶瓷天线要稍差,突出优势是体积较小,方向性较小,易于安装使用, 存在的问题是量产时价格太贵订货周期长,不太适合大多数客户选用,仅适合有特殊要求的客户.

     另一种为陶瓷无源天线,该种天线为陶瓷基体双面镀银,方向性较大,批量生产价格极低,适合绝大多数客户使用.

     无源GPS陶瓷天线资料下载

     要注意的是,不是所有的GPS模块就支持无源天线,必须跟模块配合使用!部分模块是没有包括LNA放大电路在内的,需要外接有源天线,所以我们要根据模块的情况来选择天线,在不考虑整个GPS空间的情况下可以选用支持有源天线的模块,综合成本相对较低,性价比相对突出,整体性能不错,若受天线安装空间限制作则选用支持无源天线的模块!

    电源供电部分:

     模块供电电源稳压电路为5V转3V的五脚LDO,对电压稳定精度较高,要求输出纹波在50mv以下,电流为150mA左右,我们这里选用精工的SOT-23-5封装的LDO S-1112 3.0V,能满足电源供应的要求。

    我们在测试评估板上选用日本精工公司的S-1111/S-1112系列,这是精工最通用的LDO系列,该系列LDO不仅稳压精度高,而且压差较小省电,而且输出纹波极小,对整机的干扰最小,其中S-1112比S-1111系列信噪比要高出10db,为80db.

    精工公司LDO资料下载

   而后备3V可充电微型锂电池则为数据保存作用,可以减缓GPS的启动时间,记录GPS的启动参数,由3V的电压经过肖特基二极管对其进行涓流充电,一般电池可以保存数小时的数据存储,10小时后后备电池电量将完全泄漏完毕,保存数据将丢失。   
   为什么要有后备电池,主要是为了模块的温启动及热启动,其中模块的热启动速度最快,在信号较好的情况下1-3秒能快速定位,而温启动是指由后备电池提供备份在2小时内重新启动,温启动速度介于冷启动与热启动之间,但一般情况要远远好于冷启动.
   启动时间跟各种原因都有关系,环境,气候,干扰等各种综合因素都有关系,因为GPS启动需要较好的环境范围,在信号差的情况下启动时间会变得比较长,热启动就犹为重要,一般电池都需要增加!更何况u-blox新系列的后备功耗竟只需要5uA足矣.
   后备电源也可选择外接3V可充电电池,供应商有精工/三洋/松下等。稍后将整理后将提供精工原厂的可充电池中文资料下载.

   选择电路部分:

   选择电路为波特率的选择及速率选择,或是启动速度之类的选择,一般我们可以用默认值,具体其它参数请参考评估板的使用说明,实际成品生产时若无需更参数则可以省去此电路改用固定连接,LEA-4A/TIM-4H/LEA-4P/TIM-4P或是LEA-4S-1系列都可以通过u-center软件来修改波特率,部分ROM版的存储器的模块则需要外置硬件调整。 
   

   数字电路部分:

   数字部分硬件相对简单,TIM-LC/LH/4H为两路TTL电平输出,分别为9600/11520波特率,分别支持国际通用GPS协议NMEA及u-blox公司的UBX二进制格式,二者均可以直接同MCU对接,如果外接电脑等外设部分,则需增加RS232芯片, 对于RS232的芯片选择,选择范围较广,可以根据具体需要选择相应的电压及型号,我们选用MAX3232理由是它工作电压为3V,因而我们可以从稳压芯片后提取稳定的3V电压,由于客户实验中可能会误接其它高压电源而损坏RS232芯片,此种设计方法能更加保证RS232芯片的安全。实验证明完全可以选用低价的MAX232系列,请客户自行做改删。
   波特率跟定位速度或是精度有关系吗?我们从实际测试评估来看,没看出来高波特率比低波特率有哪方面的明显优势,从现有的测试情况来看是完全一样,所以用9600的波特率是能够满足GPS通信要求的,如果需要改用波特率完全是为了跟其它产品通讯部分配套.  

  后记:

  以上旨在提供客户一个最基本的GPS设计轮廓,如客户选购LEA-4S/4H,TIM-4H测试评估板,结合测试评估板提供的相关软件及我们整理的开发文档,辅助参照站内相关资料文档,定可在短期设计出一款成熟的GPS成品出来,当然具体设计方法及部分细节仍有待于客户自己进行开发设计,我们不主张客户依葫芦画瓢的方式进行直接照搬照抄,更希望客户在产品开发中有独特的自已的见解,将各种性能参数做到极致,若您在开发过程中若您遇到相关问题,请尽量参考u-blox公司提供的英文文档,若仍遇到无法解决之困难,烦请阁下不吝与我们联系,我们将尽量挤出时间对各位进行回复,回复务必详细书写您的公司联系方式,并请注明E-mail通用主旨:问询u-blox公司GPS研发问题 之类的简明扼要的字句,切记!   

以上资料由飞扬实验室GPS项目部进行实验及制作,本文属于飞扬科技提供版权所有,如需转载请与联系。

 






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