一种抗干扰低噪声的车载定位系统的制作方法

本实用新型涉及车载定位技术领域，尤其是一种抗干扰低噪声的车载定位系统。

背景技术：

随着全球卫星导航系统（GNSS）的不断发展，汽车定位导航得到突飞猛进的进步。其中，汽车定位主要作用是车载防盗、导航位置确定等。目前，市面在售的车载定位系统均采用汽车蓄电池供电，虽然可以省去配备供电电池，但是汽车被盗后，盗窃者很容易将车载定位系统的电源切断，使得公安机关、车主无法追踪被盗车辆，给车主造成巨大损失。另外，传统的车载定位信号接收抗干扰能力较差。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种抗干扰低噪声的车载定位系统，本实用新型采用的技术方案如下：

一种抗干扰低噪声的车载定位系统，包括用于汽车实时定位、且为UBX-G7系列的定位芯片U1，与定位芯片U1的低噪放大器输入端LNA_IN连接的信号接收电路，连接在定位芯片U1的反向振荡放大输入端XTAL_1与稳压输出端LDO_X_OUT之间的温补晶振TCXO，一端与定位芯片U1的稳压输出端LDO_X_OUT连接、且另一端接地的充电电容C8，连接在定位芯片U1的驱动输入端RTC_1与驱动输出端RTC_0之间的晶振Y1，连接在定位芯片U1的主电源输入端V_CORE与汽车蓄电池之间的主电源供电电路，与定位芯片U1的串行口电源输入端VDD_IO连接的串行口电源电路，与定位芯片U1的备用电源输入端V_BCKP连接的备用电源电路，两输入分别与主电源供电电路和备用电源电路的输出连接、且输出与信号接收电路连接的自动切换开关KT，连接在定位芯片U1的压控放大器输入端VCO_LNA与稳压射频输出端LDO_RF_OUT之间的氧化体磁珠FB1，一端与定位芯片U1的压控放大器输入端VCO_LNA连接、且另一端接地的充电电容C6，一端与定位芯片U1的稳压射频输出端LDO_RF_OUT连接、且另一端接地的充电电容C7，一端与定位芯片U1的低压差线性稳压器输出端LDO_B_OUT连接、且另一端接地的充电电容C13，以及一端与定位芯片U1的低压差线性稳压器输出端LDO_C_OUT连接、且另一端接地的充电电容C9。所述定位芯片U1的电压转换输出端V_DCDC_OUT和电压转换输入端V_DCDC_IN均与主电源输入端V_CORE连接。

具体地，所述信号接收电路包括天线，具有两输入两输出、其中一输入与天线连接、且另一输入接地的隔离变压器T1，依次串联后一端与隔离变压器T1的一输出连接、且另一端与定位芯片U1的低噪放大器输入端LNA_IN连接的信号放大器EN、信号发生器F1、阻波电容C4和滤波电感L2，一端与信号放大器EN的输入连接、且另一端接地的充电电容C15，一端连接在阻波电容C4与滤波电感L2之间、且另一端接地的滤波电容C5，一端与信号放大器EN的控制端连接、且另一端接地的下拉电阻R7，一端与隔离变压器T1的另一输出连接的充电电容C14，一端与充电电容C14的另一端连接、且另一端与自动切换开关KT的输出连接的限流电阻R8，以及负极连接在充电电容C14与限流电阻R8之间、且正极接地的单向二极管D3。所述信号放大器EN的控制端与定位芯片U1的串行口PIO16连接。

优选地，所述主电源供电电路包括具有电源输入端VIN、接地端GND、使能接地端EPAD、升压电容端BOOT、高偏功率源极PH和反馈电压端VSEN引脚的电源转换芯片U3，连接在电源转换芯片U3的电源输入端VIN与接地端GND之间的充电电容C1，连接在电源转换芯片U3的升压电容端BOOT与高偏功率源极PH之间的滤波电容C2，串联后连接在电源转换芯片U3的高偏功率源极PH与反馈电压端VSEN之间的滤波电感L1和分压电阻R5，一端与电源转换芯片U3的高偏功率源极PH连接、且另一端接地的电源指示二极管D2，一端与电源转换芯片U3的反馈电压端VSEN连接、且另一端接地的滑动电阻R6，一端连接在滤波电感L1与分压电阻R5之间、且另一端接地的稳压电容C3，以及输入与汽车蓄电池正负极连接、且输出与电源转换芯片U3连接的供电保护电路。所述电源转换芯片U3的接地端GND与使能接地端EPAD连接并接地。所述定位芯片U1的主电源输入端V_CORE和自动切换开关KT的一输入均连接在滤波电感L1与分压电阻R5之间。

进一步地，所述备用电源电路包括具有电源输入端VDD、接地端GND和电源输出端VOUT引脚、且电源输出端VOUT与定位芯片U1的备用电源输入端V_BCKP连接的电源稳压芯片U2，连接在电源稳压芯片U2的电源输出端VOUT与接地端GND之间的充电电容C12，连接在电源稳压芯片U2的电源输入端VDD与接地端GND之间的充电电容C11，以及正极与电源稳压芯片U2的电源输入端VDD连接、且负极接地的蓄电池E2。所述自动切换开关KT的另一输入与电源稳压芯片U2的电源输出端VOUT连接。

更进一步地，所述供电保护电路包括串联后连接在汽车蓄电池正负极之间的分压电阻R1、单向二极管D1和分压电阻R2，栅极连接在单向二极管D1与分压电阻R2之间、且源极与汽车蓄电池负极连接的场效应管VT1，一端与电源转换芯片U3的电源输入端VIN连接、且另一端与场效应管VT1漏极连接的分压电阻R3，一端与场效应管VT1漏极连接的分压电阻R4，以及栅极与分压电阻R4的另一端连接、源极与场效应管VT1的源极连接、且漏极与电源转换芯片U3的接地端GND连接的场效应管VT2。

优选地，所述串行口电源电路包括一端与定位芯片U1的串行口电源输入端VDD_IO连接、且另一端接地的稳压电容C10，以及正极与定位芯片U1的串行口电源输入端VDD_IO连接、且另一端接地的蓄电池E1。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型巧妙地设置收发电路，实时获取汽车位置，并且采用汽车蓄电池作为主电源供电。在该主电源供电电路中，设置有供电保护电路，当蓄电池短路或者相序错误时，也能起到有效的保护。另外，本实用新型还设有备用电源供电，当主电源消失时，能保证定位系统的正常供电。不仅如此，本实用新型巧妙地设置信号接收电路，在该电路中，设置了隔离变压器T1、滤波电容C5和滤波电感L2，实现二次信号过滤，以提高电路的抗干扰能力，从而降低多次谐波对定位的干扰，有效地降低了电路的噪声。通过上述方案，本实用新型具有结构简单、供电可靠、抗干扰能力强等优点，在车载定位技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为主电源供电电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图2所示，本实施例提供了一种抗干扰低噪声的车载定位系统，该系统支持GPS、GLONASS、QZSS和SBAS，并且其扩张的供电采用1.8V和3.0的I/O电平，能支持多种用户需求。在本实施例例采用型号为UBX-G7020-KT的定位芯片。该芯片内置的LNA、LDO和DC/DC转换器以及片上ROM，在实现实时定位的同时，又能提供可靠的供电电源，又能实现被盗后连续定位。另外，为了获取低噪的信号，并且提高定位的抗干扰能力，本实施例对信号接收电路进行了改进。具体来说，该车载定位系统，包括UBX-G7020-KT的定位芯片U1，与定位芯片U1的低噪放大器输入端LNA_IN连接的信号接收电路，连接在定位芯片U1的反向振荡放大输入端XTAL_1与稳压输出端LDO_X_OUT之间的温补晶振TCXO，一端与定位芯片U1的稳压输出端LDO_X_OUT连接、且另一端接地的充电电容C8，连接在定位芯片U1的驱动输入端RTC_1与驱动输出端RTC_0之间的晶振Y1，连接在定位芯片U1的主电源输入端V_CORE与汽车蓄电池之间的主电源供电电路，与定位芯片U1的串行口电源输入端VDD_IO连接的串行口电源电路，与定位芯片U1的备用电源输入端V_BCKP连接的备用电源电路，两输入分别与主电源供电电路和备用电源电路的输出连接、且输出与信号接收电路连接的自动切换开关KT，连接在定位芯片U1的压控放大器输入端VCO_LNA与稳压射频输出端LDO_RF_OUT之间的氧化体磁珠FB1，一端与定位芯片U1的压控放大器输入端VCO_LNA连接、且另一端接地的充电电容C6，一端与定位芯片U1的稳压射频输出端LDO_RF_OUT连接、且另一端接地的充电电容C7，一端与定位芯片U1的低压差线性稳压器输出端LDO_B_OUT连接、且另一端接地的充电电容C13，以及一端与定位芯片U1的低压差线性稳压器输出端LDO_C_OUT连接、且另一端接地的充电电容C9。其中，定位芯片U1的电压转换输出端V_DCDC_OUT和电压转换输入端V_DCDC_IN均与主电源输入端V_CORE连接。另外，本实施例的串行口电源电路包括一端与定位芯片U1的串行口电源输入端VDD_IO连接、且另一端接地的稳压电容C10，以及正极与定位芯片U1的串行口电源输入端VDD_IO连接、且另一端接地的蓄电池E1。

在本实施例中，通过天线收发定位信号，并且由定位芯片U1的串行口PIO16控制信号放大器EN的状态，以实现收发的切换。在该电路中，利用隔离变压器、滤波电容和滤波电感组成两次信号处理，以提高电路的抗干扰能力。具体来说，该信号接收电路包括天线，具有两输入两输出、其中一输入与天线连接、且另一输入接地的隔离变压器T1，依次串联后一端与隔离变压器T1的一输出连接、且另一端与定位芯片U1的低噪放大器输入端LNA_IN连接的信号放大器EN、信号发生器F1、阻波电容C4和滤波电感L2，一端与信号放大器EN的输入连接、且另一端接地的充电电容C15，一端连接在阻波电容C4与滤波电感L2之间、且另一端接地的滤波电容C5，一端与信号放大器EN的控制端连接、且另一端接地的下拉电阻R7，一端与隔离变压器T1的另一输出连接的充电电容C14，一端与充电电容C14的另一端连接、且另一端与自动切换开关KT的输出连接的限流电阻R8，以及负极连接在充电电容C14与限流电阻R8之间、且正极接地的单向二极管D3。其中，信号放大器EN的控制端与定位芯片U1的串行口PIO16连接。需要说明的是，本实施例是基于结构的改进，并未对定位芯片U1、电源转换芯片U3和电源稳压芯片U2的程序进行改进，在此不予赘述。

为了保证主电源供电可靠，本实施例中的主电源供电电路包括具有电源输入端VIN、接地端GND、使能接地端EPAD、升压电容端BOOT、高偏功率源极PH和反馈电压端VSEN引脚的TPS5430电源转换芯片U3，连接在电源转换芯片U3的电源输入端VIN与接地端GND之间的充电电容C1，连接在电源转换芯片U3的升压电容端BOOT与高偏功率源极PH之间的滤波电容C2，串联后连接在电源转换芯片U3的高偏功率源极PH与反馈电压端VSEN之间的滤波电感L1和分压电阻R5，一端与电源转换芯片U3的高偏功率源极PH连接、且另一端接地的电源指示二极管D2，一端与电源转换芯片U3的反馈电压端VSEN连接、且另一端接地的滑动电阻R6，一端连接在滤波电感L1与分压电阻R5之间、且另一端接地的稳压电容C3，以及输入与汽车蓄电池正负极连接、且输出与电源转换芯片U3连接的供电保护电路。所述电源转换芯片U3的接地端GND与使能接地端EPAD连接并接地。其中，所述定位芯片U1的主电源输入端V_CORE和自动切换开关KT的一输入均连接在滤波电感L1与分压电阻R5之间。另外，上述供电保护电路又包括串联后连接在汽车蓄电池正负极之间的分压电阻R1、单向二极管D1和分压电阻R2，栅极连接在单向二极管D1与分压电阻R2之间、且源极与汽车蓄电池负极连接的场效应管VT1，一端与电源转换芯片U3的电源输入端VIN连接、且另一端与场效应管VT1漏极连接的分压电阻R3，一端与场效应管VT1漏极连接的分压电阻R4，以及栅极与分压电阻R4的另一端连接、源极与场效应管VT1的源极连接、且漏极与电源转换芯片U3的接地端GND连接的场效应管VT2。需要说明的是，在正常情况下，场效应管VT1处于截断，场效应管VT2处于导通状态。当汽车蓄电池正负极短路或者相序接错时，场效应管VT1导通，将分压电阻R3与分压电阻R4之间的电压拉低，使场效应管VT2截断，有效的防止短路电压串入电源转换芯片U3内。

在本实施例中，还提供了备用电源，当主电源断开时，采用备用电源供电。该备用电源电路包括具有电源输入端VDD、接地端GND和电源输出端VOUT引脚、且电源输出端VOUT与定位芯片U1的备用电源输入端V_BCKP连接的电源稳压芯片U2，连接在电源稳压芯片U2的电源输出端VOUT与接地端GND之间的充电电容C12，连接在电源稳压芯片U2的电源输入端VDD与接地端GND之间的充电电容C11，以及正极与电源稳压芯片U2的电源输入端VDD连接、且负极接地的蓄电池E2。其中，所述自动切换开关KT的另一输入与电源稳压芯片U2的电源输出端VOUT连接。

在本实施例中，充电电容C1为20uF，滤波电容C2为47uF，稳压电容C3为100nF，阻波电容C4为35nF，滤波电容C5为47uF，充电电容C6为10uF，充电电容C7为10uF，充电电容C8为10nF，充电电容C9为10uF，稳压电容C10为35uF，充电电容C11为27uF，充电电容C12为27uF，充电电容C13为10uF，充电电容C14为47 uF，充电电容C15为20uF，分压电阻R1为51kΩ，分压电阻R2为51kΩ，分压电阻R3为20kΩ，分压电阻R4为40kΩ，分压电阻R5为1kΩ，滑动电阻R6为1kΩ，下拉电阻R7为20kΩ，限流电阻R8为51kΩ，滤波电感L1为15uH，滤波电感L2为15uH，蓄电池E1为1.65~3.6V，蓄电池E2为1.4~3.6V。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。