Sự can thiệp đến từ đâu? (Nhiều người hiểu sai điều này)

Nhiều người đánh giá thấp tầm quan trọng của giá trị "-130 dBm". Từ một quan điểm khác, tín hiệu này chỉ là một sự gia tăng nhẹ so với ngưỡng tiếng ồn nhiệt (-174 dBm/Hz).ngay cả một cạnh tốc độ cao không chuẩn trên bảng của bạn, một con đường trở lại không được kiểm soát đúng cách, hoặc thậm chí một phần vài cm của "đất trên không" có thể tạo ra năng lượng trong băng tần này mạnh hơn nhiều lần so với tín hiệu GNSS.Một khi các cặp năng lượng như vậy vào chuỗi ăng-ten, phần trước của máy thu không có bất kỳ khả năng phân định nào và chỉ đơn giản là khuếch đại tất cả mọi thứ một cách không phân biệt.Nhiều vấn đề liên quan đến sự trôi dạt vị trí và thu thập vệ tinh chậm không phải là do hiệu suất vệ tinh kém, mà là kết quả của bảng "bảo vệ bản thân."

Nguồn cung cấp điện chuyển đổi DC / DC (Mối đe dọa số một)

Tần số chuyển đổi: Hàng trăm kHz Tuy nhiên, có một số lượng lớn các âm thanh hài hòa có mặt.

Bạn có thể leo lên tới khoảng 1,5 GHz

Đường đi điển hình:

Chuyển đổi DC/DC → Làn sóng điện → Kháng mặt đất → Sợi ăng-ten → Mặt trước GNSS

Nhiều người sai lầm tin rằng "với tần số chuyển đổi chỉ vài trăm kHz, không thể ảnh hưởng đến 1,5 GHz". Đây là một quan niệm sai lầm phổ biến.Vấn đề thực sự nằm ở độ cao cực kỳ dv / dt tại các nút chuyển đổiTheo lý thuyết, một sóng hình vuông lý tưởng chứa một số lượng âm thanh vô hạn; trong khi bị hạn chế trong thực tế,mở rộng phạm vi này đến mức GHz là không đáng ngạc nhiênHơn nữa, nếu khu vực nút SW quá lớn, đường lặp lỏng lẻo hoặc đường quay trở lại mặt đất quá dài,những thành phần tần số cao có thể ghép nối với toàn bộ bảng hoặc thậm chí cả dây chuyền dây dẫn thông qua công suất ký sinh trùng. Những gì dường như là một "vấn đề nguồn cung cấp điện" thực sự trở thành một nguồn nhiễu RF.

• L1:1575.42 MHz được sử dụng thường xuyên nhất
• L2:1227.6 MHz
• L5:1176.45 MHz

1) Sự can thiệp đến từ đâu? (Nhiều người hiểu sai điều này)

Nguồn cung cấp điện chuyển đổi DC / DC (Mối đe dọa số một)

Tần số chuyển đổi: Hàng trăm kHz Tuy nhiên, có một số lượng lớn các âm thanh hài hòa có mặt.

Bạn có thể leo lên tới khoảng 1,5 GHz

Đường đi điển hình:

Chuyển đổi DC/DC → Làn sóng điện → Kháng mặt đất → Sợi ăng-ten → Mặt trước GNSS

2) Giao diện tốc độ cao (MIPI/USB/SerDes)

Giao diện tốc độ cao sử dụng tín hiệu khác biệt, thường hủy bỏ hầu hết bức xạ điện từ.

Đối với điểm dưới đây gây ra kết nối không đúng hoặc bố cục cáp, thiết kế kém, không đồng đều khác biệt định tuyến, giảm giá mặt đất ect, nó có thể đâm vào ăng ten GNSS, cáp RF, hoặc LNA,giảm máy thu GPS.

3)Tiếng ồn kỹ thuật số, vấn đề về đường trở về mặt đất

Nơi này không sạch sẽ.

Chế độ khác biệt → Chuyển sang chế độ chung → Gửi đến ăng-ten

Mẹo: Loại vấn đề này thường là khó khăn nhất để chẩn đoán do thiếu "nguồn thành phần rõ ràng".Phân vùng được thiết kế kém, đường quay chung giữa các mô-đun khác nhau hoặc thay đổi đột ngột trong tham chiếu mặt đất tại các giao diện đều có thể buộc các dòng quay tần số cao phải đi vòng quanh.Khi chiều dài đường trở lại tăng, nó thực sự tạo ra một khu vực vòng lặp lớn hơn.ngay cả các tín hiệu chế độ khác biệt ban đầu có thể chuyển sang chế độ chung do sự bất đối xứng đường dẫn và cuối cùng được chiếu qua ăng-ten hoặc cáp

Tại sao GPS trở nên hoàn toàn vô dụng khi bị gián đoạn?

LNA nằm ngay phía trước.

Mục tiêu thiết kế của LNA (Low Noise Amplifier) là khuếch đại các tín hiệu cực kỳ yếu trong khi giới thiệu càng ít tiếng ồn bổ sung càng tốt.nó không thể phân biệt giữa " tín hiệu " và " can thiệpBất kỳ tín hiệu nào trong băng thông thông hoặc với độ phình đủ sẽ được khuếch đại cùng nhau.can thiệp mạnh vào LNA có thể kích hoạt các hiệu ứng phi tuyến tính như nén và liên điều chếNói cách khác, một khi tín hiệu nhập vào LNA, nó trở nên gần như không thể khôi phục hoàn toàn chất lượng của nó thông qua các quy trình lọc tiếp theo.

Kết quả: Các tín hiệu hữu ích bị nhấn chìm Định vị Drift / Star Loss

Trong hoạt động thực tế, bạn sẽ quan sát một số hiện tượng điển hình: thời gian khởi động lạnh kéo dài, sự suy giảm đột ngột trong độ chính xác định vị, vị trí xe trôi khi đứng yên,và tín hiệu đặc biệt yếu trong một số hướng lái xe nhất địnhNhững vấn đề này không chỉ xuất phát từ tín hiệu yếu mà còn từ tỷ lệ tín hiệu-gọi với tiếng ồn giảm.máy thu có thể hiểu sai các đỉnh tương ứng, dẫn đến tính toán vị trí không ổn định.

Làm thế nào để "chống lại sự can thiệp khó khăn" (Phương pháp chính)

Bắt đầu bằng cách giải quyết "điểm nhập cảnh" (hoạt động hiệu quả nhất)

Thêm bộ lọc SAW/BAW (tùy chọn)

Chức năng:

Giá trị của các bộ lọc SAW / BAW nằm ở "sự chọn lọc" của chúng, cụ thể là khả năng ức chế ngoài băng tần.Một bộ lắp đặt GNSS chất lượng cao cho thấy sự mất mát tối thiểu gần băng thông nhưng cung cấp hàng chục dB của sự đàn áp bên ngoài băng thông.

Điều này có nghĩa là hầu hết các nhiễu từ các băng tần không GNSS được giảm nhẹ trước khi đạt đến LNA.bước này thường làm cho tất cả hoặc không có gì thay vì một vấn đề về chất lượng hiệu suấtSự vắng mặt của bộ lọc hiệu quả để lại tất cả tiếng ồn cho LNA để xử lý.

Đề xuất kỹ thuật về ưu tiên:

L1 cần thêm cần thiết

L1 + L5 phức tạp hơn, cần bộ lọc kép.

LNA phải nằm gần ăng-ten.

Tín hiệu GNSS quá yếu

Một khái niệm quan trọng trong các liên kết tần số vô tuyến là "độ số tiếng ồn theo luồng". Nói một cách đơn giản, tổn thất trong các giai đoạn tiếp theo được khuếch đại bởi các giai đoạn trước đó.nếu một phần cáp giữa ăng-ten và LNA gây ra 1 ¢ 2 dB mất mát, sự mất mát này trực tiếp góp phần vào con số tiếng ồn của hệ thống, hiệu quả làm xói mòn một phần của tín hiệu yếu vốn có.Đặt LNA gần với ăng-ten và tăng lợi nhuận của nó sớm làm giảm đáng kể tác động của các tổn thất sau đóĐây là lý do tại sao nhiều ăng-ten ô tô được thiết kế như ăng-ten hoạt động.

Các bước chính xác:

Ống ức→ LNA ((touch)→thung lọc→ mặt sau

Nguồn cung cấp năng lượng ăng-ten phải sạch sẽ (một yêu cầu chính cho dự án của bạn)

Cung cấp điện máy ảnh / Cung cấp điện chính Sự nhiễu nhiễu ảnh hưởng đến nguồn cung cấp điện của hệ thống GNSS.

Các ăng-ten GNSS, đặc biệt là các ăng-ten hoạt động, thường yêu cầu nguồn cung cấp điện thông qua các đường dây đồng trục hoặc chuyên dụng.Nếu nguồn cung cấp điện được lấy trực tiếp từ bộ chuyển đổi DC/DC của hệ thống mà không có bộ lọc thích hợp, tiếng ồn chuyển đổi có thể truyền trực tiếp dọc theo đường dây điện ăng ten và đi vào LNA thông qua các chân điện.làm cho sự tách biệt sau đó khó khănNhiều vấn đề dường như là lỗi liên quan đến RF cuối cùng là kết quả của tiếng ồn điện gây ô nhiễm mạch đầu tiên thông qua con đường này.

Được cung cấp bởi một LDO duy nhất / Không sử dụng DC/DC trực tiếp

πlọc loại:công suất→L→C→GNSS

Nhiều vấn đề liên quan đến GPS thực sự liên quan đến các vấn đề về nguồn cung cấp điện.

Các nhiễu thông thường phải được ngăn chặn bao gồm:

Máy cảm ứng chung, hạt từ tính

Vị trí ứng dụng:

Cáp ăng-ten:

Khi tiếng ồn tần số cao trong hệ thống xâm nhập vào cáp ăng-ten thông qua sự kết nối ký sinh,nó không còn là một vấn đề địa phương và lan truyền qua cáp như một mạch lớnVai trò của bộ cảm ứng chế độ chung là tăng trở ngại tần số cao dọc theo con đường này, do đó ngăn chặn tiếng ồn đi vào hoặc đi ra hiệu quả.Lưu ý rằng chức năng của nó không phải là lọc tín hiệu mà là hạn chế sự hình thành các đường dẫn hiện tại.

Các điểm quan trọng về bố cục PCB (dễ dàng bỏ qua nhất):

GNSS Tự lập khu vực

Không dựa vào chuyển đổi DC / DC & Không dựa trên đường cao tốc.

Sự cô lập không gian chủ yếu làm giảm sự ghép nối. Sự nhiễu tần số cao chủ yếu ghép nối thông qua điện và từ trường.càng chắc chắn hơnPhân tách khu vực GNSS khỏi các nguồn tiếng ồn cao (như bộ chuyển đổi DC / DC, trình điều khiển động cơ và giao diện tốc độ cao) có thể làm giảm đáng kể đường nối.chỉ đơn giản là "đặt lại vị trí" các thành phần hiệu quả hơn là thêm một loạt các thành phần.

Sự liên tục của mặt đất trực tiếp xác định đường quay trở lại. Nếu mặt đất bên dưới khu vực GNSS bị cắt, dòng quay trở lại buộc phải đi vòng quanh,tạo ra một khu vực vòng lặp lớn hơn và do đó làm tăng xác suất bức xạ và chuyển đổi chế độ chungĐặc biệt, một tham chiếu mặt đất liên tục phải được đảm bảo bên dưới đường cung ứng ăng-ten; nếu không, trở ngại tương đương sẽ thay đổi, thậm chí có thể ảnh hưởng đến sự phù hợp.

Đường dẫn ăng-ten

Bên trong50Ω

Tóm càng ngắn càng tốt.

Kiểm soát trở ngại không chỉ ảnh hưởng đến phản xạ mà còn ảnh hưởng đến sự toàn vẹn của tín hiệu và kết nối tiếng ồn.và càng có nhiều khả năng nó sẽ hoạt động như một ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢Trong thiết kế thực tế, tránh các đường dẫn không cần thiết, giữ chúng ra khỏi các đường tốc độ cao và tránh vượt qua các khu vực phân vùng - tất cả các chi tiết này đều ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất GNSS.

GNSS không phải là " tín hiệu yếu"; nó đơn giản là "quá dễ bị tổn thương bởi hành động của chính bạn

Nhiều vấn đề GNSS cuối cùng không xuất phát từ "môi trường bên ngoài nghèo nàn," nhưng thay vào đó là từ tiếng ồn không mong muốn được tạo ra trong hệ thống ở các băng tần nhất định lan truyền vào chuỗi tiếp nhận thông qua nối đường không đúngBằng cách giải quyết những thách thức này thông qua ba phương pháp thiết kế chính - kiểm soát đường dẫn, phù hợp phổ và bảo vệ phía trước - sự ổn định của các hệ thống GNSS có thể được cải thiện đáng kể.Khó khăn thực sự không nằm ở việc thêm các thành phần, nhưng trong việc xác định và giải quyết các vấn đề này trong giai đoạn thiết kế.