一種基于Teseo II的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)

TeseoII是針對(duì)多衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開發(fā)的單芯片IC系列(STA8088)。除GPS與伽利略衛(wèi)星信號(hào)外，這些IC還能處理格洛納斯(全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))的數(shù)據(jù)。這些參考設(shè)計(jì)涵蓋各種不同的GPS、伽利略與格洛納斯組合，在1569至1607MHz范圍符合L1/E1標(biāo)準(zhǔn)。由于格洛納斯所用衛(wèi)星數(shù)量相對(duì)較多，從而顯著提高了導(dǎo)航性能，尤其適用于大城市中狹窄街道等不利環(huán)境。 　　格洛納斯使用一個(gè)邊頻帶，與GPS和伽利略均不相同。不僅如此，為STA8088GA所開發(fā)的參照設(shè)計(jì)需要處理第一個(gè)中間級(jí)以下的整個(gè)相關(guān)射頻范圍。為此，輸入電路在外部LNA(低噪放大器)之后，使用了愛普科斯聲表面波濾波器(B39162B3913U410)。將它用在第一級(jí)是為了抑制來自其它源(如GSM、WiFi、UMTS或BT)的信號(hào)。 最后，將格洛納斯信號(hào)與GPS和伽利略信號(hào)分離并調(diào)制為中間頻率。這樣就可用更少的元件來處理所有信號(hào)，從而降低成本。 　　 集成式LNA同時(shí)用于兩個(gè)路徑，從芯片單獨(dú)接出。這樣就可以使用不同的聲表面波(SAW)濾波器設(shè)計(jì)與布局。信號(hào)通過第二個(gè)愛普科斯聲表面波濾波器(B39162B3913U410)時(shí)，被饋送至射頻放大器與混合器，進(jìn)而形成中間頻率。

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圖1：使用TeseoII芯片的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的參照設(shè)計(jì) 　　 除使用兩個(gè)EPCOS(愛普科斯)聲表面波濾波器外，還使用了TDK的19個(gè)積層壓敏電阻(MLCC)與3個(gè)電感器。 　　 此處所用聲表面波濾波器為堅(jiān)固的陶瓷封裝，尺寸為3×3×1.1mm3，符合汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q200，其工作溫度范圍極寬(-45℃至125℃)。濾波器帶寬為56MHz，匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為50Ω。TDK的積層壓敏電阻與電感器也符合AEC-Q200標(biāo)準(zhǔn)。這種類型的參考設(shè)計(jì)適用于汽車導(dǎo)航設(shè)備，不僅能夠完成傳統(tǒng)的導(dǎo)航任務(wù)，還可完成遠(yuǎn)程信息處理。由于精度高，同樣適用于與安全相關(guān)的應(yīng)用，如eCall、bCall或輔助駕駛系統(tǒng)。 　　STMicroelectronics還使用TeseoII系列的另一款芯片(STA8088FG)為消費(fèi)電子與工業(yè)電子開發(fā)了一套導(dǎo)航系統(tǒng)。該參考設(shè)計(jì)僅使用一個(gè)愛普科斯聲表面波濾波器：接在IC的LNA輸出與射頻放大器之間。此處所用愛普科斯B39163B4310P810濾波器使用愛普科斯CSSP技術(shù)(芯片級(jí)SAW封裝)制造。該封裝技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高度小型化，因而該濾波器的尺寸只有1.4×1.0×0.4mm3。除尺寸緊湊外，該元件還具有出色的電氣特性，插入損耗只有1dB。該具備嚴(yán)密密封封裝的濾波器符合AEC-Q200標(biāo)準(zhǔn)。其帶寬為34.37MHz，工作溫度范圍為-40℃至85℃。 　　 STMicroelectronics針對(duì)這兩種參考設(shè)計(jì)在全球進(jìn)行了大量測(cè)試，以驗(yàn)證同時(shí)使用多個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。 　　 圖2為在東京城市峽谷進(jìn)行的一項(xiàng)測(cè)試。測(cè)試表明同時(shí)使用GPS與格洛納斯信號(hào)位置的數(shù)據(jù)精度得到了顯著提高。在達(dá)拉斯進(jìn)行的一項(xiàng)測(cè)試中，對(duì)新的STMicroelectronics設(shè)計(jì)與一款只使用GPS的同類競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品進(jìn)行了對(duì)比。這項(xiàng)測(cè)試同樣表明多導(dǎo)航系統(tǒng)所具有的明顯優(yōu)勢(shì)。

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圖2：同時(shí)使用GPS與格洛納斯信號(hào)的位置數(shù)據(jù)更好 　　TeseoII、GPS與格洛納斯(紅線)位置數(shù)明顯比僅從TeseoII與GPS獲得的數(shù)據(jù)更精確。