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車載GPS系統(tǒng)設計
發(fā)布日期:2019-07-15 08:35:37 作者:admin 點擊:362
消費類手持設備和車載應用是GPS最大的兩個應用領域,GPS系統(tǒng)接收來自遙遠太空的微弱信號,本身對系統(tǒng)設計和元器件接收靈敏度的要求就很高;而相對于消費類的GPS應用,車載GPS因應用環(huán)境特殊,在設計時需要注意的問題就更多了。
“定位和跟蹤的靈敏度、位置信息的準確度、重新定位時間等僅僅是工程師在構建車載GPS導航系統(tǒng)時所面對的部分難題。在嚴苛的環(huán)境,如城市峽谷中,維持導航質量是保持良好用戶體驗的關鍵所在。”
“對射頻工程師來說,在設計車載GPS導航系統(tǒng)時,相對于個人導航設備,他們必須考慮到三個關鍵的差異。首先是接收天線與GPS接收機的相對位置,其次是大小,最后運行環(huán)境也很重要。”“在個人導航設備中,所有的組件都集中在一起。但在汽車中,天線可能距離GPS接收機三四米之遙,會受到額外的線路損耗和可能存在的干擾的影響,因此車頂天線必須要“有源”,也就是說它需要有內置濾波和增益功能。因此,整個射頻接收鏈路(第一個聲表面波濾波器、低噪聲放大器、第二個聲表面波濾波器)必須設計到車頂天線盒之內。線路的另一端(座位或儀表板下)還需要另一個表面聲波濾波器,有可能還需要另一個低噪聲放大器,來確保傳輸?shù)紾PS接收芯片組的信號清晰可靠?”
保證芯片組接收到高質量的信號,提高接收器的靈敏度也很重要,一方面它可以進一步提高定位的效果,另一方面也可以適當降低設計師設計接收鏈路的難度。
另外一個需要考慮的重要設計因素是系統(tǒng)運行的環(huán)境。組件必須在較為寬廣的溫度范圍內工作。汽車工業(yè)對于電子供應商的資格要求非常復雜。這些要求有兩種:工廠資格和設備資格。汽車廠商要求半導體供應商的工廠通過TS-16969認證。TS-16969是一個ISO技術規(guī)范,規(guī)定了汽車相關產品設計、開發(fā)和生產的質量體系要求。但是,即便工廠通過了認證,每件設備還必須合格才行。汽車電子協(xié)會(Automotive Electronics Council, AEC)制定了AEC-Qxxx系列資格規(guī)范,包括防潮、溫度循環(huán)和震動/沖擊等測試。”汽車設計師應該選用符合AEC-Q100規(guī)范(有源組件)或AEC-Q200規(guī)范(無源組件)的電子組件。車載GPS系統(tǒng)對可靠性的要求更高,實現(xiàn)高可靠性除了選擇滿足汽車標準要求的元器件外,芯片的集成度、焊接技術也很重要。將IC接腳焊接到電路板上的技術,是影響生產可靠度的關鍵之一,因為每一個焊接點都是一個潛在的失效因子。O2Micro GPS的芯片OZE167共124個接腳。IC整合成單芯片后,電路板上的IC數(shù)目減少,也就意味著接腳的數(shù)目減少,從而減少了失效的可能,即提高了電路的可靠性。
此外,除了傳統(tǒng)的導航功能,將GPS系統(tǒng)用于汽車防盜也是非常實用的應用。“通過結合GPS與Wi-Fi、GPRS或WiMAX技術來構建一個通信鏈路,用于跟蹤被偷竊車輛;或當車輛不在指定區(qū)域時使其某些功能失效,就能夠實現(xiàn)防止偷竊功能。”